Informatika | Alapismeretek, ECDL » Bevezetés az informatikába

Bevezetés az informatikába Számrendszerek Analóg mennyiség: kódolatlan mennyiség (magasság, tömeg, súly, idő) mennyisége érték tetszőleges lehet. Matematikailag folytonos függvényt alkot n2 n1 fizikai mennyiség Digitális mennyiség: szám formában kódolt mennyiség, véges sok meghatározott n számok értéket vehet fel. Matematikailag diszkrét halmaz, meghatározott lépésekben változik az értéke (pl. cipőméret, ruhaméret) 1 00 1 00 1 00 t idő Speciális digitális jelek - bináris jelek: egy helyiértéken 2 féle jelet vehet föl 0-1 0-7 - oktális jelek: egy helyiértéken 8 féle jelet vehet föl - decimális jelek: egy helyiértéken 10 féle jelet vehet föl 0-9 0-15 - hexadecimális jelek: egy helyiértéken 16 féle jelet vehet föl (10=A, 11=B, 12=C, 13=D, 14=E, 15=F) (a decimális típusú számítógép, a C programnyelv ismeri a 8-as számrendszert) Szám: 101 Számrendszer: 2 Jelölés: 101 1983 101 = 5 173 = 123 1000 103 1 100 102 9

10 101 8 22 1 1 100 3 21 0 4 0 1·2 +0·2 +1·22=5 3·100+8·101+9·102+1·103 0 1 20 1 82 1 81 7 80 3 1 80·3+81·2+82·1=123 161 160 E 7 1 16 ·14+160·7=231 27 8 0 0 1 128 26 7 0 0 1 64 25 6 0 0 1 32 24 5 0 0 1 16 23 4 0 0 1 8 22 3 0 0 1 4 21 2 0 0 1 2 20 1 = 1 Byte 256 féle hordozhat 0-255-ig = 255 0 1 1 1 1. oldal információt Bevezetés az informatikába Átváltás decimális számrendszerből bináris számrendszerbe 73,25 Törtszámjegyek (·2) Egész számjegyek (/2) 2 25 1001001,01 73 2 0 50 36 1 1 00 18 0 9 0 4 1 2 0 1 0 1 Átváltás binárisból hexadecimális számrendszerbe 1001001,01  49,4 3 2 1 0 3 2 1 0 2 2 2 2 2 2 2 2 23 22 21 20 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 4 9 4 Átváltás decimálisból hexadecimális számrendszerbe 73,25  49,4 25 73 16 4 9 4 00 0 4 161·4+160·9+16-1·4=73,25 Összeadás a bináris számrendszerben 0+0=0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1+1=0 (1-et tovább kell vinni) 1 1 1 0 0 1 1 1+0=1 + 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 Kivonás a

bináris számrendszerben 1-1=0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1-0=1 1 1 1 0 0 1 1 0-1=0 (de „fel kell váltani az előzőből) 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 2. oldal 1 1 1 1 1 1 0 Bevezetés az informatikába Kivonás a bináris számrendszerben más módszerrel 10111011011 152 10111011011 11100111 -91 +11100011001 061 110011110100 10011110100 I. a kivonandót kiegészítjük, 0-kal, hogy ugyanannyi számjegyből álljon, mint a kisebbítendő: 00011100111 II. vesszük a kivonandó 1-es komplemensét (01; 10): 11100011000 III. vesszük a kivonandó 2-es komplemensét (1-es + 1): 11100011001 IV. a kivonandóhoz hozzáadjuk a kivonandó 2-es komplemensét, a túlcsorduló számjegyeket figyelmen kívül hagyjuk Összeadás és kivonás hexadecimális számrendszerben 5DB 5DB E7 -E7 +9 6CB 4F4 Kivonás komplemens képzéssel - átváltjuk a számokat kettes számrendszerbe, és mint a kettes számrendszerben E F 5 D B 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

