Spotkanie 58. Bazy danych

1. Bazy danych

Baza danych jest narzędziem służącym do zbierania i organizowania informacji. Bazy danych pozwalają przechowywać dowolne informacje, na przykład informacje o ludziach, produktach czy zamówieniach. Często początkową formą bazy danych jest lista w edytorze tekstu lub arkusz kalkulacyjny. Gdy ilość danych rośnie, powstają nadmiarowe i niespójne dane. Przyjęta początkowo forma zaczyna utrudniać zrozumienie danych, ograniczając też dostępne sposoby wyszukiwania danych i pobierania podzbiorów danych w celu ich przejrzenia. Gdy pojawiają się problemy tego typu, warto przenieść dane do bazy danych utworzonej za pomocą systemu zarządzania bazami danych.

2. Systemy zarządzania baz danych

System Zarządzania Bazą Danych, SZBD (ang. Data Base Management System, DBMS) nazywany też serwerem baz danych lub systemem baz danych, SBD to oprogramowanie bądź system informatyczny służący do zarządzania komputerowymi bazami danych. Systemy baz danych mogą być sieciowymi serwerami baz danych lub udostępniać bazę danych lokalnie.

3. Typy baz danych

• kartotekowe - baza danych złożona z jednej tablicy, która zawiera identyczną strukturę pól. Każda tablica danych jest samodzielnym dokumentem i nie może współpracować z innymi tablicami, w przeciwieństwie do relacyjnej bazy danych.Przykładami kartotekowej bazy danych są spisy danych osobowych czy spisy książek lub płyt. Poniższa baza składa się z jednej tabeli zawierającej 3 rekordy, z których każdy ma 4 pola.

• relacyjne - to najpopularniejsza grupa baz danych. W bazach tego typu dane są przechowywane nie w jednej, lecz w wielu tabelach, przy czym każda tabela przechowuje dane na określony temat. Dodatkowo pomiędzy tabelami tworzone są specjalne powiązania zwane relacjami. Dzięki nim możliwe jest uzyskiwanie informacji z bazy na wiele sposobów, poprzez kojarzenie ze sobą danych pochodzących z różnych tabel.

4. Struktura bazy danych

Baza danych jest złożona z różnych elementów. Najważniejszymi z nich jest rekord podzielony na kilka pól, w których są przechowywane informacje poszczególnych kategorii. Na przykład w książce adresowej każdy rekord to zbiór informacji na temat jednej osoby. Składa się on z kilku pól przechowujących takie informacje, jak: imię, nazwisko, adres, numer telefonu itp. W każdym polu zapisywane są dane oddzielonej kategorii. Dzięki temu komputerowe bazy danych umożliwiają szybkie sortowanie rekordów według poszczególnych kategorii lub wyszukiwanie informacji w obrębie tylko wybranych pól. Wiele systemów zarządzania bazami danych oferuje możliwość tworzenia masek wprowadzania danych, które służą do wygodniejszego wprowadzenia nowych informacji. Naturalnie można z nich zrezygnować i wpisywać dane do bazy wyświetlanej w postaci tabelarycznej.

• rekord -  to pojedynczy wpis do bazy,
• pole rekordu - jest to pole z jakąś daną lub danymi. Są używane do przechowywania zawartości pojedynczego wiersza w bazie danych.
• klucze

5. Obsługa baz danych

• kwerendy (zapytania) -  stanowią podstawowe narzędzie baz danych, które może spełniać wiele różnych funkcji. Najczęściej są one używane do pobierania określonych danych z tabel. Często dane, które mają być pobrane, znajdują się w kilku tabelach — kwerendy pozwalają przeglądać takie dane w jednym arkuszu danych. Poza tym nie zawsze jest konieczne wyświetlanie wszystkich rekordów, dlatego przy użyciu kwerend można określać odpowiednie kryteria „filtrowania” danych, aby uzyskać dostęp tylko do potrzebnych rekordów. Kolejnym zastosowaniem kwerend jest dostarczanie danych dla formularzy i raportów.
  Niektóre kwerendy umożliwiają edytowanie danych w tabelach źródłowych za pomocą arkusza danych kwerendy. W przypadku używania kwerend aktualizujących należy pamiętać, że zmiany zostaną wprowadzone w tabelach, a nie tylko w arkuszu danych kwerendy.
  Istnieją dwa podstawowe typy kwerend: kwerendy wybierające i kwerendy funkcjonalne. Kwerenda wybierająca pobiera dane i udostępnia je. Można wyświetlić wyniki takiej kwerendy na ekranie, wydrukować je lub skopiować do schowka. Wyniki kwerendy mogą też posłużyć jako źródło rekordów dla formularza lub raportu.
  Kwerenda funkcjonalna, jak wskazuje jej nazwa, służy do wykonywania zadań związanych z danymi. Kwerendy funkcjonalne umożliwiają tworzenie nowych tabel, dodawanie danych do istniejących tabel oraz aktualizowanie i usuwanie danych.

