1 of 40

Εισαγωγή στις αρχές της Επιστήμης των Η/Υ

​

B’ Τάξη ΕΠΑΛ

2 of 40

Διδακτέα ύλη

3 of 40

https://www.youtube.com/watch?v=FTRJlmN6jeU

4 of 40

Το βίντεο παρουσίασε…

Διαδίκτυο, πληροφορίες, τεχνολογία, υπολογιστές, τεχνητή νοημοσύνη, επικοινωνία,...

Δεν ειπώθηκε άμεσα στο βίντεο, αλλά είχα την αίσθηση ότι η Πληροφορική ήταν στο παρασκήνιο συνέχεια.

Τι είναι όμως η Πληροφορική και πώς σχετίζεται με τις παραπάνω έννοιες;

Ας προσπαθήσουμε μαζί να ορίσουμε την Πληροφορική.

5 of 40

Τι είναι η Επιστήμη της Πληροφορική;�

Η παραπάνω ερώτηση δεν μπορεί να απαντηθεί πλήρως με μία σειρά….

Όσοι προσπαθούν να περιγράφουν την Πληροφορική εστιάζοντας σε μία μόνο πτυχή της (υπολογιστές, αλγόριθμοι, επεξεργασία δεδομένων, προγραμματισμός κ.λπ.) κάνουν το λάθος που έκαναν οι έξι τυφλοί στην «ιστορία του ελέφαντα»

6 of 40

Πληροφορική 👩‍💻 και Ελέφαντες🐘

  • Κάποτε μια ομάδα 6 τυφλών άκουσε ότι�ένα παράξενο ζώο, που ονομάζεται�ελέφαντας, είχε μεταφερθεί στην πόλη,�αλλά κανένας από αυτούς δεν γνώριζε�το σχήμα και τη μορφή του.
  • "Πάμε να το ψηλαφίσουμε", είπαν και�σίγουρα θα καταλάβουμε πώς μοιάζει.
  • Έφτασαν στο σημείο που ήταν ο�ελέφαντας, τον ψηλάφισαν και άρχισαν�να συζητούν τι τους θύμιζε
  • Ο πρώτος έτυχε να ακουμπήσει την�προβοσκίδα του ελέφαντα, "Α, φώναξε,�αυτό το ζώο μοιάζει με χοντρό φίδι".
  • Ο επόμενος που έτυχε να ψηλαφίσει...
  • Each one was partly right, all of them were wrong...

​

7 of 40

Τι είναι η πληροφορική;

Είναι η επιστήμη που έχει ως αντικείμενο την συλλογή, την επεξεργασία, την αποθήκευση και την μετάδοση των πληροφοριών με τη βοήθεια του Η/Υ.

Informatique (1960 – Γαλλία)

Informatik - Γερμανία

8 of 40

Τι είναι τα δεδομένα; Τι είναι η πληροφορία;

5456

Κώστας

Ο κωδικός του Κώστα

Δεδομένο

Δεδομένο

Πληροφορία

Τα δεδομένα είναι ακατέργαστο πληροφοριακό υλικό, ενώ η πληροφορία είναι το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των δεδομένων.

9 of 40

Δεδομένα – Επεξεργασία - Πληροφορία

Επεξεργασία

Δεδομένα

Πληροφορία

Δεδομένα είναι τα στοιχεία που εισάγουμε στην επεξεργασία

​

Πληροφορία είναι τα αποτελέσματα που παίρνουμε από την επεξεργασία

10 of 40

Πίνακας καταγραφής θερμοκρασιών ανά ώρα σε μια πόλη

Ώρα

Θερμοκρασία (°C)

08:00

20

09:00

22

10:00

23

11:00

25

Τι πληροφορίες μπορώ να πάρω από τα δεδομένα του πίνακα;

11 of 40

ΔΕΔΟΜΕΝΑ

  • Η θερμοκρασία σήμερα στην Αθήνα είναι 25°C.
  • Η υγρασία είναι 60%.
  • Η ταχύτητα του ανέμου είναι 10 χιλιόμετρα την ώρα.

Τι πληροφορία θα μπορούσα να πάρω από τα παραπάνω δεδομένα;

12 of 40

Ο υπολογιστής και η επεξεργασία δεδομένων

εναντίον

  • Είναι ταχύτερος
  • Χειρίζεται μεγάλο πλήθος δεδομένων
  • Υπολογίζει χωρίς λάθη

Παράγει ιδέες

Σκέφτεται!!!

