УНСС -УНСС - Катедра “Информационни технологии Катедра “Информационни технологии и комуникации”и комуникации”

Тема 1Тема 1

ПонятияПонятия - - информация, данни и информация, данни и

алгоритми. Бройни системи. алгоритми. Бройни системи.

Представяне на даннитеПредставяне на данните

Предмет на курса по Информатика в УНСС • Какво са данните и как се представят в компютрите,• Какво са алгоритмите, програмите за обработка на данни, Езиците за програмиране,• Какво представлява Архитектурата на компютрите,• Как се съхраняват данните и какво е База от данни,• Как се предават данните между компютрите,• Какво е операционна система на компютър,• Какво е програмно осигуряване,• Какви видове информационни технологии най-често се използват,• Какво е Информационна система,• Какви Интернет технологии се използват,• Какво е Информационна сигурност,• Как се проектират Информационни системи,• Какво представляват Бизнес приложенията – ERP, CRM, e-Business, e-Commerce;

Получавани практически знания и уменияПо време на практическите занятия, ще се получат знания и умения за създаване и ползване на Информационни системи в икономиката,Всеки ще може да проектира и създава малки информационни системи, използвайки наличните Office продукти на персоналния компютър,Ще се извършва работа в екип от двама студенти,Двата главни продукта, чрез които ще се изграждат тези малки информационни системи ще бъдат:

oMS Excel, MS Access;Ще има Курсова задача на MS Access - за двама студенти,Ще се извършват 2 Контроли работи,Изпитът ще се проведе чрез тест,Крайната оценка ще бъде резултат от Изпита, Контролните работи и Курсовата задача;

Произход на изчислителните машини

Начални идеи в древна Гърция и Римската империя – сметало (абак) за събиране,Някои начални идеи за машини:

o Блез Паскал (1623-1662) – събирачна машина на базата на зъбни колела,o Чарлс Бейбидж (1792-1871) - събирачна машина , но с отпечатване на хартия; добавя и други аритметични действия; перфориране на командите за изпълнение,

Идея за алгоритми – последователност от дупки върху хартия

o Жакард (1752-1834) – управление на тъкачен стан,

Произход на изчислителните машини

Идея за представяне на данни – чрез дупки върху хартия

o Херман Холерит (1860-1929),o Тази разработка става основа за създаването на фирмата IBM;

Прилагане на електричество и електроника през 20 век

o 1940 – Bell Laboratories – Mark I – релета с електронно управление,o 1937-1941 – Джон Атанасов-Berry – първата машина на електронни лампи в Iowa State College,o Големи ЕИМ (1950-60),o Мини ЕИМ (1960-70),o Персонални компютри (1970-80);

Развитие на алгоритмизацията

Алгоритмизацията започва развитие с увеличаване възможностите на компютрите да изпълняват по-големи последователности от командиТеоремите на Gödel за непълнота създават предпоставки за съществуване на няколко вида последователности от команди за едно решение – вариантност на решенията / вариантност на алгоритмитеОформят се два вида науки:

oComputer Science – с основа – наука за алгоритмите,oInformation Systems – с основа – наука за създаване на компютърни информационни системи;

Развитие на алгоритмизацията

При алгоритмизацията съществуват следните въпроси:

o Кои проблеми може да се алгоритмизират,o Кои проблеми е рационално да се решат с компютърно съставени алгоритми,o Как лесно да открием / създадем алгоритъм,o Как да се анализират и оценят алгоритмите,o Как да се обработва информацията,o Как чрез алгоритмите да се осигури интелигентно поведение на компютрите,o Как използването на алгоритми влияе на развитието на обществото;

Единен Граждански НомерЕдинен Граждански НомерАлгоритъм за изчисляване на контролната цифраАлгоритъм за изчисляване на контролната цифра на на

ЕГН ЕГН по модул 11по модул 11

1 2 3 4 5 6 7 8 9  номер на позицията в ЕГН 1 2 3 4 5 6 7 8 9  номер на позицията в ЕГН * * * * * * * * *  Умножение* * * * * * * * *  Умножение2 4 8 5 10 9 7 3 6  Тегла2 4 8 5 10 9 7 3 6  Тегла

1.1. Умножават се стойностите от всяка позиция със Умножават се стойностите от всяка позиция със съответното тегло, посочено под номера на съответното тегло, посочено под номера на позицията,позицията,

