Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
3/7/2013
1
Osnovi računarstvaOsnovi računarstva
Bodovanje: Prisustvo: 10 Prisustvo: 10 Vježbe: 40 Završni: 50 Predmetni nastavnik: vanr.prof.dr. Lejla Banjanović-Mehmedović e-mail: [email protected]
K l ij F k lt t l kt t h ik b 206
1
Kancelarija : Fakultet elektrotehnike br.206
www.lejla-bm.com.ba
11
TEMATSKA CJELINATEMATSKA CJELINA
NASTANAK INFORMATIKE
1.1.
NASTANAK INFORMATIKE
UVODNO PREDAVANJE
3/7/2013
2
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Od samih početaka civilizacije čovjek nastoji spoznatisvijet oko sebe bilježi ono što vidisvijet oko sebe bilježi ono što vidi
3
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Pritom razlikujemo nekoliko faza: Promatračko opisivački pristup Promatračko opisivački pristup
Analitički pristup
Sistemski ili sustavni pristup
Promatračko opisivački pristup Promatranje (opservacija)
Opisivanje (deskripcija)
4
3/7/2013
3
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Promatračko opisivački pristup je dobar za tzv. determinističke fenomene
Deterministički fenomeni u neizmijenjenim okolnostima rezultiraju istim posljedicama Slobodan pad Izmjena dana i noći Gibanje tijela pod djelovanjem stalne sile (zanemarimo sile
otpora) Temperatura isparavanja tekućina
5
Temperatura isparavanja tekućina Životne faze organizama
PROBLEM nije moguće sve fenomene opisati ovakvim pristupom javio se novi pristup početkom 16. vijeka
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Analitički pristup Deterministički problemi u svijetu u kojem živimo su više Deterministički problemi u svijetu u kojem živimo su više
izuzetak nego pravilo
Brojniji su stohastički (probabilistički) fenomeni
Kod tih fenomena ishod nije uvijek moguće tačno predvidjeti bezobzira što su okolnosti nepromijenjene
Primjeri:Oblaci mogu donijeti kišu, grâd ili snijeg – a moguće je da padavina
uopšte i ne bude
6
uopšte i ne bude
Bacanje kocke (padne bilo koji broj)
Izvlačenje brojeva na lutriji
Vožnja automobilom po istoj stazi (različita postignuta vremena)
3/7/2013
4
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Analitički pristup počiva na primjeni logičke indukcije
Metoda logičke indukcije podrazumijeva zaključivanje Metoda logičke indukcije podrazumijeva zaključivanje od specijalnih (posebnih) prema opštim slučajevima Na Internetu pronaći i izučiti paradoks gavrana
Analitički pristup je strogo formaliziran:1. Definirati problem
2. Raščlaniti problem na temeljne dijelove (fizičke i logičke) –analiza
7
analiza
3. Promotriti sve uzročno-posljedične veze među dijelovima (kauzalni odnosi)
4. Stvoriti lanac među svim kauzalnim odnosima
5. Rješenje problema (objašnjenje problema)
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Problem
a b c d
d
8
b d a c
Rješenje (objašnjenje) problema
Šematski prikaz rješavanja problema analitičkim pristupom
3/7/2013
5
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Analitički pristup dominira od 16. v. sve do početka 20. v.