13 of 40

Η Πληροφορική είναι ένας όρος ομπρέλα...�

  • Σήμερα η επιστήμη της πληροφορικής εκτείνεται σε ένα ευρύ Φάσμα
  • από τις θεωρητικές και αλγοριθμικές βάσεις της
    • διαχείριση πληροφοριών
    • τεχνητή νοημοσύνη
    • εικονική και επαυξημένη πραγματικότητα
    • βιοπληροφορική
  • έως την «μηχανική» της διάσταση συμπεριλαμβάνοντας
    • εξελίξεις στην ρομποτική
    • σύγχρονο υλικό υπολογιστών
  • καθώς και άλλες συναρπαστικές περιοχές...

14 of 40

1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

15 of 40

Στόχοι �

Οι μαθητές θα πρέπει:

  • να περιγράφουν τους βασικούς τομείς της Επιστήμης των Υπολογιστών
  • να αναφέρονται στα πεδία τόσο της Θεωρητικής όσο και σε αυτά της Εφαρμοσμένης Επιστήμης των Υπολογιστών.

​

Όροι: Θεωρητική επιστήμη υπολογιστών, εφαρμοσμένη επιστήμη υπολογιστών.

16 of 40

Πληροφορική ή Επιστήμη Υπολογιστών

  • H Πληροφορική είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη μηχανή που λέγεται ηλεκτρονικός υπολογιστής.
  • Στη νέα επιστήμη όσο σημαντικός είναι ο υπολογιστής (computer), άλλο τόσο σημαντικές είναι οι διαδικασίες υπολογισμού (computing) που μπορεί να κάνει.
  • Επιστήμη Υπολογιστών (Computer Science) είναι η επιστήμη που ασχολείται με τους υπολογιστές και τους υπολογισμούς.

17 of 40

H Επιστήμη των Υπολογιστών βρίσκεται σήμερα στο επίκεντρο της παγκόσμιας οικονομίας και επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τον τρόπο ζωής των πολιτών.

Μάλιστα, οι έννοιες που σχετίζονται με την Επιστήμη των Υπολογιστών έχουν τέτοιο βάθος και εύρος, που βρίσκουν αναρίθμητες εφαρμογές, τόσο στην καθημερινότητα, όσο και σε άλλες επιστήμες (αστρονομία και διαστημική, φυσική, χημεία, βιολογία και γενετική, κοινωνιολογία και ανθρωπολογία, αυτοκινητοβιομηχανία, επικοινωνία, κ.α.).

18 of 40

19 of 40

Η Επιστήμη των Υπολογιστών δεν συσχετίζεται μόνο με την κατασκευή υπολογιστών ή την ανάπτυξη λογισμικού, όπως ακριβώς η αστρονομία δεν ασχολείται μόνο με την κατασκευή τηλεσκοπίων και η βιολογία με μικροσκόπια.

Οι υπολογιστές αποτελούν το βασικό εργαλείο υπολογισμών, με μεγαλύτερη έμφαση στις διαδικασίες και στις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την επίλυση των προβλημάτων, στο πως αξιοποιείται το κάθε εργαλείο και τι προκύπτει στα αποτελέσματα της χρήσης του.

20 of 40

Η Επιστήμη των Υπολογιστών διακρίνεται...

21 of 40

�

Θεωρητική Επιστήμη των Υπολογιστών

Theoretical Computer Science

Ερευνά κυρίως το σχεδιασμό των αλγορίθμων και των υπολογιστικών μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την άντληση, την επεξεργασία, την ανάλυση και την αποθήκευση των πληροφοριών:

Ενδεικτικά, ορισμένα θεωρητικά πεδία είναι τα ακόλουθα:

● Σχεδιασμός, δημιουργία και αναπαράσταση αλγορίθμων

● Γλώσσες προγραμματισμού

● Συμπίεση δεδομένων

● Κρυπτογραφία

​

22 of 40

Βασικές έννοιες της θεωρητικής επιστήμης είναι:

Η Ανάλυση Αλγορίθμων η οποία ασχολείται με το σχεδιασμό και την ανάλυση της πολυπλοκότητας των αλγορίθμων.

Η Θεωρία Υπολογισιμότητας ερευνά αν και πόσο αποδοτικά κάποια προβλήματα μπορούν να επιλυθούν με συγκεκριμένα υπολογιστικά μοντέλα.

