Informatyka dla gimnazjum, PDF, Pełne wersje
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Informatyka dla gimnazjum/Wersja do druku
1
Informatyka dla gimnazjum/Wersja do druku
Informatyka dla gimnazjum
Pierwotna treść niniejszego podręcznika została skopiowana z podręcznika Magiczny Flet - Podręcznik
gimnazjalisty do przedmiotu elementy informatyki
autorzy:
Maciej Arciuch, Zbigniew Chyla, Dariusz Lipiński,
Artur Skura, Andrzej Swędrzyński
) w ostatniej wersji z dnia 16.09.2003 r., udostępnionego
na licencji GNU FDL.
Podobnie do pierwowzoru, projekt "Informatyka dla gimnazjum" ma na celu stworzenie wysokiej jakości otwartego
podręcznika do nauki podstaw informatyki na poziomie gimnazjum poprzez weryfikację, aktualizację i kontynuację
rozwoju w/w podręcznika. Przewidziana jest wersja dla nauczyciela, zbiór zadań z rozwiązaniami oraz zeszyt
ćwiczeń.
Jako otwarty podręcznik, "Informatyka dla gimnazjum" może być przez każdego edytowana i ulepszana. Trzymamy
się reguły Wikibooks i Wikipedii -
Śmiało edytuj strony!
Ponieważ jest to aktualnie jedyny podręcznik do
informatyki w szkole rozwijany na Wikibooks.pl, może się zdarzyć, że swoim materiałem będzie obejmował zakres
znacznie przekraczający wymagania programowe gimnazjum. W takiej sytuacji przewidziany jest podział
podręcznika na osobne projekty - przykładowo na podręcznik dla gimnazjum oraz liceum.
Czym są komputery?
Komputery są maszynami liczącymi. Od starożytności ludzie posługiwali się przyrządami wspomagającymi liczenie
(np. abakusem). Za początek komputerów w sensie dzisiejszym przyjmuje się lata 30. i 40. XX wieku. Od tego czasu
przeszły one ogromną metamorfozę. Kiedyś były po prostu ogromnymi kalkulatorami.
Pierwszy współczesny komputer został skonstruowany przez amerykańskiego uczonego J. von Neumanna w celu
przyśpieszenia prac nad bombą atomową. Maszyna skonstruowana została do wykonania bardzo konkretnego
zadania - wyliczania skomplikowanych równań matematycznych na potrzeby tzw. "tablic balistycznych" dla wojska.
Niemniej jednak została bardzo sprytnie i uniwersalnie zaprojektowana przez swego twórcę. Dzięki temu mogła być
później wykorzystana do rozwiązania dowolnego innego problemu. Tak powstała
maszyna von Neumanna
- model
na którym projektanci komputerów wzorują się do dzisiaj. O tym jak wygląda dzisiejszy komputer i co ma w środku
- trochę później. Mniej więcej w tym samym czasie - w 1945 r. ówczesny prezes firmy International Business
Machines (IBM) - dzisiaj znanej firmy komputerowej - stwierdził, że na świecie wystarczy około... 5 komputerów.
Jak więc wyglądały ówczesne komputery? Omówmy je na przykładzie maszyny ENIAC (ang.
Electronic Numerical
Integrator and Calculator
) - chyba najsłynniejszego z pierwszych komputerów. ENIAC nie wykorzystywał jeszcze
wielu pomysłów von Neumanna, które narodziły się dopiero, kiedy pomagał przy jego budowie. Posiadał ponad 18
tysięcy lamp elektronowych, ważył kilka ton i był dosyć nieporęczny, bo zajmował cały budynek. Pomimo swej
pozornej ociężałości, potrafił dodać aż kilka liczb na sekundę, choć proste mnożenie zajmowało mu 1-2 sekundy. Z
czasem powstawały maszyny coraz szybsze, coraz pojemniejsze i coraz... mniejsze. Komputerów powoli
przybywało. Zmieniało się także ich przeznaczenie i stopień wyspecjalizowania.