• formularze - są też określane jako „ekrany wprowadzania danych”. Stanowią one interfejs do pracy z danymi i często zawierają przyciski umożliwiające wykonywanie różnych poleceń. Można utworzyć bazę danych bez korzystania z formularzy, edytując dane w arkuszach danych tabel. Większość użytkowników baz danych woli jednak używać formularzy do przeglądania, wprowadzania i edytowania danych przechowywanych w tabelach.
  Formularze usprawniają pracę z danymi, udostępniając łatwy w użyciu interfejs, a także umożliwiając dodawanie elementów funkcjonalnych, takich jak przyciski poleceń. Po odpowiednim zaprogramowaniu przyciski umożliwiają określanie danych wyświetlanych w formularzu, otwieranie innych formularzy lub raportów oraz wykonywanie wielu innych zadań. Przykładem może być formularz o nazwie „Formularz klienta” służący do pracy z danymi klienta. Taki formularz może zawierać przycisk otwierający formularz zamówienia, który pozwala wprowadzić nowe zamówienie dla danego klienta.
  Dzięki formularzom można określać sposoby interakcji użytkowników z danymi zawartymi w bazie danych. Można na przykład utworzyć formularz wyświetlający tylko wybrane pola i udostępniający tylko określone operacje. Ułatwia to ochronę i poprawne wprowadzanie danych.

• raporty - służą do podsumowywania i wyświetlania danych zawartych w tabelach. Zazwyczaj raport umożliwia odpowiedź na określone pytanie dotyczące danych, na przykład „Ile pieniędzy otrzymaliśmy od poszczególnych klientów w tym roku?” lub „W jakich miastach mają swoje siedziby nasi klienci?” Każdy raport można sformatować w sposób zwiększający czytelność danych.
  Raport można uruchomić w dowolnym momencie, przy czym zawsze będzie on odzwierciedlał bieżące dane znajdujące się w bazie danych. Raporty są zazwyczaj formatowane z myślą o ich drukowaniu, ale można też wyświetlać je na ekranie, eksportować do innych programów lub wysyłać jako wiadomości e-mail.

Spotkanie 57. Multimedia i grafika komputerowa.

1. Oś czasu

• 1950 pierwsze monitory graficzne
• 1962 sketchpad
• 1964 Algorytmy graficzne
• 1969 Evans & Sutherland
• 1974 Laboratorium graficzne
• 1982 Star Trek
• 1983 Fraktale
• 1984 Metoda Energetyczna
• 1995 Toy Story
• 2001 Photon Mapping

2. Zastosowanie

• Interfejs użytkownika 
• Wykresy w biznesie, nauce i technologii
• Medycyna: badania usg, doppler, echo serca,
• Kreślenie  i projektowanie - wspomaganie CAD
• Symulacja i animacja dla wizualizacji naukowej i rozrywki
• Przemysł filmowy
• Wizualizacja w stymulatorach lotu

3. Podział grafiki komputerowej

• wektorowa - za pomocą kresek i łuków, ale także z figur. Nie ma straty jakości przy powiększaniu. 
• rastrowa - tworzony za pomocą pikseli
• Zapamiętuje charakterystyczne dane dla danych figur ( na przykład dla okręgu środek i promień)

4. Podział grafiki pod względem charakteru przetwarzania danych

• 2D (plaska, dwa wymiary)
• 2,5D (płaska z cieniem)
• 3D (trójwymiarowa)

5. Podział grafiki pod względem cyklu, sposobu generacji obrazu

• nieinterakcyjna
• interakcyjna
• czasu rzeczywistego

Spotkanie 55. Podstawowe protokoły sieciowe

1. Protokół

Jest to zbiór procedur oraz reguł rządzących komunikacją, między co najmniej dwoma urządzeniami sieciowymi. Istnieją różne protokoły, lecz nawiązujące w danym momencie połączenie urządzenia muszą używać tego samego protokołu, aby wymiana danych pomiędzy nimi była możliwa.

W celu komunikacji między różnymi protokołami wykorzystuje łącza (ang. gateway) - czyli urządzenia, które tłumaczącą rozkazy jednego protokołu na drugi. Należy pamiętać, że używanie łącz może spowolnić w znacznym stopniu komunikację pomiędzy systemami. Kolejnym rozwiązaniem może być skonfigurowanie komputerów w taki sposób, by wykorzystywały kilka protokołów równocześnie, jednak i to rozwiązanie może prowadzić do dodatkowego obciążania sieci.

