Informatikai alkalmazások - levelező
Informatikai alkalmazások - levelező
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)
21-25 Elégséges (2)
26-30 Közepes (3)
31-34 Jó (4)
35-40 Jeles (5)
Kollokviumi jegyek alakulása
0-12 Elégtelen (1)
13-15 Elégséges (2)
16-18 Közepes (3)
19-21 Jó (4)
22-25 Jeles (5)
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
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
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
Régi-új mértékegységek
• Bit – egyetlen bináris jegy
• Byte (bájt) – egy 8-bites egység (8 jegyű bináris szám)● 1 kibibyte (KiB) = 1024 (210) byte● 1 mebibyte (MiB) = 10242 (220) byte● 1 gibibyte (GiB) = 10243 (230) byte● 1 tebibyte (TiB) = 10244 (240) byte● 1 pebibyte (PiB) = 10245 (250) byte● 1 exbibyte (EiB) = 10246 (260) byte● 1 zebibyte (ZiB) = 10247 (270) byte● 1 yobibyte (YiB) = 10248 (280) byte
Mértékegységek
• Bit – egyetlen bináris jegy
• Byte (bájt) – egy 8-bites egység (8 jegyű bináris szám)● 1 kilobyte (kB) = 1000 (103) byte● 1 megabyte (MB) = 10002 (106) byte● 1 gigabyte (GB) = 10003 (109) byte● 1 terabyte (TB) = 10004 (1012) byte● 1 petabyte (PB) = 10005 (1015) byte● 1 exabyte (EB) = 10006 (1018) byte● 1 zettabyte (ZB) = 10007 (1021) byte● 1 yottabyte (YB) = 10008 (1024) byte
Bizonytalanság számszerűsítése
● Entrópia (információtartalom)– (Bináris) véletlen változó (vö. bitek)
heterogenitása mérhető segítségével
H (X )=−P (X=1)∗log2P (X=1)−P (X=0) log2 P(X=0)
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?
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?
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?
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?
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
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
A számítógép felépítése
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)-32-64 → memóriacímzés
– Cache (gyorsítótár mérete)
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$
Számrendszerek
• Decimális számrendszer
318=3*100 + 1*10 + 8*1=3*102 +1*101 + 8*100
• q-alapú számrendszer
318(10) = 3*102 + 1*101 + 8*100 (10-es alapú)
318(q) = 3*q2 + 1*q1 + 8*q0 (q-alapú)
– q=5?
– q=9?
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
Számrendszerek közötti átváltás
x szám q-alapú számrendszerbeli alakja: an…a1a0,
ha
0 ≤ ai < q i = 0,1…n
x = an⋅qn + … + a1⋅q1 + a0⋅q0
számjegyek értékkészlete: 0,1,...,(q-1)
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')
Lebegőpontos számábrázolás
A 0 kivételével a valós számok fölírhatók x = σ*Bk*Σxn*B-n (1) alakban, ahol
– σ: előjel (+/-)
– B: alap
– k: exponens/kitevő/karakterisztika
– Σ: 1-től ∞-ig
– Σ: mantissza
– 0 ≥ xn ≥ 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
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
Példa egyszeres pontosságú lebegőpontos számábrázolásra
• Egyszeres pontosság
– exponens/mantissza: 8/24 bitPl.:162,625=27+25+21+2-1+2-3=28*(2-1+2-3+2-7+2-9+2-11)
– Exponens = 135 = 8+127 (28 és a [-127, 128]-ba történő transzformáció miatt)
– Mantissza (implicitbit nélkül)
• Az eredmény előjelbitestől (4 bájton)
1 0 0 0 0 1 1 1
2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-... 2-23 2-24
0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0... 0 0
0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1
Negatív számok ábrázolása binárisan
● Kezdeti megoldások: paritás bit használata, ahol az első bit jelzi a 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. 10010100 (148) → 01101011 → ?