Η Θεωρία πολυπλοκότητας μελετά τους πόρους που απαιτούνται για την επίλυση του προβλήματος βάσει ενός συγκεκριμένου αλγορίθμου (χρόνος, μνήμη, διαχωρισμός σε ανεξάρτητες εργασίες που μπορούν να εκτελεστούν παράλληλα κ.α)

23 of 40

Θεωρητική Επιστήμη των Υπολογιστών

Αλγόριθμοι

Ένας αλγόριθμος είναι απλά μια σειρά βημάτων για την επίλυση ενός προβλήματος. Κάθε επαγγελματίας ακολουθεί διαδικασίες για να πετύχει ένα αποτέλεσμα — και αυτό είναι σαν να εκτελεί έναν "αλγόριθμο".

24 of 40

Παραδείγματα �Αλγόριθμος βαφής μαλλιών

  • Βήμα 1: Επίλεξε το σωστό χρώμα.
  • Βήμα 2: Εφάρμοσε το προϊόν.
  • Βήμα 3: Περίμενε 30 λεπτά.
  • Βήμα 4: Ξέπλυνε τα μαλλιά.
  • Βήμα 5: Κάνε τελικό styling.

25 of 40

Αλγόριθμος για αποκατάσταση γονάτου

  • Βήμα 1: Κάνε διατάσεις για 10 λεπτά.
  • Βήμα 2: Εκτέλεσε ασκήσεις ενδυνάμωσης.
  • Βήμα 3: Επαναξιολόγησε την κινητικότητα μετά από κάθε εβδομάδα.
  • Βήμα 4: Αυξήστε τη δυσκολία των ασκήσεων αν υπάρχει βελτίωση.

26 of 40

Αλγόριθμος επένδυσης

Έστω ότι μια επιχείρηση σκέφτεται να επενδύσει 100,000€ σε ένα νέο προϊόν. Το προβλεπόμενο κέρδος είναι 20,000€ ανά έτος για τα επόμενα 6 χρόνια. Το επιθυμητό ποσοστό απόδοσης της επένδυσης είναι 30%.

  1. Είσοδος:
    1. Ποσό επένδυσης (Ι) = 100,000€
    2. Προβλεπόμενο κέρδος ανά έτος (P) = 20,000€
    3. Αριθμός ετών (Ν) = 6
    4. Επιθυμητό ποσοστό απόδοσης (r) = 30% ή 0.30
  2. Υπολογισμοί:
    • Συνολικό κέρδος (S) = P * N = 20,000€ * 6 = 120,000€
    • Ποσοστό Απόδοσης (R) = (120,000€ - 100,000€) / 100,000€ = 0.20 ή 20%
  3. Έλεγχος:
    • 20% < 30%, άρα η επένδυση δεν είναι αποδεκτή.

​

27 of 40

Κρυπτογραφία

Θεωρητική Επιστήμη των Υπολογιστών

Κρυπτογραφία

28 of 40

�

Εφαρμοσμένη Επιστήμη των Υπολογιστών (Applied Computer Science)

Το πεδίο της εφαρμοσμένης Επιστήμης των Υπολογιστών εστιάζει στην αξιοποίηση συγκεκριμένων εννοιών πληροφορικής για την άμεση και πρακτική επίλυση προβλημάτων του πραγματικού κόσμου. Ορισμένα χαρακτηριστικά πεδία εφαρμογής είναι τα ακόλουθα:

    • Ο σχεδιασμός υλικού για την κατασκευή των υπολογιστών, όπως ο σκληρός δίσκος, η ΚΜΕ κτλ.
    • Ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη και η συντήρηση λογισμικού, όπως των Λειτουργικών Συστημάτων τα οποία συνεργάζονται με το υλικό, καθώς και των ποικίλων προγραμμάτων που αναπτύσσονται με τη βοήθεια των γλωσσών προγραμματισμού.
    • Τεχνητή νοημοσύνη (λήψη αποφάσεων, ρομποτική, κ.α.)
    • Γραφικά (επεξεργασία εικόνας, ειδικά εφέ, βιντεοπαιχνίδια, κ.α.)
    • Δίκτυα υπολογιστών και επικοινωνίας.
    • Το μέγεθος κάθε προσώπου (σημαντικότητα ιστοσελίδας) είναι ανάλογο με το συνολικό μέγεθος των άλλων προσώπων που δείχνουν προς αυτό.
    • Βάσεις Δεδομένων.
    • Η ασφάλεια των υπολογιστών, δηλαδή το σύνολο των μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την προστασία πληροφοριών ή υπηρεσιών από φθορά, αλλοίωση ή μη εξουσιοδοτημένη χρήση.