2 2 2 2 2 2 2 21 20 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 + 010111011011 111100011001 10011110100 A számítógép egy cellájában: Feszültség Logikai érték Számérték Van igen 1 Nincs nem 0 8 bit = 1 byte = 256 féle információ 1 Kb 1024 byte 1 Mg 1024 Kb 1Gb 1024 Mb 1 Tb 1024 Gb 3. oldal Bevezetés az informatikába Logikai műveletek Megnevezés vagy (megengedő) diszjunkció és konjunkció tagadás negáció Rövidítés Jele OR AND NOT antivalencia XOR ekvivalencia EQV implikáció IMP Az egyes műveletek jellemzői Vagy: akkor hamis, ha mindkét állítás hamis: A B Köv. 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 És: akkor igaz, ha mindkét állítás igaz: A B Köv. 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Nem: ellentétére változik: A Ā 0 1 1 0 Kizáró vagy: akkor igaz, ha a két állítás ellentétes: A B Köv. 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 (2<3) XOR (4<6) 1 1 Azonosság: akkor igaz, ha a két érték egyezik: A B Köv. 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 (2<3) XOR (4<6) 1 1 +

* Ā vagy (kizáró) azonosság 4. oldal 0 1 Bevezetés az informatikába Implikáció: akkor hamis, ha az első állítás igaz, a másik hamis: A B Köv. 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 (2<3) XOR (4<6) 1 1 1 Aritmetikai műveletek - számokkal végezzük, végeredménye szám +   Logikai műveletek - logikai értékekkel végezzük, eredménye logikai érték AND OR XOR EQV IMP Reláció - számokkal végezzük, eredménye logikai érték < > ≤ ≥ = Precedencia szabályok - az zárójelben lévő műveleteket végezzük először - a magasabb prioritású műveleteket előbb kell elvégezni - egyenrangú műveletek esetén balról jobbra haladunk 5. oldal Bevezetés az informatikába Algoritmusok A végrehajtandó programot a gép számára érthető nyelven adjuk meg  PROGRAMOZÁS Programmnyelvek - alacsony szintű: ASSEMBLY (minden géptípushoz tartozik) - magas szintű: ALGOL FORTRAN COBOL PASCAL C; C++ MODULA JAWA internet PERL C++BUILDER

adatbázis-kezelő VISUAL BASIC (MAGIC) Algoritmus Aritmetikai, logikai műveletek olyan halmaza, vagy olyan célszerűen összeállított sorozata, amely a kitűzött feladat egyértelmű megoldására vezet Követelmények - általános legyen (ne csak bizonyos érték vagy értéktartomány esetén működjön, hanem készítsük fel minden elképzelhető és elképzelhetetlen esetre) - véges számú lépés után fejeződjön be Fajtái - verbális algoritmusok: a feladat csak szöveges megfogalmazása - jelalgoritmusok: egyezményes jelek a feladat megfogalmazásához (pl. matematikai jelek) Jelalgoritmusok fajtái - folyamatábra (blokkséma): - szervezői folyamatábra - programozói folyamatábra (a programot részletekben tartalmazza) - stuktogram - döntési tábla - hypodiagram Szervezői folyamatábra - adatáramlás - felhasznált adatállományok nevét és típusát tartalmazza - adatokat használók nevét tartalmazza A folyamatábra készítése során először

főlépések, majd ezek részletezése  strukturált programozás Szubrutin (eljárás) Más helyen részletezett programrész Folyamatábra szimbólumok - aritmetikai - döntési - vezérlés-átadási - input-output - programkezdő és befejező Vektorrajzoló: - F:FLOW - WORDDAWING Aritmetikai műveletek jelölésére szolgálnak: - + - * / (* = hatványozás) A=B+C+2 változó (memóriaterület) kifejezés: bekerül a memóriaterületbe I=I+1 (I+1 az új értéket veszi fel ismét, az I változó) 6. oldal Bevezetés az informatikába - Művelet végrehajtási sorrend Kötelező kitenni o. - csatlakozópont szimbólum UT 1. ↓ UT 2. ↓ 1 megszakításjel ↓ UT 3. Döntés vagy elágaztatás IGAZ Pl.: HAMIS FELTÉTEL B = A  *A  A  A  A  ↓ B=A 1 ↓ I=2 ↓ B=B* A (1) I I<5 ↓ N I = I+1 Input-output Adatbekérés perifériáról Adatkihelyezés perifériára READ WRITE UT. 4 SZAMOL Programkezdő és befejező: START STOP 7. oldal

