Computers: Information Technology in Perspective By Long and Long Copyright 2002 Prentice Hall, Inc. Ohjelmistot ja käyttöjärjestelmät.

Esitys aiheesta: "Computers: Information Technology in Perspective By Long and Long Copyright 2002 Prentice Hall, Inc. Ohjelmistot ja käyttöjärjestelmät."— Esityksen transkriptio:

1

2 Computers: Information Technology in Perspective By Long and Long Copyright 2002 Prentice Hall, Inc. Ohjelmistot ja käyttöjärjestelmät

3 Quit Ohjelmistojen jako Varus- ohjelmat Sovellus-ohjelmat

4 Käyttöjärjestelmä ja sovellukset CAD Computer Games tekstinkäsittely Varasto- kirjanpito C++ Jbuilder Tilastot Verkko- ohjelmistot Palkan- laskenta Käyttö-järjestelmä GUI Operating Systems

5 Quit 2.4 Ohjelmistojen tehtävät  Sovellusohjelmat tekstinkäsittely ja muut toimistosovellukset tekstinkäsittely ja muut toimistosovellukset kirjanpito, tuotannonohjaus kirjanpito, tuotannonohjaus selaimet, mediaohjelmat selaimet, mediaohjelmat  Ohjelmistokehitysvälineet kehitysympäristöt kehitysympäristöt ohjelmointikielten kääntäjät ohjelmointikielten kääntäjät  Varusohjelmat käyttöjärjestelmät käyttöjärjestelmät käyttöliittymät käyttöliittymät tietoliikenneohjelmistot, tietoturvallisuus tietoliikenneohjelmistot, tietoturvallisuus tiedonhallinta tiedonhallinta

6 Quit 2.5 Käyttöliittymiä MS-DOS Unix Kaukosäätimet, kännykät Teksti- ja komentopohjainen Windows, Linux, Mac Graphical User Interface (GUI) Ikkunat, kuvakkeet, hiiren käyttö Graafinen, ikkunointi

7 Quit 2.6 Ohjelmointikielet (1)  Konekieli, prosessorikohtainen  Assembler (mnemoninen)  Perinteiset proseduraaliset kielet: Fortran, Pascal, Cobol, BASIC Fortran, Pascal, Cobol, BASIC  Oliokielet (object oriented programming) C ++ C ++ Java, C# Java, C# Visual Basic Visual Basic Visual C++ Visual C++

8 Quit 2.7 Ohjelmointikielet (2)  Skriptikielet (Internet - ohjelmointi) php, Python, Ruby (palvelimella) php, Python, Ruby (palvelimella) Javascript (selaimessa) Javascript (selaimessa) VBScript VBScript Flash Flash  Sovelluskehittimet Delphi Delphi Oracle Oracle  Funktionaalinen ohjelmointi (XSLT) ja deklaratiiviset kielet (SQL)

9 Quit 2.8 Käyttöjärjestelmän tehtävät  Käyttöjärjestelmä on ohjelmisto, joka ohjaa tietokoneen toimintaa. ohjaa laitteiston osia ohjaa laitteiston osia ohjaa suoritinta ja muisteja ohjaa suoritinta ja muisteja suorittaa ohjelmia suorittaa ohjelmia  Asennettuna mikrotietokoneen kiintolevyllä. Käyttöjärjestelmä käynnistyy automaattisesti, kun tietokoneeseen kytketään virta, ja se on muistissa eli käynnissä koko sen ajan, kun tietokonekin on käynnissä.  Kommunikoi käyttäjän kanssa.  Optimoi järjestelmän suorituskyvyn.  Huolehtii tiedosta ja tiedostoista.  Tietoturvallisuus.