Pod uticajem Alberta Einsteina nastupa preokret i na Pod uticajem Alberta Einsteina nastupa preokret i nascenu stupa sistemski (sustavni) pristup
9
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Dragi mladiću pitate me kako je jednostavno moguće objasniti relativnost vremena – e pa na sljedeći način:objasniti relativnost vremena e pa na sljedeći način:
Vjerovatno ste sjedili na kafi s djevojkom koja vam se sviđa i tada vam je sat vremena proletio kao minuta
Ukoliko s vašom stražnjicom sjednete na užarenu peć budite sigurni da će vam pet sekundi izgledati duže od sata
Eto to vam je relativnost vremena
10
Albert Einstein
3/7/2013
6
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Einstenova teorija relativnosti postavljena je na temelju promatranja nekih fizikalnih pojava koje se nisu dale p j p j jobjasniti analitičkim pristupom
Einstein ih objašnjava efektom sinergije Sinergija pojava kada se svojstva nekih složenih
fenomena ne mogu smatrati pukim aritmetičkim zbrojem svojstava dijelova tih fenomena, niti iz njih izvesti principom kauzalitetaP i j i i ij k f kt
11
Primjeri sinergijskog efekta: Svaka biološka jedinka ima funkciju preživljavanja – niti jedan
njezin dio zasebno nema tu funkciju Jedan prut je lako slomiti, ali kada ih povežete u snop to je
daleko teže
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Metoda indukcije ovdje ne daje nikakvog rezultata
Metoda dedukcije je osnova za objašnjenje sinergijskog Metoda dedukcije je osnova za objašnjenje sinergijskog efekta
Deduktivno zaključivanje od opšteg prema specijalnom (posebnom)
Svojstva cjeline (sistem ili sustav) rezultat su interakcije među svim ili samo nekim dijelovima te cjeline
12
Sistemski (sustavni) pristup se afirmira od 30-ih godinaprošlog vijeka
Na tom pristupu se gradi veliki broj naučnih disciplina
3/7/2013
7
NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE
Kibernetika zasnovana na sistemskom pristupu Opšta teorija sistema i kibernetika zaslužne su za nastanak
informatike kakvu danas poznajemoinformatike kakvu danas poznajemo
Problem
a b c d
13
d
b
c
a
Šematski prikaz rješavanja problema sistemskim pristupom
SISTEMSISTEM
Sve je sistem
Svaki sistem sastoji se od većeg broja podsistema Svaki sistem sastoji se od većeg broja podsistema
Sistem često posjeduje svojstva koja nema niti jedan njegov podsistem
Svaki sistem ima: Elemente (E)
Strukturu (R)
S h ili č t k ž f k ij (F)
14
Svrhu ili često kažemo funkciju (F)
Definicija sistema – postoji ih više mi ćemo u okviru ovog predavanja dati sljedeću
3/7/2013
8
SISTEMSISTEM
Sistem je strukturalni skup međusobno povezanih elemenata koji djeluju međusobno i sa svojom okolinom u cilju ispunjenja određene svrhe ili funkcije
15
SISTEMSISTEM
IZLAZSISTEM
T
ULAZ IZLAZ
IZLAZ = T (ULAZA)
16
Svaki sistem vrši transformaciju ulazapreko odgovarajućih procesa dajućiodređeni izlaz trebao bi biti željeniizlaz, ali nije uvijek tako
3/7/2013
9
SISTEMSISTEM
S prethodnog slajda uočavamo da svaki sistem karakterizira:karakterizira: Input (Ulaz) uključuje prikupljene ili dodijeljene veličine koje
ulaze u sistem kako bi bile procesirane
Processing (Obrada) predstavlja procese transformacije koji vrše konverziju ulaza u izlaz
Output (Izlaz) su transformirane veličine nastale kao proizvod procesa transformacije unutar sistema – prosljeđuju se prema njihovoj konačnoj destinaciji
17
njihovoj konačnoj destinaciji
TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA
Veoma zanimljiv pristup prema kojem se svaki problem može promatrati kao jedan sistem Teorija sistemamože promatrati kao jedan sistem Teorija sistema
Teorija sistema obuhvata: Opštu teoriju sistema
Kibernetiku
Semiotiku
Informatiku
Matematičku teoriju sistema
18
Matematičku teoriju sistema
Itd.