Przełomowym momentem było wprowadzenie do użytku mikroprocesora. Dokonała tego w roku 1971 amerykańska
firma
Integrated Elecronics
(dzisiaj szerzej znana jako
Intel
). Pozwoliło to na "upakowanie" sporej ilości układów
Informatyka dla gimnazjum/Wersja do druku
2
elektronicznych na niewielkiej płytce. Pierwszym modelem mikroprocesora był model 4004 - 4-bitowy,
przeznaczony dla kalkulatorów. Szybko powstał model 8008 - już 8-bitowy, nadający się do użytku w komputerach
osobistych i niedługo po nim 8086 - założyciel "rodu"
x86
. Komputery stały się na tyle tanie, by coraz więcej ludzi
kupowało komputery do domu. Procesor 8086 stał się sercem popularnego domowego komputera IBM PC/XT
(
Personal Computer/eXtended Technology
- komputer osobisty, rozszerzona technologia). Później przyszła kolej na
procesor 80286 (czyli komputery PC/AT - ang.
Advanced Technology
- zaawansowana technologia). Dalej wszystko
potoczyło się szybko - nowoczesny 80386, 486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4. Według
prawa
Moore'a
(Moore był jednym z pierwszych szefów Intela) moc procesorów miała się podwajać co półtora roku. I co
zaskakujące - przez wiele podwajała się, podwaja się i kto wie jak długo ten szaleńczy wzrost będzie trwał. W
każdym razie łatwo obliczyć jak szybkie będą komputery za np.: 6 lat.
Dzisiejsze procesory komputerowe zbudowane są z tranzystorów, a każdy wielkości kilkudziesięciu nm. Jednak nie
oznacza to, że komputery są tylko i wyłącznie niewielkie. Istnieją też superkomputery, wielkości kilku szaf,
przystosowane do wielkich ilości obliczeń.
Ważną rzeczą jest uświadomienie sobie, Drogi Czytelniku/Czytelniczko, że pod zasłoną kolorowych gier,
programów graficznych, pięknie udekorowanych komputerowych "biurek", nadal kryje się maszyna licząca.
Szybkość pierwszych komputerów oceniano na kilka operacji na sekundę (operacji w sensie dodania dwóch liczb,
odejmowania itp.). Szybkość dzisiejszych mierzy się w milionach operacji na sekundę, a i tak bywa, że jest ona
niewystarczająca. Komputery muszą być coraz szybsze, by sprostać coraz większej ilości przetwarzanych przez nie
informacji.
Zastosowanie komputerów
Współczesny komputer jest urządzeniem tak popularnym, że znajduje zastosowanie w każdej dziedzinie naszego
życia. To, że wszyscy w biurach pracują na komputerach nikogo już nie dziwi. Niezależnie od stanowiska, czy jest
to kierownik, księgowy czy magazynier, wszyscy wykorzystują komputery. W dużych firmach często spotkacie się z
pojęciem
elektronicznego obiegu dokumentów
. Jest to takie przygotowanie środowiska pracy i takie skonfigurowanie
programów, które pozwala na pełną kontrolę nad wszystkimi stworzonymi dokumentami i ułatwia do nich dostęp.
Obecnie niemal wszystkie prace projektowe wykonuje się na komputerach, niezależnie czy projektowany jest nowy
samochód, czy etykieta nowego jogurtu. Przy dużych, skomplikowanych technicznie projektach wykorzystywane
programy nazywane są skrótem CAD (ang.
Computer Aided Design
), czyli w wolnym tłumaczeniu "komputerowe
wspomaganie projektowania", np.: ArchiCAD - program, na którym pracują architekci.
Wszystkie kupowane przez nas książki, pisma i gazety w całości tworzone są na komputerach. Zaczynając od
tekstów, które są tworzone przez dziennikarzy, lub pisarzy, kończąc na graficznym projektowaniu końcowego
wyglądu stron. Które nazywa się angielskim skrótem DTP (ang.
desktop publishing
), a oznacza on właśnie skład
tekstu i grafiki w jedną całość.
Oddzielnym polem zastosowania komputerów są tzw.
urządzenia wbudowane
(ang.
embedded devices
), które
wykorzystuje się w produkcji różnego rodzaju przedmiotów, zarówno codziennego użytku (pralki, lodówki...) jak i
wyspecjalizowanych urządzeń (kasy fiskalne, różnego rodzaju skanery). Komputer w pralce? Tak. Przecież nasza
pralka też musi wiedzieć ile włożyliśmy do niej prania, jaką ilość wody dobrać, jaka musi być prędkość wirowania.
W niej też siedzi komputer i choć nie wygląda tak jak ten na waszym biurku to zasada działania pozostaje taka sama
i wciąż jest to komputer.
Przytoczone tu przykłady to jedynie kilka zastosowań komputerów w naszym życiu, które miały pokazać, że
komputery otaczają nas na każdym kroku, czy tego chcemy, czy nie.