2.2. Сумират се получените произведения,Сумират се получените произведения,3.3. Сумата по т. 2 се дели на 11, и се взема остатъкът от Сумата по т. 2 се дели на 11, и се взема остатъкът от

деленето,деленето,4.4. Ако полученият остатък от т.3 е число по-малко от Ако полученият остатък от т.3 е число по-малко от

10, то става контролно число. Ако е равно на 10, 10, то става контролно число. Ако е равно на 10, контролното число е 0;контролното число е 0;

Информационни системи

Определение - Информационната система е съвкупност от хардуерни и софтуерни елементи, свързани в интегрирана система, извършваща обработка на информацията на дадена организацияЦел на Информационната система - да подпомага извършването на бизнеса в организацията, обхващайки персонал, документи, технологии за обработка и агрегиране на данните, както и процедури за изпълнение на функциите заложени в неяС оглед подпомагане на цялостните бизнес процеси в организацията, Информационната система използва множество различни Информационни и Комуникационни Технологии (ИКТ)

Информационни системи

Съществуват информационни системи, които обслужват само част от бизнес дейността на организацията и тогава тези системи се разглеждат като подсистеми на Информационната система, например Счетоводна подсистема, Подсистема за управление на персонала, на складовете , Географска информационна подсистема, и т.н.Съществуват организации, имащи специфичен бизнес, за които информационните системи само подпомагат този специфичен аспект на бизнеса - Такива са Банкова информационна система, Застрахователна информационна система, система за проектиране на сгради и т.н.

Бройни системиСистема от символи и правила за тяхната употреба, чрез които може да се изобрази всяко числоСимволите – цифри; Положението в записа – разрядНепозиционни (римската) и позиционни (десетичната) бройни системи Преминаване от една бройна система в друга

•Пример за преминаванe на десетичното число 121 в двоична бройна система (използвайки цифрите 0 и 1)121:2=60 и остатък 1 60:2=30 и остатък 0 30:2=15 и остатък 0 15:2=7 и остатък 1 7:2=3 и остатък 1 3:2=1 и остатък 1 1<2 остава остатъка 1

Резултатът е 1111001•Пример за преминаванe на десетичното число 201 в шестнадесетична бройна система (използвайки цифрите 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F)201:16=12 и остатък 9 (9) 12<16 остава остатъка 12 (C)

Резултатът е C9

Двоична аритметика (1 от 2)•Използват се цифрите 0 и 1•Събиране

0+0 = 0 1 0 1 1 00+1 = 1 + 1 1 0 1 11+0 = 1 -------------------1+1 = 10 1 1 0 0 0 1

•Изваждане0-0 = 0 1 1 0 0 0 1 0 11-0 = 1 - 1 1 0 1 1 0 01-1 = 0 --------------------

10-1 = 1 1 0 1 1 0 0 1•Умножение

0х0 = 0 1 1 0 0 10x1 = 0 x 1 1 0 11x0 = 0 -------------1x1 = 1 1 1 0 0 1

0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 ============= 1 0 1 0 0 0 1 0 1

Двоична аритметика (2 от 2)

•Деление – използва таблицата за умножение и изваждане•Пример – да се радели числото 10000,111 на 10,110000,111:10,1 = 1 0 0 0 0 1,1 1 : 1 0 1 = 1 1 0,1 1 - 1 0 1 ------- 1 1 0 - 1 0 1 --------- 1 1 (не може да се извади)

- 1 0 1 -------- 1 1 1 - 1 0 1 ---------- 1 0 1 - 1 0 1 ----------- 0 0 0

Групиране на двоичните данни в ЕИМ

• Минимална единица – 1 бит, Единица за опериране – 1 байт = 8 бита, Дума – 4 байта, Двойна дума – 8 байта,• Един символ се представя чрез:

oЕдин байт – най-често срещаните кодови таблици,oДва байта – за покриване на всички езици, включително китайски, японски и арабски;

o Съществуват няколко международно утвърдени таблици за съответствие между символ и двоично съдържание:

oASCII – основните символи се кодират в 7 битови комбинации, като за допълнителните азбуки (кирилица, скандинавски, европейски ударения) се използва осмия бит за кодиране. Използват се основно в Персоналните компютри. Има 94 принтируеми символа,oEBCDIC – използват пълно 8-те бита на байта за кодиране. Използват се главно в големите ЕИМ,oUnicode – използва 2 байта за кодиране на над 100,000 символа;