3/7/2013
10
TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA
Sve njih karakterizira tzv. sistemski pristup rješavanju problema
Sistemski pristup rješavanju nekog problema podrazumijeva p p j j g p p jodređivanje: Komponenti sistema
Granice sistema
Strukture sistema
Okoline sistema
Veza sistema
Cilja sistema
19
j
Funkcije sistema
Procesa u sistemu
Zakonitosti koje vladaju u sistemu
TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA
Komponente sistema Dijelovi sistema koji mogu biti: Dijelovi sistema koji mogu biti:
Elementi – ne mogu se dalje rastavljati na manje strukturne jedinice
Podsistemi – mogu se dalje rastavljati
Granice – omeđuju sistem: Sve izvan granica je okolina sistema
Granice se mogu mijenjati
Kako ih odrediti postavljanjem dva pitanja:
20
1. Da li je promatrani objekt ili pojava pod kontrolom sistema?
2. Da li promatrani objekt ili pojava određuju funkcioniranje sistema?
3/7/2013
11
TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA
Potvrdni odgovori komponenta je dio sistema
Negativni odgovori komponenta nije dio sistema, već je dio g g p j , jnjegove okoline
Struktura sistema – određena je načinom na kojikomponente međusobno ostvaruju veze Informacijske veze
Materijalne veze
Energetske veze
21
Sistem ostvaruje veze i s okolinom (isti tipovi veza) Ulazi
Izlazi
TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA
Procesi predstavljaju načine promjene stanja pojedinih komponentii cijelog sistema Odvijanjem procesa sistem ispunjava svoje funkcije i ostvaruje ciljeve
Usmjerenim djelovanjem na varijable sistema on prelazi u željenostanje upravljanje sistemom
Dolazimo do pojma ENTROPIJA: Svaki sistem koji se namjenski ne usmjerava gubi prirodnu uređenost i
mogućnost izvršavanja svoje svrhe – ostvarivanja cilja kažemo daraste neuređenost sistema, tj. njegova entropija
22
ENTROPIJA = NERED
Stepen entropije ovisi o vjerovatnostnoj raspodjeli mogućih stanja sistema
3/7/2013
12
KIBERNETIKAKIBERNETIKA
Norbert Wiener 1948. god. utemeljio novu naučnu disciplinu koju je nazvao kibernetika (st. gr. kibernetes = p j j ( gkormilar)
Kibernetika se bavi opštim načelima upravljanja svih dinamičkih sistema
N. Wiener opšta načela kibernetike izlaže u knjizi "Cybernetics or Control and Communication in the Animal and Machines"
Postoje opšte zakonitosti upravljanja sistemima bilo koje vrste
23
Postoje opšte zakonitosti upravljanja sistemima bilo koje vrste Što uočimo kod živih sistema možemo primijeniti i na nežive
sisteme Temelj upravljanja čine aktivnosti kontrole (nadzora) nad
sistemom i razmjena informacija (komunikacija)
KIBERNETIKAKIBERNETIKA
Wiener je sva svoja istraživanja sažeo u jednostavan model regulacijski krug
Regulacijski krug prikazuje se metodom crne kutije
Elementi regulacijskogkruga su:
Regulirani ulaz (U)
Smetnje (Z)
Upravljački član (X)
Naredbe (N)
24
Korekcije (K)
Izvršni član (Y)
Proces transformacije(T)
Izlaz sistema (I)
Povratna veza (F)
3/7/2013
13
KIBERNETIKAKIBERNETIKA
25
Primjer kibernetičkog sistema
KIBERNETIKAKIBERNETIKA
Iz kibernetike su proizašle sljedeće naučne discipline koje sudirektno uticale na nastanak informatike:
T ij k ik ij ( j i f ij ) Teorija komunikacija (razmjena informacija) Teorija informacija proučava nastanak, prijenos, prijem i upotrebu
informacija Teorija kodiranja određuje načine iskazivanja informacija, te mogućnosti
prevođenja jednog oblika iskazivanja u drugi Teorija znakova (semiotika) definira znakove, simbole i signale kojima
prikazujemo informacije, kao i način kako ih možemo povezivati u smislene cjeline
