Wstęp do informatyki

(1) Wymagania wstępne:

Podstawowe wiadomości z zakresu budowy i obsługi komputera.

(2) Treści kształcenia:

1. Pojęcie informatyki, informacji i jej przetwarzania. Dziedziny informatyki (1 godz.).

2. Pojęcie algorytmu. Zapis algorytmów. Schematy blokowe. Testowanie algorytmu. Klasyfikacja prostych algorytmów. Przykłady algorytmów (2 godz.).

3. Podział komputerów. Komputery typu 'mainframe', superkomputery, mikrokomputery/komputery osobiste, serwery typu 'blade', stystemy wbudowane (telefony komórkowe, konsole do gier, sterowniki mikroprocesorowe w pojazdach, w sprzęcie AGD, w urządzeniach sterujących procesami przemysłowymi). Trendy rozwojowe sprzętu komputerowego (2 godz.)

4. Architektura systemu komputerowego. Mikroprocesor, pamieć typu ROM, pamięć typu RAM, komunikacja z urządzeniami wejścia/wyjścia. Ogólnie o urządzeniach wejścia/wyjścia (2 godz.).

5. Architektura procesora. Magistrala danych. Rejestry.Akumulator. ALU (jednostka arytmetyczno-logiczna). Licznik rozkazów. Wkaźnik stosu. Rejestr rozkazów. Dekoder rozkazów . Cykl rozkazowy procesora (2 godz.).

6. Różne architektury systemów mikroprocesorowych, architektura von Neumann'a, architektura harvardzka, architektura mieszana (zmodyfikowana architektura harvardzka). Maszyna RAM - matematyczny model procesora, elementy maszyny RAM, instrukcje, tryby adresowania (2 godz.).

7. Urządzenia wejścia/wyjścia i sposoby ich sprzęgania z systemem mikroprocesorowym/komputerowym. Magistrala danych, adresowa, sterująca. Sposoby adresowania urządzeń wejścia/wyjścia. Sterowanie urządzeń wejścia/wyjścia - odpytywanie, przerwania (2 godz.).

8. Techniki zwiększające wydajność systemów mikroprocesorowych. Przerwania, DMA, pamięć podręczna (cache), przetwarzanie potokowe, przetwarzanie równoległe (2 godz.).

10. Różne architektury procesora. Architektura typu RISC, CISC. Lista rozkazów procesora. Mikroarchitektura procesora (2 godz.).

11. Urządzenia wejścia/wyjścia – zasada działania. Klawiatura, mysz, skaner, drukarka laserowa, monitor CRT, monitor LCD, dysk twardy magnetyczy, dysk twardy SSD, czytnik płyt CD (2 godz.).

12. Systemy zapisu liczb. Dziesiętny, ósemkowy, szeznastkowy, binarny, kod uzupełnień do dwóch, standard IEEE 754 wraz z przykładami przeliczeń liczb pomiędzy systemami (2 godz.).

13. Systemy zapisu znaków. Kod ASCII, UNICODE. Standardy UCS-4, UTF-7, UTF-8, UTF-16 (2 godz.).

14. Systemy zapisu obrazu oraz dźwięku. Formaty zapisu plików graficznych oraz dżwiękowych. Kompresja (2 godz.).

15. Wprowadzenie do sieci komputerowych. Sieci przełączania obwodów, sieci przełączania pakietów. Sieć lokalna, sieć rozległa. Technologie budowy sieci lokalnych oraz rozległych. Urządzenia wykorzystywane do budowy sieci lokalnych oraz rozległych (przełączniki, router'y, punkty dostępowe sieci bezprzewodowych) i ich funkcje (2 godz.).

16. Model OSI (ang. The Open Systems Interconnection model) i jego znaczenie w odniesieniu do funkcjonowania sieci komputerowych oraz protokołow sieciowych. Najważniejsze protokoły sieciowe IPv4/IPv6/TCP/UDP oraz ich miejsce w modelu OSI. Najważniejsze protokoły warstwy aplikacji, HTTP/HTTPS/SMTP/SSH/SIP (2 godz.).