Informatyka dla gimnazjum/Wersja do druku
3
Korzyści płynące z rozwoju komputerów i Internetu
Jak już się dowiedziałeś, komputery w ostatnich czasach rozpowszechniły się tak bardzo, że stały nieomal
nieodłączną częścią naszego życia. Piszemy na nich wypracowania do szkoły, analizy dla szefa, oglądamy filmy,
słuchamy muzyki, służą nam do zabawy, wyszukujemy potrzebne nam informacje w Internecie, komunikujemy się z
innymi ludźmi, a niektórzy z nas zarabiają dzięki komputerom - zajmują się informatyką zawodowo. Komputery nie
są już wykorzystywane tylko i wyłącznie w centrach obliczeniowych przez wysoce wyspecjalizowany personel.
Podstawowymi korzyściami z obecności komputerów dla zwykłego człowieka są: łatwość pracy z tekstem -
możliwość cofnięcia zmian, sprawdzania pisowni, podglądu dokumentu i sprawdzenia jak będzie wyglądał na
papierze, możliwość prowadzenia skomplikowanych obliczeń za pomocą arkuszy kalkulacyjnych i programów
naukowych, możliwość archiwizowania naszych danych (często cała książka mieści się na małej dyskietce,
natomiast na płycie możemy ich mieć niemal setki), nowe możliwości obróbki dźwięku i obrazu (czyli np.: efekty
specjalne w filmach). Jest też wiele rzeczy, których nie dostrzegamy - mowa tu szeroko pojętej
infrastrukturze
, czyli
o drogach, wodociągach, gazociągach, lotniskach, kolei. Tutaj komputery odgrywają podstawową rolę pomagając w
projektowaniu tej przeogromnej sieci połączeń, dróg, kabli itd. [przeredagować]
Taka powszechność w stosowaniu komputerów stała się podstawą innego wynalazku, równie ważnego co sam
komputer. Mowa tu o
Internecie
- globalnej sieci komputerowej, która łączy miliony komputerów na całym świecie.
Główną zaletą Internetu jest nieograniczona możliwość przesyłania danych (ogranicza jedynie czas na to
potyrzebny) oraz możliwość kontaktu, jaką przez to oferuje. [tutaj takie tralala o zaletach, podobieństwo do
telewizji]
Internet pomaga przezwyciężać tradycyjne podziały religijne, etniczne i narodowościowe, które narastały przez
wieki głównie z powodu braku rzeczywistego kontaktu i rodzących się z tego mitów i stereotypów. Ludzie
dostrzegają teraz, że ich rówieśnicy po drugiej stronie globu mają takie same zainteresowania, smutki, żale i
problemy.
Korzystając z komputerów mamy okazje tworzyć i w pełni korzystać z wolności słowa. Nowe możliwości
wypowiadania się dają dyskusyjne listy internetowe, możliwość zamieszczania komentarzy, internetowe pamiętniki -
blogi (
od angielskich słów book i log oznzcazjących książkę i dziennik
). Podczas zamieszczania swoich opinii i
wypowiedzi należy pamiętać o panującej w sieci netykiecie. Netykieta zabrania nam obrażać innych, używać
wulgarnych słów, a zamiast argumentów wyzwisk. To tak jak w realnym świecie. Oprócz tego od kilku lat istnieją
wolne encyklopedie (np. wikipedia) w których kazdy może coś napisać.
Nie bez znaczenie jest też prędkość komunikacji - list elektroniczny (tzw.
e-mail
) dochodzi w ciągu kilku minut, a są
i szybsze możliwości komunikacji - prawie
na żywo
:
chat
,
komunikatory
i inne internetowe pogaduszki. Dzięki temu
możemy rozmawiać z kimś ze Stanów Zjednoczonych zupełnie jak z kolegą przez telefon.
Internet to także pieniądze - zyskujemy możliwości działania na całym świecie, nowych klientów, a dobra witryna
sieciowa zastępuje sklep przy najruchliwszych ulicach. Robienie zakupów przez Internet staje się coraz
popularniejsze, tak jak kiedyś "telezakupy" itd. [...]
Informatyka dla gimnazjum/Wersja do druku
4
... oraz niebezpieczeństwa
Komputery usprawniły nasze funkcjonowanie, pracę, polepszyły możliwości komunikacji, bawią nas. To są zalety.
Ale jak wszystko inne mają też swoje wady.
Jedną z ważniejszych jest zanik wielu powszechnych niegdyś umiejętności - choćby odręcznego pisania, kaligrafii,
korzystania ze słownika, liczenia pod kreską itd.