10 Quit 2.9Käyttöjärjestelmä   tarkkailee ja ohjaa tietokoneen toimintaa   käynnistää muita tarvitsemiaan ohjelmia   huolehtii käyttäjän ja tietokoneen välisestä viestinnästä   käynnistää pyynnöstä haluamiasi ohjelmia ja hoitaa niiden vuorottelun   huolehtii tiedoista, ja tiedostoista (käsittelyyn hakeminen ja tallennus)   huolehtii laitteiden yhteistyöstä   selvittelee virhetilanteita ja huolehtii tietoturvasta   jakaa laitteiden, ohjelmien ja tiedostojen käyttövuoroja monen käyttäjän järjestelmissä

11 Quit 2.10 Käyttöjärjestelmän piirteitä Multitasking/ moniajo EdustaEdusta Kernel/ ydin Tausta-ajotTausta-ajot

12 Quit 2.11 Erilaisia käyttöjärjestelmiä   MS-DOS : yksiajo, yhden käyttäjän   Windows 95, 98: moniajo, ensisijaisesti yhden käyttäjän   Windows XP, Windows Vista, UNIX, Linux, moniajo, monen käyttäjän   multitasking eli moniajo: monta prosessia tai tehtävää yhtäaikaisesti/ vuorotellen   verkkokäyttöjärjestelmät: monen yhtäaikaisen käyttäjän ja työaseman hallinta Unix, Novell Netware, Windows Server

13 Quit 2.12 Tietokoneen käynnistys   aloitusohjelman käynnistys ROM-sirulta, CPU:n nollaus, näytönohjaus herää   tietokoneen toiminnan fyysinen testaus - muisti on kunnossa (POST)   oheislaiteliitäntöjen testaus   käyttöjärjestelmän ydinohjelmien käynnistys C:-levyltä; joskus käyttöjärjestelmä valittavissa - tärkein tieto latautuu keskusmuistiin   oheislaiteajurit   muut aloitukseen määritellyt ohjelmat, esim. verkkoon liittyminen, kello, jne.   ohjelmien tila saattaa olla tilapäisesti tallennettuna levylle, siksi ohjelmien sulkeminen ennen koneen sammuttamista tarpeen

14 Quit 2.13 Käyttöjärjestelmän arkkitehtuuri   Command processor/ komentotulkki monitors input devices (keyboard, mouse) and interprets commands   Scheduler arranges for the execution of the program   File manager - management of bulk storage - users' access rights   Resource allocator   Dispatcher - coordination of time-sharing, switching of jobs

15 Quit 2.14Prosessointitavat  Batch processing - eräajo työt kerätään jonoon: ohjelma ja data niputetaan työt kerätään jonoon: ohjelma ja data niputetaan FIFO (first-in-first-out) tai prioriteetti FIFO (first-in-first-out) tai prioriteetti  Interaktivinen työskentely käyttäjän ja tietokoneen vuorovaikutus, välitön palaute käyttäjän ja tietokoneen vuorovaikutus, välitön palaute  Reaaliaikaprosessointi: automaatiojärjestelmät  Multitasking - moniajo  - time-sharing: prosessit odottavat vuoroaan muistissa

16 Quit 2.15 Platforms: alustat Alustan määräävät suoritin ja käyttöjärjestelmä  90% työasemista: Wintel  Yhteensopivuus vanhempiin järjestelmiin  Plug-and-play

17 Quit 2.16 PC-yhteensopivat alustat  MS-DOS  Windows  Windows 95 & 98  Windows NT  Windows ME  Windows 2000  Windows Vista  Windows 7 Registered trademark of Microsoft Corp.

