ΗΜΥ 007 – Τεχνολογία Πληροφορίας Διάλεξη 1

Παρουσίαση με θέμα: "ΗΜΥ 007 – Τεχνολογία Πληροφορίας Διάλεξη 1"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΗΜΥ 007 – Τεχνολογία Πληροφορίας Διάλεξη 1
ΗΜΥ 007 – Τεχνολογία Πληροφορίας Διάλεξη 1 Εισαγωγή Τι είναι η τεχνολογία της πληροφορίας; 8 Σεπτεμβρίου, 2008 Αθηνόδωρος Σ. Γεωργιάδης Επισκέπτης Επίκουρος Καθηγητής TΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ

2 Περίληψη Εισαγωγή στο μάθημα Τι είναι πληροφορία;
Περιεχόμενο Γενικές Πληροφορίες Προκαταρτικό πρόγραμμα Τι είναι πληροφορία; Τι είναι η τεχνολογία της πληροφορίας;

3 Περιεχόμενο Μαθήματος
Πέντε βασικές ενότητες: Εισαγωγή: πληροφορία, τεχνολογία πληροφορίας, παγκόσμιος ιστός Αναπαράστασης πληροφορίας Μορφές πληροφορίας: εικόνα, βίντεο, ήχος Μέθοδοι μετάδοσης και αποθήκευσης πληροφορίας Δίκτυα τηλεφωνικά υπολογιστών Διαδίκτυο

4 Πληροφορία / Μήνυμα / Σήμα
Πληροφορία: Γνώση ή είδηση για κάποιο συγκεκριμένο γεγονός που θέλουμε να επικοινωνήσουμε Μήνυμα: είναι η γνώση ή είδηση που μεταδίδεται από κάποιο αποστολέα / πηγή και λαμβάνεται από ένα δέκτη / χρήστη. Σήμα: είναι η καθεαυτό ποσότητα (ηλεκτρική, οπτική, μηχανική, κλπ) που μεταδίδεται από τον πομπό στον δέκτη ενός συστήματος. Για να είναι μήνυμα, πρέπει να υπάρχει μετάδοση από την πηγή στο δέκτη.

5 Μετάδοση πληροφορίας Αγγελιοφόροι Συστήματα Επικοινωνιών
Μεταφορά προφορικών και γραπτών μηνυμάτων με δρομείς. Συνηθισμένη μέθοδος στην αρχαία Ελλάδα. Πολύ γνωστός αγγελιοφόρος είναι ο Φιλιππίδης που μετέφερε το μήνυμα της νίκης των Ελλήνων κατά των Περσών από τον Μαραθώνα στην Αθήνα. Συστήματα Επικοινωνιών

6 Σύστημα Επικοινωνιών Σύστημα Επικοινωνίας Πηγή Χρήστης
Σύστημα που μεταδίδει πληροφορία / μήνυμα από μία πηγή σε ένα προορισμό ή ένα χρήστη. Σύστημα Επικοινωνίας Χρήστης Πηγή Μήνυμα αναλογική ψηφιακή Αναλογικό (ΑΜ / FM ράδιο, TV κτλ) Ψηφιακό (H/Y, DTV, CD player κτλ) Σε ένα σύστημα επικοινωνίας: Message in – Message out

7 Σύστημα Επικοινωνιών Πληροφορία Πηγή πληροφορίας Πομπός Κανάλι Δέκτης
Θόρυβος Προορισμός Μήνυμα Σήμα Επικοινωνιακό Σύστημα

8 Μπλοκ Διάγραμμα Συστήματος
Χρησιμοποιεί την αφαιρετική αναπαράσταση του «μαύρου κουτιού» για ένα σύστημα επικοινωνιών. Η αναπαράσταση αυτή χρησιμοποιείται στην επιστήμη του μηχανικού για το διαμελισμό ενός σύνθετου συστήματος σε υποσυστήματα (ή μέρη) που μπορούν να γίνουν κατανοητά, να αναλυθούν και να σχεδιαστούν. Τα μέρη αυτά μπορούν να συνδυαστούν με συστηματικό τρόπο ώστε το συνολικό σύστημα να μπορεί να αναπαρασταθεί με ακρίβεια και να λειτουργεί με τον επιθυμητό τρόπο. Omiτ?