2. HTTP, HTTPS, FTP, SFTP, DNS, TELNET

HTTP (ang. HyperText Transfer Protocol) - to protokół internetowy, używany do obsługi stron WWW. HTTP stanowi podstawowy protokół, przy pomocy którego przebiega komunikacja między klientami i serwerami sieci Web. Jest to protokół poziomu aplikacji dla współpracujących ze sobą, hipermedialnych, rozproszonych systemów informacyjnych. HTTP jest bezstanowym i generycznym protokołem zorientowanym obiektowo. Cechą charakterystyczną tego protokołu możliwość wpisywania oraz negocjowania reprezentacji danych, co umożliwia budowę systemów niezależnie od typu transferowanych danych.

HTTPS (ang. Hypertext Transfer Protocol Secure) – szyfrowana wersja protokołu HTTP. W przeciwieństwie do komunikacji niezaszyfrowanego tekstu w HTTP klient-serwer, szyfruje go za pomocą protokołu SSL. Zapobiega to przechwytywaniu i zmienianiu przesyłanych danych.

HTTPS działa domyślnie na porcie nr 443 w protokole TCP. Wywołania tego protokołu zaczynają się od https://, natomiast zwykłego połączenia HTTP od http://. Protokół HTTPS jest warstwę wyżej (na transporcie SSL), najpierw następuje więc wymiana kluczy SSL, a dopiero później żądanie HTTP. Powoduje to, że jeden adres IP może serwować tylko jedną domenę lub też tylko subdomeny danej domeny (zależnie od przyznanego certyfikatu).

FTP (ang. File Transfer Protocol) - to protokół służący do transmisji plików. Przeważnie usługę ftp stosuje do przesyłania danych z odległej maszyny do lokalnej lub na odwrót. Protokół ten działa w oparciu o zasadę klient-serwer i korzystanie z usługi polega na użyciu interaktywnej aplikacji. Technologia FTP zapewnia ochronę stosując hasła dostępu.

DNS (ang. Domain Name Service) - protokół używany w sieci Internet obsługujący system nazywania domen. Umożliwia on nadawanie nazw komputerom, które są zrozumiałe i łatwe do zapamiętania dla człowieka, tłumacząc je na adresy IP. Nazywany czasem usługą BIND (BSD UNIX), DNS oferuje hierarchiczną, statyczną usługę rozróżniania nazw hostów. Administratorzy sieci konfigurują DNS używając listę nazw hostów oraz adresów IP. DNS nie posiada centralnego repozytorium przechowującego adresy IP maszyn w sieci. Dane dotyczące tych adresów dzielone są między wiele komputerów, zwanych serwerami DNS (nazw domenowych), które są zorganizowane hierarchicznie w formie drzewa. Początek drzewa nazywany jest korzeniem. Nazwy najwyższego poziomu składają się z dwuliterowych domen narodowych opartych na zaleceniach ISO 3166 (wyjątek stanowi brytyjska domen uk). Nadrzędna domena narodowa w Polsce oznaczona jest przez pl. Jeżeli chodzi o domeny trzyliterowe, ich znaczenie jest następujące:

• com - organizacje komercyjne
• gov - agencje rządowe
• edu - instytucje edukacyjne
• mil - organizacje wojskowe
• org - pozostałe organizacje
• net - organizacje, których działalność dotyczy sieci komputerowych

DHCP (ang. Dynamic Host Configuration Protocol) - to standardowy protokół przydzielający adresy IP poszczególnym komputerom. Serwer DHCP przypisuje adresy IP poszczególnym końcówkom.

TELNET - zadaniem protokołu Telnet jest zapewnienie komunikacji wielozadaniowej, dwukierunkowej, ośmiobitowej i zorientowanej bajtowo. Umożliwia połączenie ze sobą urządzenia terminalowego i procesu pozwalającego na jego obsługę.Telnet nie tylko pozwala użytkownikowi na zalogowanie się na zdalnym komputerze (uzyskanie dostępu poprzez podanie nazwy użytkownika i hasła), ale także na wywoływanie na nim poleceń. Tak więc użytkownik w Łodzi może połączyć się z hostem w Nowym Jorku i uruchamiać na nim programy tak, jakby faktycznie znajdował się przed tamtym komputerem.Telnet uruchamiany jest odpowiednim poleceniem, po którym następuje nazwa (albo adres numeryczny IP) hosta zdalnego. Połączenie będzie zaakceptowane bądź odrzucone z zależności od konfiguracji komputera zdalnego

Spotkanie 54. MODEL OSI; TCP/IP

1. OSI

OSI (ang. Open Systems Interconnection) lub Model OSI (pełna nazwa ISO OSI RM, ang. ISO OSI Reference Model – model odniesienia łączenia systemów otwartych) – standard zdefiniowany przez ISO oraz ITU-T opisujący strukturę komunikacji sieciowej.
Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ang. International Organization for Standardization) na początku lat osiemdziesiątych dostrzegła potrzebę stworzenia modelu sieciowego, dzięki któremu producenci mogliby opracowywać współpracujące ze sobą rozwiązania sieciowe. W taki sposób powstała specyfikacja Open Systems Interconnection Reference Model, która do polskich norm została zaadaptowana w 1995 roku.

