Tamás Péter (D. 424) Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék (D 407)
1
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
2
wiki.git.bme.hu
Innen: http://msdnaa.bme.hu/
Két forrás:
Dreamspark: itt van minden Microsoft program (Windows, VisualStudio stb.), kivéve Office, ide regisztrálni kell: http://msdnaa.devportal.hu/, ehhez kell név, neptun kód és a HSZK-s e-mail 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
3
Visual Studio a gépteremből: ftp://192.168.1.1/pub
1. Bevezetés az informatikába 1.I. A számítógép működése 1.II. Adatok 1.III. Program 1.IV. Adatok + Program = Objektum
4
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
I.3 Korszerű számítógép
p1
a1
p2
a2
p3
a3
p4
a4
Memória
Processzor
I.4 Hardver működés
Cím Adat Vezérlő
Busz
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)
6
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
Memória
Fizikai cím
Cím
7
II. Adatkezelés II.1 Adattárolási elvek Információtárolás = adat, mértékegységek 1 byte 1 kbyte 1 Mbyte 1 Gbyte 1 Tbyte
= = = = =
8 bit 1024 byte 1024 kbyte 1024 Mbyte 1024 Gbyte
II.1.1 Elemi adatok II.1.1.1 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 = EM*AK • M - Mantissza – a szám tört része • K - Karakterisztika – az A alapszám előjeles kitevője EKKKKKKKMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM • E - előjel a mantissza előjele
II.1.1.2 Karakterek • ASCII - American Standard Code for Information Interchange karakterkészlet és karakterkódolási szabvány, a latin abc (angol, 8 és sok nyugat-európai nyelv) • UCS - Universal Character Set – ISO, Unicode Consortium. Unicode Standard
II.1.1.3 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
II.3 Grafikus adatok
II.3.1 Vektoros
– grafika CDR
II.3.2 Raszteres – grafika
II.3.3 Meta
– grafika
BMP DIB JPG
Pl. a True Type WYSWYG WMF, EMF 10
II.4 Geometriai modell adatok II.4.1 Pont
Sorszám
8
7 6
5
3 1
2
II.4.2 Él
Sorszám
II.4.3 Felület
x-koordináta
Következő csúcs
z-koordináta
1
0.0
0.0
0.0
2
2
40.0
0.0
0.0
3
3
40.0
20.0
0.0
4
4
0.0
20.0
0.0
5
5
0.0
0.0
20.0
6
40.0 kezdőpont
végpont 0.0
6 Él egyenlete
20.0 Következő él
7
1
7
L1
40.01
220.0
20.0 2
8
2
8
L2
0.02
320.0
20.0 3
0 // nincs
L3
3
3 Sorszám
y-koordináta
4 Felület egyenlete
L4 Határélek
4
4
4 1 Következő felület
5
1
5
F1
L51,2,3,4
1
2 5
6
2
6
F2
L6 9,10,11,12
2
3 6
7
3
7 Sorszám
L74,5,8,12 Határélek 3 F3 Felület egyenlete
4
8 1
F4
L8 8,9,10,11 F1
5
9 2
F5
6
10 3
F6
4 7
2n
Következő felület
nx
nx
41,2,3,4 5 8
1,23
12,3 3 123
2
L92,6,7,10 F2
5 6 6 9,10,11,12
4,56
45,6 4 456
3
L10 3,7, 8,11 F3
6 7 0 // nincs 4,5,8,12
7,89
78,9 5 789
4
11 4
L11
F4
7 8,9,10,11
8
9,87
98,7 6 987
5
12 5
L12
F5
8 2,6,7,10
5
6,54
0 // nincs 65,4 654
6
F6
3,7, 8,11
3,21
32,1
6
II.4.4 Boundary REPresentation
x
321
0 // nincs
11
II.4.5 CSG Név
X1
Y1
Z1
X2
Y2
Z2
T1
-25
-5
-5
25
5
5
Név
X1
Y1
Z1
X2
Y2
Z2
T2
-3
-25
-3
3
25
3
Név
Jellemzés
C1
T1T2
\ Név
X1
Y1
Z1
X2
Y2
Z2
R
H1
0
0
-15
0
0
15
2
Név
Jellemzés
C2
C1\H1
Mindegyik bitsor! Hogyan értelmezzük 12
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 p
h/i
i/h p
h/i
13
IV. Objektum Program (1) Adat (2) • • • •
Kiadványszerkesztés Táblázatkezelés CAD Adatbáziskezelés
Objektum – – – –
Word Excel AutoCad Access -
,DOC .XLS .DXF .MDB
Windows társítás
IV.1. Computer Integrated Manufacturing
CAD
CAM ADATOK CAQ CAPP CAP
CAE
Computer Aided Design Computer Aided Manufacturing Computer Aided Engineering Computer Aided Processing Computer Aided Process Planning Computer Aided Quality Control
CIM=ΣCAxx
14