Bevezetés az informatikába Adatok eltárolása Tömbök: - rendezett adatok halmaza Fajtái: - vektor: 1 dimenziós tömb - mátrix: 2 dimenziós tömb - oszlopfolytonos A1 A2 A3 A1 A2 A3 - sorfolytonos - 3 dimenziós tömb Meg kell adni mindig egy nevet a tömbhöz j Pl.: mátrix A i A(i ; j) 3 dimenziós: A(2;i;j) neve lapszám 8. oldal sor oszlop Bevezetés az informatikába Műveletsor-szimbólum UT1 UT2 UT1 után következik az UT2 Döntés szimbólum UT1 Feltétel I UT2 UT1 után, ha a feltétel igaz UT2, ha hamis UT3 következik H UT3 Utasítás csomópont UT1 vagy ÚT 2 után mindenképpen Ut3 lép életbe UT2 UT3 UT1 Ciklusszervezés szimbóluma UT1 Feltétel I Az UT2 Ut3 ciklusmag és ezt annyiszor hajtja végre, ameddig a feltételünk igaz, amint hamis lesz, az UT5-re lép H UT4 UT2 UT3 UT5 ciklusmag Szelekció vagy kiválasztás UT1 X=A X=B Attól függően hajtódnak végre az utasítások UT1 után, hogy x értéke mekkora X X=C X=D X=E

UT1 UT2 UT3 UT4 Ut5 Rendezési algoritmusok Rendezés A dolgok egy megadott halmazának valamilyen sorrend szerinti átrendezése Lehet: - csökkenő irányú - növekvő irányú - belső (csak a memóriában) - külső (háttértárakban is) Relációs elvű adatbázis kezelés (pl.) Sor, NÉV CÍM TEL ANYJA NEVE SZIG.SZ rekord KISS I BP Oszlopmező, tulajdonság 9. oldal Bevezetés az informatikába Kulcs Olyan oszlop vagy azonosító mező, amely egy egyedet egyértelműen meghatároz (itt Szig.sz) Mindig kulcs alapján vagy sorszám alapján rendezünk Belső rendezések a rendezett állapotot a kiinduló tömb helyén kell elérni Cél: Hatékonyságát: az összehasonlítások a tételmozgások száma adja meg Típusai 1. Rendezés felcseréléssel 2. Rendezés kiválasztással 3. Rendezés beszúrással 4. Rendezés összefésüléssel Rendezés felcseréléssel A tömbben lévő számokat párosával összehasonlítjuk, ha kell felcseréljük. Pl.: 13 16 08 27 20 01 08

16 20 27 01 27 13 08 16 20 01 27 08 13 01 20 08 13 16 01 20 27 01 16 08 13 01 16 20 27  így tovább Rendezés kiválasztással: Buborék rendezés Az első elemet hasonlítjuk a többihez, ha kell fölcseréljük Pl.: 13 16 08 27 20 01 08 16 13 27 20 01 01 16 13 27 20 08 01 13 16 27 20 08 01 08 16 27 20 13 01 08 13 27 20 16 01 08 13 16 20 27 Rendezés beszúrással A rendezendő tételeket egyenként kérjük be. Pl.: 13 13 16 08 13 16 08 13 16 27 08 13 16 20 27 01 08 13 16 20 27 Keresési algoritmusok (search) Egy adott halmazból bizonyos adatok keresése 1. Lineáris: minden elemmel összehasonlít, míg meg nem találja (Általában rendezetlen halmazokban alkalmazzák) Hátránya: lassú 2. Változó lépéstávolságú (csak rendezett halmazban) Pl.: minden 3 Számot vizsgál, ha a 3 Elem kisebb akkor továbbmegy, ha nagyobb akkor balra keres 3. Felezéses vagy bináris keresés 0 1 2 3 4 12> 5 12 =12 10. oldal 17 20 Bevezetés az informatikába Ciklus