Pojawiły się nowe schorzenia wynikające ze stałego przesiadywania w jednej pozycji (obciążenia kręgosłupa,
nadgarstków, stawów skokowych). Długa praca przy monitorze źle wpływa na wzrok, coraz rzadsze obcowanie z
naturą być może jest jednym z powodów tak częstego pojawiania się różnych alergii i uczuleń.
Być może już niedługo najliczniejszymi pacjentami psychologów i terapeutów będą uzależnieni od Internetu i gier
komputerowych lub połączenia obu tych form rozrywki: gier
on-line
. Zarówno Internet jak i gry, jako rzeczy
przyjemne mogą uzależniać. Już teraz coraz częściej dochodzi do przestępstw dokonywanych przez niepełnoletnich
za sprawą brutalnych gier komputerowych jak i filmów [FIXME: ojej, przesadzacie - pamiętajmy, że to dzieci będą
czytać]. Z tego powodu powstało stowarzyszenie PEGI nadające na opakowaniach gier oznaczenia dla rodziców.
Internet może też pogłębiać problemy związane z nieumiejętnością nawiązywania kontaktu z ludźmi w świecie
"rzeczywistym" - skuszeni łatwością nawiązywania kontaktów w cyberprzestrzeni "nieśmiali" izolują się coraz
bardziej od świata.
Wspomniana już wolność słowa daje nam możliwość wyrażenia - bez ogródek - naszych poglądów. Niestety, nie
tylko nam. Musimy być przygotowani na coś co może się nam nie podobać, nawet nas obrażać, musimy się nauczyć
polemiki i argumentacji naszego stanowiska. Należy jednak uważać, aby nie popaść w bezkrytycyzm w stosunku do
tego co słyszymy i widzimy, nie porzucać swych wartości i tego co swoje na rzecz popularnej ogólnoświatowej
papki, nie zatracać własnego charakteru.
Warto tutaj wspomnieć, że komputery umożliwiają również ograniczanie dostępu do informacji i szeroko pojętą
kontrolę i cenzurę treści. Niekiedy takie ograniczanie może być sensowne, np. w szkole zwykle ogranicza się dostęp
do stron zawierających treści wulgarne, pornograficzne czy też nawołujące do konfliktów na tle rasowym i
etnicznym. Często jednak takie ograniczanie stosuje się w krajach totalitarnych dla wyszukiwania osób
prezentujących odmienne poglądy polityczne i dla kontroli społeczeństwa. Również w szeregu krajów słynących z
demokracji, pod naciskiem korporacji nastawionych na zysk wprowadzono ograniczenia i kontrolę użycia
komputera. Słynnym tego przykładem jest Digital Restrictions Management (DRM). Mechanizm ten pierwotnie miał
w swoim założeniu ukrócić proceder nielegalnego i bezprawnego używania oprogramowania i kopiowania muzyki.
W efekcie jednak spowodował, że korporacje informatyczne i firmy przemysłu muzycznego przejęły kontrolę nad
zachowaniami użytkownika. Przykładem tego może być płyta muzyczna wydana przez firmę Sony, która po
włożeniu do komputera z systemem z rodziny Windows instalowała bez wiedzy i zgody użytkownika
oprogramowanie, które nie tylko nie pozwalało na kopiowanie muzyki w ramach użytku własnego i konwertowania
muzyki do postaci MP3, ale również pozwalało z zewnątrz przejąć kontrolę nad komputerem użytkownika i
śledzenie jego poczynań. Inne niebezpieczeństwa czyhające na użytkowników komputerów to treści licencyjne i
pułapki prawne. Może zdarzyć się tak, że to co dozwolone jest w jednym kraju, w innym jest przestępstwem. W
jednym kraju legalne będzie obejście zabezpieczeń i skopiowanie na przykład elektronicznej książki, a w innym
kraju może to być przestępstwem. Również treść licencji, jeśli jest nam nieznana lub jej nie przeczytaliśmy może
przyprawić nas o ból głowy. Dla przykładu, jeśli kupiliśmy system operacyjny w wersji OEM, oraz je zainstalujemy,
to w momencie, kiedy utracimy tą komputer lub chociaż płytę główną z którym związana jest licencja, to dalsze
korzystanie z oprogramowania staje się bezprawne. Wielu użytkowników, aby nie sprawiać sobie kłopotów natury
prawnej, porzuca używanie oprogramowania mającego restrykcyjne licencje i przechodzi na takie oprogramowanie,
których licencje są bardziej przyjazne dla użytkownika komputera. Jedną z popularniejszych licencji jest GNU
General Public License. Dla przykładu, ten podręcznik również publikowany jest na licencji przyjaznej dla
użytkownika.