9 Φωνογράφος Εφευρέθηκε από τον Thomas Edison το 1877
Ο πρώτος πρακτικός μηχανισμός αποθήκευσης και αναπαραγωγής ήχου (φωνής) ήχος - «φυσικό σήμα» που μεταφέρει πληροφορία ήχος = μηχανικές ταλαντώσεις που μεταφέρονται με το αέρα Βασική αρχή μηχανισμού: ένα διάφραγμα, ενωμένο σε μία βελόνα, πάλλεται από κύματα ήχου η βελόνα δημιουργεί αυλακιές με βάθος ανάλογο με την ένταση του ήχου πάνω σε ειδικό υλικό. Ο ίδιος μηχανισμός χρησιμοποιείται για την αναπαραγωγή του ήχου Απλή τεχνολογία Originally, it was mechanical, but later versions were electromechanical; but they were still analogue.

10 Παραδείγματα Συστημάτων Επικοινωνιών
Τηλεοπτικός Σταθμός Δορυφόρος Δορυφορικός Δέκτης Βελόνα γραφής Βελόνα αναπαραγωγής Ενισχυτής Πομπός Κανάλι Δέκτης Μεγάφωνα Οθόνη Τηλεόρασης Μετατροπέας Δορυφορικό Τηλεοπτικό Σύστημα (1970) Γενικό Σύστημα Φωνογράφος Other examples? E.g. Film and Digital Photographic Camera... (see also slide 18)

11 Μέρη Φωνογράφου Μετατροπέας Εισόδου: μετατρέπει το μήνυμα σε κάποια κατάλληλη μορφή (σήμα) για μετάδοση στο κανάλι Το μικρόφωνο που μετατρέπει τον ήχο σε ηλεκτρικό σήμα Πομπός: στέλλει το μετατρεμμένο σήμα Η βελόνα γραφής Κανάλι: μέσο που μεταδίδει (αποθηκεύει) το σήμα Το υλικό (πλαστικό) γραφής Δέκτης: Λαμβάνει το σήμα από το κανάλι Η βελόνα αναπαραγωγής Μετατροπέας Εξόδου: Εξάγει το επιθυμητό μήνυμα από το λαμβανόμενο σήμα και το μετατρέπει σε κατάλληλη μορφή για το χρήστη Τα μεγάφωνα In the original, the transducer and the transmitter were merged into one (basically the horn with the needle attached). This allows only analogue storage of information. The same issue exists with film cameras. (Film is inherently analogue, actually “inversely” analogue.)

12 Πληροφορία / Μήνυμα / Σήμα
Για το παράδειγμα του φωνογράφου: Σήματα Κύματα ήχου Μηχανικές ταλαντώσεις της βελόνας γραφής Αυλακιές πάνω στον πλαστικό δίσκο Μηχανικές ταλαντώσεις της βελόνας αναπαραγωγής Τα αναπαραγόμενα κύματα ήχου Μήνυμα Το περιεχόμενο της ηχογράφησης (π.χ. τραγούδι, ομιλία κτλ.) Πληροφορία Ό,τι μεταδίδει το περιεχόμενο της ηχογράφησης στον ακροατή π.χ. αν το μήνυμα είναι ένα καινούριο τραγούδι η πληροφορία είναι πιο μεγάλη για τον ακροατή από ένα γνωστό τραγούδι ή από ένα ήχο που δεν έχει καμιά ιδιαίτερη σημασία

13 Εξέλιξη της τεχνολογίας
Σύστημα Οπτικού Δίσκου (Compact Disc – CD player) Ψηφιακή ηχογράφηση σε οπτικό δίσκο Σύστημα ψηλής τεχνολογίας Χρησιμοποιεί λέιζερ για να γράψει στο CD Άψογη ποιότητα ήχου Χαμηλό κόστος παραγωγής 1993 – Δίσκοι φωνογράφου εξαφανίζονται (μετά από 100 χρόνια χρήσης τους)! Γιατί; Ο αναλογικός ηλεκτρονικός μηχανισμός του φωνογράφου είναι πιο ακριβός Η ποιότητα του ήχου υστερεί