Представяне на числата в ЕИМ•Числата в ЕИМ се представят като:

•Числа с фиксирана запетая,•Числа с плаваща запетая,•Двоично-десетични числа;

•Числата с фиксирана запетая са цели, с точно определено място на знака

•Числата с плаваща запетая имат част, в която е мантисата, част в която е експонентата и част в която е знака

•Числата в двоично-десетичен код се представят чрез последователност от тетради (четири двоични цифри), като в една тетрада се записва една двоично-десетична цифра

знак

стойност на числото

знак порядък мантиса(397485)(27)

(+)

01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0

9 7 2 5

=> 9725

Числа с фиксирана запетая•Числата са цели•Отрицателните числа се записват в Допълнителен код Положително число Отрицателно число 0 000 0000 0000 1010 => (+10) 1 111 1111 1111 0110 =>(-6)

•Чрез числата в допълнителен код, действието Изваждане се свежда до действие Събиране

А-Б -> A + (Б)д

•Съществуват две системи за представяне на числата, според това къде е най-голямата цифра (всяка фирма използва свой избор)

•С лява най-голяма цифра

•С дясна най-голяма цифра

•Дължината им е 4 или 8 байта, като в 4 байта се побират числа +- 2 милиарда

знак

стойност на числото

знак

стойност на числото

Числа с плаваща запетая

•Числата с плаваща запетая дават предимство пред тези с фиксирана запетая, че могат да представят нецели числа

•Порядъкът е на основа 16, защото мантисата се третира като число също в шестнадесетична бройна система

•Знакът на числото с плаваща запетая посочва знакът на мантисата. За да се преодолее знакът на порядъка, то той се преобразува да е винаги положителен. За порядък се използват 7 бита (за числа от 0 до 127) и машинният порядък е изместен с 64, т.е. истинският порядъкът може да бъде от -64 до +63

•Дължината им е 8 или 16 байта, като дължината се отразява само на мантисата – боят цифри в числото, което се обработва

•Числата с плаваща запетая се използват главно за научни изчисления

Логически основи на ЕИМ•В ЕИМ информацията е представена в двоичен код и работата на ЕИМ представлява преобразувания в двоичен код

•Променливи величини, които могат да приемат две стойности – 1 и 0, се наричат логически променливи

•Двоична (логическа) функция е която определя стойността на една логическа променлива в зависимост от друга (и)

•Логическите функции се дефинират чрез таблици

Стойност на X Стойност на Y Резултат X & Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Основни логически функции и тяхното реализиране като логически елементи в ЕИМ•Логическо И

•Логическо ИЛИ

•Логическо Изключващо ИЛИ

•Логическо Отрицание

X Y X & Y0 0 00 1 01 0 01 1 1

X Y X | Y0 0 00 1 11 0 11 1 1

X Y X ^ Y0 0 10 1 01 0 01 1 0

X

YX & Y

(1)

(0)(0)

X

YX | Y

(1)

(0)

(1)

X

YX ^ Y

(1)

(0)

(0)

X -X (1) (0)

X -X0 11 0

Градивни единици на компютрите (1 от 4)

QR

S Q

•Тригер – запомнящ елемент на логическа променлива

R

S

Q

Тр

Изход

Установяващ вход

Нулиращ вход

Градивни единици на компютрите (2 от 4)

•Регистър – запомнящ елемент на единица информационна дължина: Байт, Дума, Двойна дума и т.н.

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

S7

Q7

S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0

Градивни единици на компютрите (3 от 4)•Суматор – изпълнява операцията Аритметично събиране на 2 числа•Суматорът е основна градивна единица за извършване на Събиране, Изваждане (чрез Допълнителен код), Умножение и Деление•Събирането се свежда до n еднотипни действия на суматори

Xi Yi Прi-1 Сi Прi

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1

∑

Xi Yi

Сi

Прi Прi-1

X0Y0

∑

С0

Пр0 ВхПр

∑

С1

Пр1

∑

С2

Пр2

∑

С3

Пр3X1Y1X2 Y2X3Y3

Градивни единици на компютрите (4 от 4)

.... . .

. .

... ...

Xi Yi

СiПрi

Прi-1

•Логическа схема на суматор