kezelése Valamilyen számokat hasonlítunk össze, és mindig valamilyen logikai döntést kapunk. 1. Egyágú döntések I FELT IF FELT THEN UT A UT H UT1 2. Kétágú döntések H FELT B UT I A UT IF FELT THEN UT A ELSE UT B C UT 3. Több lehetséges érték közüli választás Case szelektor off Címke 1; utasítás 1 Címke 2; utasítás 2 Címke 3; utasítás 3 END FELT1 UTA FELT2 BUT FELT3 END 4. Előltesztelő Ciklusmag egy vagy több utasítás, ha a feltétel igaz akkor végrehajtja, és amíg igaz addig hajtja végre. WHILE FELT DO UT1 H FELT I CIKLUSMAG 5. Hátultesztelő repeat út 1 until CIKLUSMAG A ciklusmag 1x végrehajtódik, utána, ha a feltétel igaz újra, ha hamis kilép. FELT I H 6. Növekményes ciklusváltozó I≤VÉGÉRT I CIKLUSMAG H I=I+1 11. oldal Bevezetés az informatikába ON-LINE kommunikáció UNIX alatt Bejelentkezés a K2 szerverre Telnet K2 (ezzel az egyik Internet-helyszínről a másikra csatlakozhatunk)

FELHASZNÁLÓNÉV: JELSZÓ: Talk $ - $ FINGER <USERNAME> megmondja, hogy az illető a rendszerben van-e Az írja, akivel beszélek - MESG Y offlife-ból onlife-ba kapcsol Én írom - $TALK <USERNAME> - CTRL+C beszélgetés befejezése Internet Relay Chat (IRC) - több tízezer csatornán keresztül több tízezer emberrel lehet kommunikálni irc.eltehu irc.bmehu neverch /HELP irc.ektfhu /NICK (becenév) irc.szifhu /WHO listázza, hogy ki van benn /WHO#Csatornanév listázza, hogy ki van a csatornán /JOIN#Csatornanév csatlakozás adott csatornához /MSG Becenév üzenet egyéni üzenet, a többiek ne lássák /PARTE /LEAVE csatorna elhagyása /QUIT kilépés IRC rendszerből Csatlakozás: irc irc.eltehu - MIRC: az IRC grafikus felületű programja Levelezés K2 szerveren UNIX rendszerben PINE Mail - parancsorientált - menüvezérelt - Levelek listája: - I: levelek listázása Betűjel Sorszám Küldő Levél témája - C: levél szerkesztés - Q: kilépés R –

olvasott U – nem olvasott N – új levél - olvasás: $sorszám - levélírás: mail <címzett neve> SUBJECT: (tárgy) CC: (másolatot kap) ATTECH: (hozzáfűzendő file) CTRL+D (lezár, elküld) Midnight Commander MC File Transzfer Protokoll FTP - olyan hálózati protokoll, amelynek segítségével adatállományok fogadhatók távoli számítógépekről, küldhetők távoli számítógépekre - parancsok: GET: saját könyvtárba letöltés PUT: saját könyvtárból küldés távoliba - belépés: FTP FTP.KANDOHU 12. oldal Bevezetés az informatikába UNIX könyvtárkezellő parancsok MKDIR CD LS PWD RMDIR CAT CP LN MV RM könyvtár létrehozás könyvtárváltás könyvtár listázása aktuális könyvtár kiíratása könyvtár törlése állományok listázása file másolása file-ok összefűzése file mozgatása, áthelyezése file törlése Keresőszerverek WWW.ALTAVIZSLAHU WWW.ALTAVISTACOM WWW.EXCITECOM WWW.HOTBOTCOM WWW.HUHIXOOM/HIX/HELP MD CD DIR RD