18 Quit 2.17Alustariippuvuus Long-term commitment Multiplatform environment Cross-platform technologies InteroperabilityInteroperability

19 Unix ja Linux Bell, 1970-luku, yliopistot  paljon versioita (AIX, HP-Unix, Linux, Solaris)  merkkipohjainen tai X-Window graafinen käyttöliittymä  kirjoitettu C-kielellä hierarkinen tiedostojärjestelmä root usr bin dev - lpt tmp

20 Quit 2.19 Hakemistorakenne: Windows ja Linux   D:\Documents Eiko index.html logo.gif page2.html Images Photo1.jpg Photo2.jpg Kaverit Myfriend.html   Users/E/Esko Public_html index.html logo.gif page2.html Images Photo1.jpg Photo2.jpg Kaverit Myfriend.html

21 Quit 2.20 Unixin ominaisuuksia  Kernel muistin hallinta muistin hallinta ajoitus ajoitus I/O I/O tiedostojärjestelmän hallinta tiedostojärjestelmän hallinta  Shell C Shell, Bourne shell, Korn shell C Shell, Bourne shell, Korn shell  putket ja suodattimet  I/O uudelleenohjaus  komentojen ajoitus  sisältää ohjelmointikielen  ominaisuudet muunneltavissa  edusta- ja tausta-ajojen hallinta

22 Quit 2.21 Linux komentoja  ls -f list all files including files starting with a dot (.login.forward etc)  ls -l (or ll) list all files, types and access rights ls *.txt list files with extension txt ls m*.* list files starting with m  passwd change password  cd change to directory

23 Quit 2.22 Linux käskyjä   rm remove file   mkdir create/ make directory   rmdir remove/ delete directory   mv move or rename file   pwd (print working directory) show current dir   ps list active processes   kill terminate process   fg move to foreground process   exit

24 Quit 2.23 Elektroniset Signaalit Analoginen Digitaalinen

25 Quit 2.24 Binaariluvut (Bitit) Only 2 states possible On Off Fiber Optic Cable } Light Pulse No Light Pulse Permanently stored on CD-ROM } Pitted Not Pitted Inside the computer’s memory (RAM) } Electronic pulse present Electronic pulse absent Permanently stored on disks } Positive magnetic field Negative magnetic field } Human readable symbols On 1 Off 0

26 Quit 2.25 001001110001 Digital Data Digitointi Analog

27 Quit 2.26Merkkikoodistot Rivi bittejä edustaa merkkiä“A” 1 byte= 8 bittiä Rivi bittejä edustaa merkkiä“A” 1 byte= 8 bittiä 01000001 A A Encoding

28 Quit 2.27 ASCII Chart  7-bittinen ASCII-koodisto 128 merkkiä,  puuttuu mm. å, ä ja ö A = 100 0001 a = 110 0001 9 = 011 1001 välilyönti = 010 0000

29 Quit 2.28Merkkikoodistot  koodaustapoja useita: ohjelmat tunnistavat yhden tai useampia  Tekstitiedostot tallennetaan yleensä ASCII-koodeja käyttäen.  ISO Latin 1-merkistö 8-bittistä: 256 merkkiä A = 0100 0001  Unicode on uusi 16-bittinen merkistö, jonka alkupää on ISO Latin 1-merkistö, ja sen jälkeen tulee mm. kreikan-, heprean-, hindin- ja kiinankielisiä kirjoitusmerkkejä sekä symboleja.

30 Quit 2.29Algoritmit  Algoritmi on äärellinen joukko täsmällisiä, suoritettavissa olevia ohjeita, jotka ohjaavat päättyvää tehtävän suoritusta. laulun nuotit laulun nuotit koneen käyttöohje koneen käyttöohje kokoamisohje kokoamisohje  Algoritmeilla ilmaistaan ohjelman toimintalogiikka. Algoritmi kertoo missä järjestyksessä toiminnot suoritetaan. tietokone noudattaa koodattua algoritmiä mekaanisesti tietokone noudattaa koodattua algoritmiä mekaanisesti  Algoritmi voidaan esittää tekstinä, vuokaaviona tai pseudokoodina ennen kuin se koodataan jollekin ohjelmointikielelle.