​

29 of 40

Το μέγεθος κάθε προσώπου (σημαντικότητα ιστοσελίδας) είναι ανάλογο με το συνολικό μέγεθος των άλλων προσώπων που δείχνουν προς αυτό.

Η επιτυχία της μηχανής αναζήτησης της Google οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στον τρόπο αξιολόγησης και κατάταξης των ιστοσελίδων που επιστρέφονται, όταν κάποιος κάνει μια αναζήτηση.

Οι ιδρυτές της εταιρείας ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο με την ονομασία PageRank, ο οποίος “βαθμολογεί” κάθε ιστοσελίδα, μετρώντας τον αριθμό και την ποιότητα των υπερσυνδέσμων προς αυτή για να εκτιμήσει πόσο “σημαντική” είναι. Στο θεωρητικό μέρος, για την ανάπτυξη του αλγορίθμου χρησιμοποιήθηκαν μαθηματικά ενώ στο εφαρμοσμένο μέρος, τα παραπάνω προσαρμόστηκαν και υλοποιήθηκαν σε κάποια γλώσσα προγραμματισμού για την αυτοματοποιημένη κατάταξη του τεράστιου όγκου ιστοσελίδων του Παγκόσμιου Ιστού.

30 of 40

Ρομποτική

Εφαρμοσμένη Επιστήμη των Υπολογιστών

31 of 40

Μηχανική όραση

​

32 of 40

Λειτουργικά Συστήματα

Εφαρμοσμένη Επιστήμη των Υπολογιστών

Βάσεις Δεδομένων

Βάσεις Δεδομένων

33 of 40

Δίκτυα Υπολογιστών

Εφαρμοσμένη Επιστήμη των Υπολογιστών

Τεχνητή Νοημοσύνη

34 of 40

Δίκτυα υπολογιστών

Ένα σύστημα από αυτόνομους ή μη αυτόνομους διασυνδεδεμένους υπολογιστές.

35 of 40

Ερώτηση

Ένας συμμαθητής σας χειρίζεται με άνεση τον προσωπικό του υπολογιστή και ιδιαιτέρως τη σουίτα εφαρμογών γραφείου που διαθέτει, οπότε ισχυρίζεται ότι είναι πολύ καλός στην πληροφορική. Συμφωνείτε με την άποψή του;

​

Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

36 of 40

Ανακεφαλαίωση

Η Επιστήμη Υπολογιστών πραγματεύεται δύο μεγάλες θεματικές ενότητες

  • τη Θεωρητική και
  • την Εφαρμοσμένη

οι οποίες περιλαμβάνουν πολλούς επί μέρους κλάδους με έμφαση τόσο στην διαχείριση πληροφοριών όσο και στην επίλυση προβλημάτων στον πραγματικό κόσμο.

37 of 40

Να σημειώσετε ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι (Σ) και ποιες είναι λανθασμένες (Λ).

  • Η Επιστήμη των Υπολογιστών διακρίνεται σε δύο μεγάλες ενότητες: τη Θετική και την Εφαρμοσμένη.
  • Η Θεωρία της Πολυπλοκότητας ερευνά αν και πόσο αποδοτικά μπορούν να επιλυθούν κάποια προβλήματα με συγκεκριμένα υπολογιστικά μοντέλα.
  • Δύο από τα βασικά επιστημονικά πεδία που εντάσσονται στην Εφαρμοσμένη Επιστήμη των Υπολογιστών: Η τεχνητή νοημοσύνη και η ασφάλεια των υπολογιστών.
  • Η Εφαρμοσμένη επιστήμη των Υπολογιστών μελετά τρόπους εφαρμογής της θεωρίας των Υπολογιστών για την επίλυση προβλημάτων στον πραγματικό κόσμο.

38 of 40

Να αντιστοιχίσετε σε καθεμία από τις παρακάτω περιπτώσεις ένα στοιχείο της στήλης Α με το σωστό στοιχείο της στήλης Β.

Στήλη Α

Στήλη Β

Επιστήμη των Υπολογιστών

Λειτουργικά Συστήματα

​

Δίκτυα Υπολογιστών

Θεωρητική

Ανάλυση Αλγορίθμων

​

Τεχνητή Νοημοσύνη

Εφαρμοσμένη

Ασφάλεια των υπολογιστών

​

Υλικό του Υπολογιστή

​

Γλώσσες προγραμματισμού

​

39 of 40

https://www.youtube.com/watch?v=SzJ46YA_RaA

40 of 40

Σας ευχαριστώ!!!