Teorija odlučivanjaR i l dl či j (d š j dl k k d lj di t ili
26
Racionalno odlučivanje (donošenje odluka kada su sve posljedice poznate ili utvrdive)
Intuitivno odlučivanje (donošenje odluka kada nema dovoljno informacija o svim opcijama)
Heuristika (brzo donošenje odluka kombinacijom racionalnog i intuitivnog principa)
3/7/2013
14
KIBERNETIKAKIBERNETIKA
Teorija programiranja Teorija algoritama sistemski prikaz metodološkog znanja u vidu
d đ b j d i l ih k k k ji d d i j š j ( kodređenog broja nedvosmislenih koraka koji vode do sigurnog rješenja (ako takvo rješenje postoji)
Teorija automata definiranje tehničkih uređaja koji mogu obavljati fizičke i logičke operacije prethodno algoritamski definirane
Teorija povratne veze Tehnička povratna veza kod tehničkih sistema
Socijalna povratna veza kod društvenih skupina i zajednica
Opšta teorija sistema usmjeravanje težnji na ujedinjavanje
27
područja različitih naučnih interesa kako bi se: Otklonila suvišna preklapanja područja istraživanja
Izbjeglo neracionalno trošenje sredstava
Nepotrebno multipliciranje naučnoistraživačkih napora
INFORMATIKAINFORMATIKA
Za takve zahtjeve bilo je potrebno obraditi sve veću količinu naučnih istraživanja i u njima otkloniti bitno odkoličinu naučnih istraživanja i u njima otkloniti bitno od nebitnog
Javila se potreba za novom naučnom disciplinom koja će izvršiti traženu sistematizaciju
Nastanak informatike
Na tim problemima radi veliki broj naučnika početkom 50 ih godina prošlog vijeka
28
50-ih godina prošlog vijeka
U radu koriste elektronske računare razvijene skoro deceniju ranije
3/7/2013
15
INFORMATIKAINFORMATIKA
Informatika – izraz koji se prvi put pojavljuje u Francuskoj, a nastao je kao akronim dviju francuskihFrancuskoj, a nastao je kao akronim dviju francuskih riječi
L’ INFORMATIQUE = L’ INFORmation + L’autoMATIQUE
Informatika = informacija + automatika
29
Doslovan prijevod značio bi automatska obrada informacija
Jedna od opšte prihvaćenih definicija informatike je:
INFORMATIKAINFORMATIKA
INFORMATIKA – je naučna disciplina koja se bavi prikupljanjem, pohranom, obradom i korištenjem informacija uz pomoć tehničkih uređaja
30
pomoć tehničkih uređaja
3/7/2013
16
INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI
Šta je informacija?Općenito informacija je obavijest koja nam smanjujeOpćenito, informacija je obavijest koja nam smanjuje
stepen neodređenosti o nekom događaju, pojmu ili objektu
To znači da što nam je neki objekt ili pojam neodređeniji informacija o njemu ima veću važnostDanas je ponedjeljak
Ovo je prvo predavanje iz Informatike
31
Ovo je prvo predavanje iz InformatikeUpisani ste na prvu godinu studija ....
Ovo nisu informacije, jer ne smanjuju nepoznatost o nekom ili nečem
INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI
Svaka informacija se sastoji od većeg ili manjeg broja podatakapodataka
Podatak je logička cjelina koju smo primili čulima, a sama za sebe ne mora imati neko značenje
Amir; 1989; prvi; 23.08.1959.; 400 KM; 19:00...
32
Sve su ovo primjeri PODATAKA
3/7/2013
17
INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI
I ovo su podaci:
U trenutku kada podatku pridružimo određeno značenje on postaje informacija ili dio informacije.
33
Na primjer, za prva dva podatka s prethodnog slajda:
Amir je rođen 1989. godine.
INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI
U ovom slučaju podaci Amir i 1989. su povezani na način da imaju neko značenje pa prema tome govorimonačin da imaju neko značenje, pa prema tome govorimo o informaciji
INFORMACIJA – je značenje pridruženo podacima.