Informatyka dla gimnazjum/Wersja do druku
5
Także na polu gospodarczym czyhają niebezpieczeństwa: jeśli rodzime firmy nie będą dość nowoczesne i prężne to
nic nie stoi na przeszkodzie, żeby klientów zabrała im firma... chociażby z Bangladeszu.
Prawa autorskie
Pisząc jakiś tekst, jak artykuł do gazetki szkolnej, rysując jakiś obrazek lub tworząc program jesteśmy ich
autorami
.
Jako autorom przysługuje nam prawo do rozporządzania swoim dziełem (utworem). Prawo do dzieła jest dzielone na
dwie części:
•
Autorskie prawa osobiste
zespół uprawnień jakie przysługują twórcy dzieła. Przy czym nacisk kładzie się tu na
charakter emocjonalny czy nawet uczuciowy tych uprawnień. Są prawami "ojcostwa utworu" i obejmują przede
wszystkim prawo autora do wiązania z dziełem jego nazwiska. Prawo to nigdy nie wygasa i jest, z natury rzeczy,
niezbywalne, nie można się go zrzec ani przenieść na inną osobę. W ramach ochrony dóbr osobistych autor ma
prawo do przedstawiania utworu pod pseudonimem lub anonimowo. Do osobistych praw autorskich należy także
prawo do zachowania niezmienionej treści i formy utworu, zakazujące wprowadzania zmian, zniekształceń,
przeinaczeń. Warto jednak nadmienić, że prawnie dopuszczalne jest zobowiązanie się twórcy w umowie do
niewykonywania autorskiego prawa osobistego (tu: prawa do oznaczenia utworu swoim nazwiskiem lub
pseudonimem).
•
Autorskie prawa majątkowe
zespół uprawnień jakie przysługują twórcy dzieła przy czym nacisk kładzie się tu
na kwestię ekonomiczną tych uprawnień. Dzięki czemu autor może czerpać korzyści ze swojego dzieła. W
większości przypadków autor czerpie korzyści udzielając licencji (do niemal każdego oprogramowania jest ona
załączona) czyli zezwoleniem na użytkowanie programu pod pewnymi warunkami. Innym sposobem może być
jednorazowe przekazanie praw majątkowych (rzadkie, występuje szczególnie w przypadku programów na
zamówienie).
Najczęściej spotykanymi licencjami są:
1. OEM
2. Freeware
3. licencje z rodziny GNU (GNU GPL, GNU LGPL, GNU FDL)
Podstawy budowy komputera osobistego
Dzisiejsze znane nam komputery, obecne w naszych domach, szkołach, a także w banku, w urzędach itd. to
komputery osobiste. Nazywają się tak, bo każdy z nas może kupić taki komputer i samodzielnie go użytkować.
Zanim jednak technologia umożliwiła produkcję takich komputerów za możliwie niewielkie pieniądze, powstało
wiele innych maszyn - pierwowzorów. Na przestrzeni lat zmieniały się cztery cechy: rozmiary, wydajność, zakres
zastosowań i cena. Może się to wydać niesamowite, ale pierwsze komputery zajmowały jeden lub nawet kilka
dużych pomieszczeń, a przy tym oferowały funkcje dzisiejszych kieszonkowych kalkulatorów.
Pierwowzór - maszyna von Neumanna
który nie wiedział jeszcze nic o dzisiejszych monitorach, klawiaturach, myszkach i skanerach
ułożył bardzo ogólny schemat konstrukcji komputera. Dzisiejsze komputery jednak zbudowane są według tego oto
schematu. Omówmy kilka jego elementów:
•
Procesor
- do dzisiaj pozostaje on sercem komputera. Jest to układ, który wykonuje większość operacji. Robi to
według zawartego w sobie programu, obecnie jest to tzw.
system operacyjny
.
•
Zegar
- jaki jest, każdy widzi. W komputerze, tak jak w życiu, służy do ustalenia dwóch rzeczy - która teraz
godzina oraz ile czasu upłynęło od ostatniego "czegoś-tam".
•
Sterownik urządzenia
- specjalny program, który "rozmawia" z urządzeniem zewnętrznym (czyli takim
podłączonym kabelkiem) za pomocą pewnego, znanego zarówno sterownikowi, jak i urządzeniu,
interfejsu
.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]