TYPE COPY DEL WWW.INFOSECHCOM WWW.WEBKROWLERCOM WWW.OPENTEXTCOM WWW.LYCOSCOM Tárgyindexek közül lehet választani, ingyenes hail-levelet küld Folyamatábra - a beolvasott értékekből válassza ki a maximumot N: elemek szám I: ciklus változó M: maximum érték A: beolvasott szám - töltsön fel értékekkel egy 5x5-ös mátrixot (j; ↓i) START START READ N I=1 N=0 READ J=1 I N I=1 HIBÁS N ÉRTÉK READ A(I;J) READ A J=J+1 M=A N I = I+1 I=I+1 I I>N N READ A(I) N J>5 N I>5 WRITE M STOP A>M I STOP M=A(I) Batch File-ok (gyakorlat) - kötegelt parancsállományok; .bat kiterjesztésű, DOS parancsokat és alparacsokat tartalmaz, egymás után automatikusan végrehajtódnak - EDIT-ben készítjük, egymás után sorokban beírjuk a parancsokat és .bat kiterjesztéssel mentjük - Írja ki a dátumot, aktuális időt, DOS verziószámot: DATE¶ TIME¶ VER SAVE AS barmi.bat - Végtelen ciklus: :cimke¶ ¶ goto cimke Megszakítás: CTRL+Break -

Írja ki a nevem végtelen ciklusban: : ¶ Echo név¶ goto 13. oldal Bevezetés az informatikába Információ elmélet Informatikák - munkaerő - alkalmazó szervezet Egy szervezet színvonalát az határozza meg, hogy milyen szinten alkalmazza az informatikát. Problémák az információs rendszerrel: - az információs rendszerek bevezetése - nagyon drágák a rendszerek - nem töltik be az elvárt feladatot Az informatika gyorsan, dinamikusan fejlődik. A használt fogalmi rendszere nem tud kikristályosodni. Az MTA besorolja az informatikát az önálló tudományok közé. Az 1950-es években jött létre. - Shannon és Weaver nevéhez fűződik az információ elmélet kidolgozása. Közös művük a hírközlés matematikai elmélete (nem bizonyították állításaikat, csak az alapokat rakták le) Ezután rendkívül gyorsan fejlődik az információ elmélet, az elméletek számítógépek, automaták és a véletlen hibák keresésére vonatkoznak. Információ

Valamely jelenségre vonatkozó értelmes közlés, aminek új információt szolgáltató része fontos a felhasználó számára. Típusai: - parancs a chef azt mondja a kuktának, hogy sótlan az étel - motiváció tartalmú információ holnaptól 60%-kal emelik a benzin árát - vélemény ma szép időnk volt Adat Az információnak a tároló vagy továbbító, általában a számítástechnikai rendszerben való konkrét megjelenési formája. Az adathalmaz részhalmaza az információ. Az információ legfontosabb tulajdonságai - önmagában álló tiszta információ nincs, mindig valamilyen anyaghoz kötődik (papír, levegő rezgés, mágneses adathordozó) - az információ tartalom nem szükségszerűen változik az információt hordozó jelek számával (többször leadott közleménynek ugyanakkora az információtartalma) - egy rendszernek leadott információról minden egyed ugyanakkora információt nyerhet - az információ nem osztódik - számos közleményt

különböző jelekkel is rögzíthetünk - azonos jelek más környezetben más információt hordoznak Az információ átadási folyamat - az információ csak az információ átadási folyamatban válik informáicóvá forrás kódolás csatorna dekódolás nyerő (felhasználó) 1 1 2 2 3 Művelet: kódolás, dekódolás Forrás: feladata a hírek, információk, közlemények kialakítása Kódolás: a csatornán, hogy átmehessen az információ kódolni kell Dekódolás: a csatornán átjött jeleket a felhasználó számára tesszük elérhetővé Csatorna: térbeli adatátviteli csatorna: egyik helyről a másikra pl. telefon időbeli adatátviteli csatorna: lehetőséget ad időbeli tárolásra, későbbi felhasználásra, pl. memória, mágneslemez Egy csatorna minőségét az határozza meg, hogy egyszerre hány jelet tud átvinni. Az adó által szolgáltatott információt közleménynek nevezzük. Kód-közlemény - a kódolási eljárás során minden