Ovakva definicija je preopćenita, jer možemo pronaći
34
j j p p , j pnačin da na prvi pogled iz beskorisnih podataka dobijemo nove informacije Neistinite informacije
Istinite informacije
Obradom podataka moguće je dobiti informaciju
3/7/2013
18
INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI
OBRADA PODATAKA
35
ZADACI INFORMATIKEZADACI INFORMATIKE
Prikupljanje podataka (akvizicija podataka)
Obrada podataka (procesiranje podataka) Obrada podataka (procesiranje podataka)
Strukturiranje podataka u informacije
Pohranjivanje podataka i informacija
Raspodjela i prijenos informacija
Provjera ispravnosti podataka i informacija
Pružanje sigurnosti pri manipulaciji podacima i
36
Pružanje sigurnosti pri manipulaciji podacima i informacijama
Automatizirati i ubrzati sve gore nabrojeno
3/7/2013
19
POHRANA PODATAKA I INFORMACIJAPOHRANA PODATAKA I INFORMACIJA
Možemo ih pamtiti sigurno da je tako, ali ipak u ograničenim količinamaograničenim količinama
Možemo ih zapisati na papir knjige
Možemo ih pohraniti u memoriju računara danas najčešći oblik čuvanja informacija i podataka
Zašto računar?
Omogućavaju pohranu velikih količina podataka i
37
informacija, njihov jednostavan prijenos, obradu i pronalaženje
POHRANA PODATAKA I INFORMACIJAPOHRANA PODATAKA I INFORMACIJA
Poseban oblik čuvanja informacija i podataka na računarimapredstavljaju baze podataka o njima ćemo dosta detaljnogovoriti na jednom od narednih predavanja a na ovom mjestugovoriti na jednom od narednih predavanja, a na ovom mjestućemo ih općenito definirati
Baza podataka je uređen skup međusobno povezanih podataka o jednoj ili više tema, predmeta i sl. primjeri: Telefonski imenikOsobni adresar Red vožnje brodova, vozova i sl.
Naravno, nas zanimaju isključivo računarski podržane baze
38
Naravno, nas zanimaju isključivo računarski podržane baze podataka
Pohrana podataka – Skladišta podataka (podaci koji trenutno nisu operativni služe kao "materijal" za sistem podrške odlučivanju)
3/7/2013
20
UČENJEUČENJE
SISTEM KOJI UČIZADATAK
Učenje je proces u kojem sistem izvodi neki zadatak Izvedba zadataka može biti:
Bolja ili lošija
SISTEM KOJI UČI
IZVEDBA ZADATKA
39
Brža ili sporija Preciznija ili nepreciznija Jeftinija ili skuplja Itd.
Mjere kvalitete izvedbe
UČENJEUČENJE
SISTEM KOJI UČIKroz praksu
Proces učenja je završen kada sistem može ponoviti
SISTEM KOJI UČI
Mjere kvalitete izvedbe postaju sve bolje
Oponašanjem
Metodom pokušaja i greški
40
Proces učenja je završen kada sistem može ponoviti izvedbu nebrojen broj puta uz isti kvalitet (bez potrebe za ponovnim učenjem)
Sistem se transformirao u toku procesa učenja stekao je znanje
3/7/2013
21
ZNANJEZNANJE
Znanje sposobnost interpretacije informacija sadržanih u skupu podatakasadržanih u skupu podataka
Znanje Naslijeđeno ukodirano (genetika)
Naučeno proces učenja
41EVOLUCIJA – ukodirano znanje
ZNANJEZNANJE
ZNANJEZNANJE
ISPRAVNO POGREŠNO
42
KORISNO NEPOTPUNOBESKORISNO
3/7/2013
22
ZNANJEZNANJE
KorisnoKorisno,, ispravnoispravno znanjeznanje jedino može osiguratisistemu da riješi zadatke / probleme iz određenesistemu da riješi zadatke / probleme iz određenedomene (područja)
Znanje nam omogućava da iz postojećih podataka iinformacija dobijemo novu informaciju ili da iskoristimopostojeće informacije na najbolji mogući način
Znanje – svjesno razumijevanje povezanih
43
j j j j pstvari na temelju određenih informacija dokojih smo došli učenjem, percepcijom,iskustvom, razmišljanjem ili komunikacijom sdrugima
ZNANJE U POSLOVANJUZNANJE U POSLOVANJU