17. Pojęcie routing'u. Tablica routing'u i jej wypełnianie (bezpośrednio dołączone sieci, trasa domyślna). Routing w sieciach lokalnych, routing w sieciach rozległych. Dynamiczne protokoły routing'u. Punkty styku (2 godz.).

18. Sieci bezprzewodowe. Różne standardy sieci bezprzewodowych (802.11, WiMAX, LTE). Urządzenia wykorzystywane do budowy sieci bezprzewodowych. Metody kontroli dostępu użytkowników do sieci bezprzewodowych. Przydział pasma poszczególnym użytkownikom sieci bezprzewodowych 802.11 (CSMA/CA). Tryby pracy punktów dostępowych 802.11 (2 godz.).

19. Przesyłanie przez sieć dźwięku oraz obrazu. Telefonia internetowa. Telewizja internetowa. Najważniejsze protokoły sieciowe wykorzystywane przez telefonię oraz telewizję internetową. Zagadnienie QoS (ang. Quality of Service) przy przesyłaniu przez sieć informacji wrażliwych na opóżnienia (2 godz.).

20. Bezpieczeństwo sieci oraz systemów komputerowych. Oprogramowanie, mechanizmy oraz urządzenia wykorzystywane do zapewnienia bezpieczeństwa sieci lokalnych (firewall'e – rodzaje firewalli, systemy typu UTM – z ang. Unified Threat Management), mechanizmy kontroli dostępu do sieci lokalnych (domena Windows/SAMBA, LDAP, protokół IEEE 802.1X), oprogramowanie antywirusowe. Mechanizmy służące do zapewnienie bezpieczeństwa w sieciach rozległych - system certyfikatów SSL (2.godz.).

21. Rozwiązywanie zadań z przeliczania liczb pomiędzy różnymi systemami zapisu oraz dwa pisemne sprawdziany wraz z poprawkami (11 godz.).

(3) Pomoce naukowe i metody dydaktyczne:

Laboratorium, prezentacje multimedialne, rozwiązywanie zadań.

A.V. Aho, J.E. Hopcroft, J.D. Ullman „Algorytmy i struktury danych”;

Stephen Prata, „Język C++. Szkoła programowania“;

Krzysztof Wojtuszkiewicz, „Urządzenia techniki komputerowej“;

Charles M. Kozierok, „The TCP/IP Guide: A Comprehensive, Illustrated Internet Protocols Reference“

WIEDZA („Student zna i rozumie...”)

Zna i rozumie zagadnienia z podstaw informatyki, struktury układów cyfrowych, architektury systemów komputerowych (P6S_WG);

Ma uporządkowaną wiedzę teoretyczną i praktyczną dotyczącą podstaw programowania, algorytmów, systemów operacyjnych, technologii sieciowych, grafiki komputerowej, baz danych, inżynierii oprogramowania i kluczowych zagadnień informatyki (P6S_WG).

UMIEJĘTNOŚCI („Student potrafi…”)

Potrafi pozyskiwać informacje z tradycyjnych i cyfrowych źródeł w języku polskim i angielskim, dokonać interpretacji informacji, wyciągać wnioski i formułować opinie (P6S_UW);

Potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi charakterystycznymi dla działalności inżynierskiej w obszarze informatyki. (P6S_UK);

Potrafi rozpoznać problemy i zagadnienia praktyczne dające się rozwiązać algorytmicznie i dokonać specyfikacji takich zagadnień i problemów. (P6S_UW).

KOMPETENCJE SPOŁECZNE („Student jest gotów do…”)

Rozumie znaczenie precyzyjnego formułowania pytań dla pogłębiania wiedzy i zrozumienia problemu w celu znalezienia poprawnego rozwiązania zarówno w pracy samodzielnej jak i zespołowej (P6S_KK).

WIEDZA: pisemny sprawdzian.

UMIEJĘTNOŚCI: pisemny sprawdzian.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE: przygotowanie i przedstawienie prezentacji.

Ocena jest wystawiana na podstawie wyników jakie student uzyskał z dwóch sprawdzianów oraz przygotowanej prezentacji.