közleményhez hozzárendelünk egy kódjelekből álló sorozatot, ezek alkotják a közleményt. 14. oldal Bevezetés az informatikába Követelmények a kódolással - alkalmas legyen minden közlemény kifejezésére – általánosság - tömör legyen a kódjel - a csatorna képes legyen ezeket a jeleket átszállítani Kódoláshoz szükség van egy egyezményes jelrendszerre (kód abc) általában egy szabályrendszerre (amely lehet szemantikai-értelmezési, formai-szintetikai) Kódolási eljárás jelkészlete: az előállítható kódféleségek közlemények száma A jelkészlet száma függ - a kód abc jeleinek számától - a kód hosszától Kódabc: betűkből álló jelsorozat, jeleinek száma: m A, B, C Kódhossz (n): a kód karakterszáma 2 V: ábrázolható kódféleségek száma V = mn V = 32 = 9 Milyen hosszú jelsorozat kell ahhoz, hogy egy meghatározott mennyiségű információt átvihessenek a csatornán: Vmn n = log m V I: egy jel átlagos

információs mennyiségét jelenti bináris csatorna esetén: I = 1/n log 2 df df: a forrás abc jeleinek száma HARTLEY féle összefüggés Entrópia - fizika:gáz elemek rendezett állapotából hő hatására rendezetlen állapotúvá válik - számítástechnika: egy-egy szimbólum előfordulása soha nem azonos, fordított kapcsolat van az előfordulás és az információ tartalma között. (pl: ötösöm van a lottón: kicsi az előfordulási valószínűség, nagy az információtartalma, kettesem van a lottón: nagyobb a valószínűség, kicsi az információ) df Σ Pi = 1 i=1 Kockadobás valószínűsége: 1 1/6 4 1/6 2 1/6 5 1/6 3 1/6 6 1/6 6 Σ 1/6 = 1 azaz 100% i=1 df Információtartalom(H) = Σ Pi Pi·log 2 Pi i=1 Mértékegysége: bit/szimbólum Entrópia: a rendszerben lévő határozatlanság mértéke. (a kockadobás esetén határozott rendszer van, mert minden egyes bekövetkezés esélye azonos) Egy közlemény akkor határozatlan, ha a benne előforduló

kódjelek előfordulási valószínűsége különböző. Ahhoz a betűhöz6számhoz rendeljük a legrövidebb kódot, ami leggyakrabban fordul elő  rövid lesz a kódunk. Adatátvitel a csatornán - csatorna minőségét az 1 másodperc alatt továbbítható jelek száma határozza meg, C-vel jelöljük. m: az adatok átviteli sebessége (bit/másodperc) I: egy bitre jutó átlagos információ tartalom (Hartley féle) C = m·I Kódközlemény továbbítási ideje t = összes átvihető bit (A) / Csatorna kapacitása (C) Redundancia Adatbázis kezelés: TAN. NEVE KONZULENS TELSZÁM KISS FEHÉR 06 valami többször fordul NAGY FEHÉR 06  szükséges redundancia elő feleslegesen KOVÁCS FEKETE 05 15. oldal Bevezetés az informatikába Folyamatábra Páros, páratlan szám keresése START READ N N N>0 I STOP I=0 J=0 K=0 I = I+1 READ A W = AI 2 W = W*2 W=A J = J+1 K = K+1 L(J) = A B(K) = A I=N N A I J K W elemszám beolvasott szám futó index páratlan index

páratlan index munkaváltozó 16. oldal Bevezetés az informatikába Otthon gondolkodni: Mátrix feltöltése valamilyen rendezési algoritmussal, ciklusban HARDWARE-T ELOLVASNI 17. oldal