Znanje je potrebno kako bi se informacije mogle kvalitetno i u potpunosti iskoristitiP j ličitih k it ti il i t k k ji Poznavanje različitih zakonitosti, pravila i postupaka koji omogućuju racionalno korištenje informacija za rješavanje poslovnih zadataka
Znanje omogućuje donošenje kvalitetnih odluka na svimrazinama: Strategijske (npr. gdje smjestiti novi pogon) Operativne (npr. kako upravljati zalihama)
Donošenje odluka nisu dovoljne samo informacije još je
44
j j j j jpotrebno: Poznavanje metoda za nalaženje optimalnog rješenja Simulacija poslovnih procesa Ekspertni sistemi
3/7/2013
23
INTELIGENCIJAINTELIGENCIJA
Učenje i znanje su u uskoj vezi s inteligencijom
Postoji više definicija inteligencije i niti jedna nije Postoji više definicija inteligencije i niti jedna nije univerzalno prihvaćena
Inteligencija je sposobnost sistema da se prilagodi nepredviđenim i nenaučenim situacijama ili da uspješno riješi novi tip
bl
45
problema.
Inteligencija je sposobnost rješavanja problema i adaptacije na okolinu.
VEZA INTELIGENCIJE, UČENJA I VEZA INTELIGENCIJE, UČENJA I ZNANJAZNANJA
Obje navedene definicije sadrže: Adaptaciju (prilagodbu) učenjep j (p g ) j
Rješavanje problema posjedovanje znanja i sposobnosti njegovog korištenja
učenje
+
U uskoj vezi s inteligencijom
46
znanje
Mudrost razumna upotreba znanja (nije nužno posjedovanje iskustva)
Mudrost ispravni stavovi, vjerovanja i smjer aktivnosti
3/7/2013
24
INFORMATIKA vs. RAČUNARSTVOINFORMATIKA vs. RAČUNARSTVO
Iz same definicije informatike podrazumijeva se da je njome obuhvaćen svaki postupak automatske obrade podataka
Informatika se ne mora samo povezivati s obradom podataka primjenom računara, premda je danas takva obrada najzastupljenija
Za razliku od informatike pojam RAČUNARSTVO, koji se kod nas često upotrebljava, podrazumijeva naučnu disciplinu koja se bavi proučavanjem samih računara i postupaka koji se primjenjuju na njima
Jedan od tih postupaka je i obrada podataka, ali u ovom slučaju
47
naglasak nije stavljen na informaciju nego na funkcioniranje računara temeljna razlika između INFORMATIKE I RAČUNARSTVA
Računarstvo se bavi računarskim hardverom i softverom, načinom izvođenja instrukcija, načinom predstavljanja podataka u računaru...
INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJEINFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE
Informatika je nezamisliva bez upotrebe informacijskihtehnologija (IT)tehnologija (IT)
Informacijske tehnologije predstavljaju skup svihtehnologija koje se koriste za upravljanje i obraduinformacija
Pod pojmom informacijskih tehnologija podrazumijevamosve tehnologije koje za cilj imaju prijenos i/ili obradu i/ilirazličite oblike manipulacije s podacima i informacijama
48
različite oblike manipulacije s podacima i informacijama
Njihov sastavni dio su elektronski računari s periferijom,komunikacijski uređaji, programska podrška...
3/7/2013
25
INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJEINFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE
sprega
omogućuju
p g
49
INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJEINFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE
Telekomunikacijski sistemi i računarske mreže su sastavni dio IT-asastavni dio IT a
Ponekad se računarski odjel velikih organizacija (kompanija i univerziteta) naziva IT odjel
Najvažniji zahtjev koji se postavlja na te tehnologije je jednostavnost upotrebe i sigurnost
Informacijske tehnologije sastavni dijelovi:R č i
50
Računari
Programska podrška
Komunikacije