31 Quit 2.30 Ohjelmointi ongelmanratkaisuna  Tietokoneen älykkyys on ohjelmissa  Ohjelmointi on ihmisen kehittämän älykkään ratkaisun kertomista tietokoneelle niin, että se pystyy suorittamaan tehtävän toistuvasti ja itsenäisesti

32 Quit 2.31 Tehtävä Algoritmi vuokaavio pseudokoodi Ohjelma Lähdekoodi Kääntäjä Tulkki Käännetty konekielinen ohjelma Konekielisiä komentoja Ohjelmointi ongelmanratkaisuna (2)

33 Quit 2.32Ohjelmointikieli  syntaksi  toiminta (kääntäminen, tulkinta)  logiikka (semantiikka) Algoritmit, oliot Algoritmit, oliot  rakenne käyttöliittymäelementit käyttöliittymäelementit kirjastot (libraries) kirjastot (libraries)  Data eli tiedot ja ohjelmat käsitellään tietokoneessa samanarvoisina ja samassa muodossa - suoritin ei erota niitä toisistaan. Näin ollen ohjelmat voivat käsitellä toisiaan kuten dataa.

34 Quit 2.33 Ohjelmien suorittaminen  Batch processing - eräajo työt kerätään jonoon: ohjelma ja data niputetaan työt kerätään jonoon: ohjelma ja data niputetaan FIFO (first-in-first-out) tai prioriteetti FIFO (first-in-first-out) tai prioriteetti  Interaktiivinen työskentely käyttäjän ja tietokoneen vuorovaikutus, välitön palaute käyttäjän ja tietokoneen vuorovaikutus, välitön palaute  Reaaliaikaprosessointi: automaatiojärjestelmät  Multitasking - moniajo - time-sharing: prosessit odottavat vuoroaan muistissa - time-sharing: prosessit odottavat vuoroaan muistissa

35 Quit 2.34 Assembler- ohjelmointi Esimerkki kahden luvun yhteenlaskemisesta   Step 1: Get the value from memory location 6C and place it in a register. =LOAD   Step 2: Get the other value to be added from memory location 6D and place it in another register. =LOAD   Step 3: Activate the addition circuitry with the registers used in steps 1 and 2 as inputs with another register designated to store the result. =ADD   Step 4: Store the result in memory location 6E. =STORE   Step 5: Stop. =HALT Muita mahdollisia käskyjä:   MOVE, OR, AND, ROTATE, JUMP

36 Quit 2.35 Konekielinen ohjelma, teoreettinen esimerkki  Adding values stored in memory  Step 1: 156C  Step 2: 166D  Step 3: 5056  Step 4: 306E  Step 5: C000

37 Quit 2.36 Heksa- ja oktaalilukujen käyttö  Unix access codes  Web värikoodit  Unicode koodiarvot  Muistiosoitteet  Konekieliset käskyt

38 Hexadecimal notation 2 4 =16 BinaryOctalDecimalHexadecimal 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1 2 3 4 5 6 7 10 1234567812345678 1234567812345678 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 11 12 13 14 15 16 17 9 10 11 12 13 14 15 9ABCDEF9ABCDEF 10000201610

39 Binääriluvut  Muunnetaan binääriluku 1011 0111 kymmenjärjestelmän luvuksi.  Tiedämme että 5 8 3 = (5 * 102) + (8 * 101) + (3 * 100)  Vastaavalla tavalla... 1011 0111 = (1 * 27) + (0 * 26) + (1 * 25) + (1 * 24) + (0 * 23) + (1 * 22)+ (1 * 21) + (1 * 20) = 183

40  Binääriluvun neljän bitin ryhmät vastaavat yhtä heksanumeroa, esim. 1011110111 heksana saadaan näin:  Ryhmitellään ensin loppupäästä alkaen bitit 4 bitin ryhmiin: 10 1111 0111  Muunnetaan sitten jokainen neljän bitin ryhmä erikseen heksaluvuksi: 10 => 2 ja 1111 => F ja 0111 => 7 Koko heksaluku on siis 2F7

41 Operaattorit Loogiset vertailut &&AND ||OR !NOT TULO S AND000 100 010 111 OR000 101 011 111 NOT1 0 0 1