14 Τηλέφωνο Επιτρέπει την μετάδοση φωνής σε πραγματικό χρόνο.
Επιτρέπει την μετάδοση φωνής σε πραγματικό χρόνο. Εφευρέθηκε από τον Alexander Graham Bell το 1876

15 Σύστημα Τηλεφώνου Βασικά μέρη:
Πομπός – μετατρέπει την φωνή σε ηλεκτρική ενέργεια και την στέλλει για μετάδοση Μέσο μετάδοσης – μεταφέρει την ηλεκτρική ενέργεια από ένα μέρος σε άλλο (π.χ. σύρμα) Δέκτης – λαμβάνει την ηλεκτρική ενέργεια και την μετατρέπει σε ήχο Σύστημα μεταγωγής – ενώνει ένα συγκεκριμένο πομπό σε ένα συγκεκριμένο δέκτη (και αντιστρόφως) Σύστημα σηματοδότησης – ελέγχει και ρυθμίζει τα στοιχεία μεταγωγής για κάθε τηλεφωνική σύνδεση Ο πομπός είναι και μετατροπέας εισόδου, και ο δέκτης είναι επίσης και μετατροπέας εξόδου.

16 Σύστημα Μετάδοσης Τηλεφώνου
Βασικά μέρη Τηλεφωνικές συσκευές σε κτίρια έχουν πομπό και δέκτη Τα συστήματα μεταγωγής είναι στα κεντρικά γραφεία Διαφόρων ειδών μεταδοτικά μέσα (σύρματα υπόγεια και εναέρια, οπτικές ίνες) Παροχέας συνδέσεων μεγάλης απόστασης Οπτικές Ίνες Παροχέας Συνδέσεων Μεγάλων Αποστάσεων Κεντρικό Γραφείο Υπόγειο Σύρμα

17 Σύστημα Μεταγωγής 1895 Σήμερα
Χειροκίνητα Κέντρα: τηλεφωνήτριες συνέδεαν τους καλούντες με τους καλούμενους τοποθετώντας τα κατάλληλα βύσματα καλωδίων στις κατάλληλες υποδοχές. Αυτόματα Κέντρα μεταγωγής: αντικατάσταση των ηλεκτρομηχανικών μερών χειροκίνητων κέντρων με ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Επιλογή και μετάδοση αριθμού με παλμούς ηλεκτρικού ρεύματος (“dial pulse”) Επιλογή και μετάδοση αριθμού με ηχητικά σήματα διαφορετικών συχνοτήτων (“touch tone”) 1895 Σήμερα

18 Φωτογραφική Μηχανή Επιθυμία απεικόνισης ανθρώπων, τοπίων, γεγονότων
1839: πρώτη επίδειξη πρακτικής φωτογραφικής μηχανής Μεγάλη εξέλιξη της τεχνολογίας Πρώτες μηχανές: μεγάλες, ακριβές με δύσκολη χρήση Μέγεθος μικραίνει, αυτοματοποίηση χρήσης Από αναλογικές φωτογραφικές μηχανές σε ψηφιακές Επέκταση της τεχνολογίας Βίντεο Κινηματογραφική ταινία αντικείμενο είδωλο

19 Άλλες Τεχνολογίες Απεικόνισης
Τηλεομοιοτυπική συσκευή (Facsimile –fax machine) Συσκευή εξερευνητικής σάρωσης (Scanner) Φωτοτυπική συσκευή (photocopier) Σύγκρινε την ποιότητα /ποσότητα πληροφορίας που δίνουν π.χ. το αποτέλεσμα από μία εικόνα είναι το ίδιο με την αρχική εικόνα; Η ευκρίνεια (resolution) που χρειάζεται εξαρτάται και από την εφαρμογή

20 Αναπαράσταση Πληροφορίας
Δυαδικά ψηφία – binary digits = bits 0 και 1 Ένα bit είναι η μικρότερη ποσότητα πληροφορίας που μπορούμε να αποθηκεύσουμε, να επεξεργαστούμε και να μεταδώσουμε Ποσότητα πληροφορίας σε ένα μήνυμά; Άλλοι ορισμοί πληροφορίας: Πληροφορία είναι οτιδήποτε ο εγκέφαλος μας μπορεί να χειριστεί, να κατανοήσει και να θυμάται Ένα μήνυμα περιέχει πληροφορία αν μας λέει κάτι που θέλουμε να μάθουμε και δεν το ξέραμε είδη. Θεωρία της Πληροφορίας – εξειδίκευση του κλάδου των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Ασχολείται με την μέτρηση και ανάλυση της πληροφορίας δηλ. πόση πληροφορία σε bits μεταφέρει ένα μήνυμα One bit corresponds to a Yes or No question.

21 Αναλογική και Ψηφιακή Πληροφορία
Η θερμοκρασία σαν συνάρτηση του χρόνου (δεξί σχέδιο) είναι αναλογική ποσότητα δηλ. είναι συνεχής και αλλάζει ομαλά μπορεί να πάρει ένα άπειρο αριθμό πιθανών τιμών Η στρογγυλεμένη τιμή της θερμοκρασίας που καταγράφει η μετεωρολογική υπηρεσία κάθε ώρα (αριστερό σχέδιο) είναι ψηφιακή πληροφορία μπορεί να πάρει ένα πεπερασμένο αριθμό πιθανών τιμών και ο χρόνος είναι διακριτός

22 Αναλογική και Ψηφιακή Πληροφορία
Το κίνητρο μετατροπής σημάτων από αναλογικά σε ψηφιακά είναι η επεξεργασία σημάτων με ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Προτερήματα Ψηφιακής Επεξεργασίας Σημάτων Εύκολη εφαρμογή Ευέλικτος σχεδιασμός Χαμηλό κόστος Easier and more versatile processing when digital, e.g. can do compression and save on bandwidth (εξοικονόμηση εύρους ζώνης -> περισσότερα κανάλια). Αυτός είναι ένας από τους λόγους που η τηλεόραση θα γίνει ψηφιακή από το 2012 στην Ε.Ε.

23 Πλεονεκτήματα ψηφιακών έναντι των αναλογικών συστημάτων
Τα ψηφιακά κυκλώματα είναι σχετικά φθηνά Προστατεύονται προσωπικά στοιχεία με απόκρυψη δεδομένων (κωδικοποίηση) Πολυμεσικές (multimedia) πηγές (φωνή, βίντεο, δεδομένα) μπορούν να συνυπάρξουν και να μεταδοθούν διαμέσου ενός κοινού ψηφιακού συστήματος Περισσότερη ευρωστία απέναντι στην υποβάθμιση του σήματος (στο θόρυβο) Όλα τα συστήματα πληροφορίας άρχισαν να χρησιμοποιούν ψηφιακή τεχνολογία

24 Περίληψη Πληροφορία Εξέλιξη της τεχνολογίας Τι είναί;
Πως μεταδίδεται με διάφορα συστήματα στέλλοντας και λαμβάνοντας μηνύματα σε μορφή σημάτων (ηλεκτρικών, οπτικών, κλπ) Διαφορά μεταξύ αναλογικής και ψηφιακής Εξέλιξη της τεχνολογίας Επεξεργασία, αποθήκευση και μετάδοση πληροφορίας με φθηνά και αξιόπιστα ψηφιακά συστήματα Με την πάροδο του χρόνου, τα ηλεκτρονικά γίνονται φθηνότερα, έχουν μικρότερο μέγεθος και λειτουργούν πιο γρήγορα Αυτό οδήγησε στην επανάσταση της πληροφορίας Μεγάλο επίτευγμα της ο Παγκόσμιος Ιστός (World Wide Web)… Η εκδημοκρατικοποίηση/φιλελευθεροποίηση της πληροφόρησης σε πολλά μέρη του κόσμου... READ BOOK.