Model ISO OSI RM jest traktowany jako model odniesienia (wzorzec) dla większości rodzin protokołów komunikacyjnych. Podstawowym założeniem modelu jest podział systemów sieciowych na 7 warstw (ang. layers) współpracujących ze sobą w ściśle określony sposób. Został przyjęty przez ISO w 1984 roku a najbardziej interesującym organem jest wspólny komitet powołany przez ISO/IEC, zwany Joint Technical Committee 1- Information Technology (JTC1). Formalnie dzieli się jeszcze na podkomitety SC.
Dla Internetu sformułowano uproszczony Model TCP/IP, który ma tylko 4 warstwy.


2. TCP/IP

Model TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – teoretyczny model warstwowej struktury protokołów komunikacyjnych. Model TCP/IP został stworzony w latach 70. XX wieku w DARPA, aby pomóc w tworzeniu odpornych na atak sieci komputerowych. Potem stał się podstawą struktury Internetu.

3. Adres IP

Adres IP (ang. IP address) – w protokole IP liczba nadawana interfejsowi sieciowemu, grupie interfejsów (broadcast, multicast), bądź całej sieci komputerowej, służąca identyfikacji elementów sieci w warstwie trzeciej modelu OSI – w obrębie sieci lokalnej oraz poza nią (tzw. adres publiczny).

Adres IP nie jest "numerem rejestracyjnym" komputera – nie identyfikuje jednoznacznie fizycznego urządzenia – może się dowolnie często zmieniać (np. przy każdym wejściu do sieci Internet) jak również kilka urządzeń może dzielić jeden publiczny adres IP. Ustalenie prawdziwego adresu IP użytkownika, do którego następowała transmisja w danym czasie jest możliwe dla systemu/sieci odpornej na przypadki tzw. IP spoofingu (por. man in the middle, zapora sieciowa, ettercap) – na podstawie historycznych zapisów systemowych.
W najpopularniejszej wersji czwartej (IPv4) jest zapisywany zwykle w podziale na oktety zapisywane w systemie dziesiętnym i oddzielane kropkami, rzadziej szesnastkowym bądź dwójkowym(oddzielane dwukropkami bądź spacjami).

4. Maska podsieci i maska adresu

Maska podsieci, maska adresu (ang. subnetwork mask, address mask) – liczba służąca do wyodrębnienia w adresie IP części sieciowej od części hosta.
Pola adresu, dla których w masce znajduje się bit 1, należą do adresu sieci, a pozostałe do adresu komputera. Po wykonaniu iloczynu bitowego maski i adresu IP komputera otrzymujemy adres IP całej sieci, do której należy ten komputer.
adres = 128.10.2.3 = 10000000 00001010 00000010 00000011
maska = 255.255.0.0 = 11111111 11111111 00000000 00000000

Spotkanie 53. Sieci komputerowe.

1.Sieć komputerowa

Zbiór komputerów i innych urządzeń połączonych ze sobą kanałami komunikacyjnymi. Sieć komputerowa umożliwia wzajemne przekazywanie informacji oraz udostępnianie zasobów własnych między podłączonymi do niej urządzeniami, tzw. „punktami sieci”.

Topologia sieci komputerowej.Głównym przeznaczeniem sieci komputerowej – ideą dla której została stworzona i wciąż jest ulepszana i rozwijana – to ułatwienie komunikacji pomiędzy ludźmi, będącymi faktycznymi użytkownikami sieci. Sieć umożliwia łatwy i szybki dostęp do publikowanych danych, jak również otwiera techniczną możliwość tworzenia i korzystania ze wspólnych zasobów informacji i zasobów danych. W sensie prawnym, i w pewnym przybliżeniu, użytkownicy sieci komputerowej są również jej beneficjentami.

2.Topologia fizyczna - opisuje fizyczną realizację sieci komputerowej przez układ mediów transmisyjnych. 

Wyróżnia się następujące podstawowe układy:

• pierścień podwójny – komputery są połączone dwoma odcinkami kabla, np. FDDI;

• gwiazda – komputery są podłączone do jednego, centralnego punktu zwanego koncentratorem lub przełącznikiem;

pierścień – komputery są połączone pomiędzy sobą odcinkami kabla tworząc zamknięty pierścień, np. token ring;

magistrala – komputery współdzielą jeden nośnik kablowy;

hierarchiczna – struktura podobna do drzewa binarnego;

• siatka – sieć rozszerzona o połączenia nadmiarowe. Rozwiązanie stosowane w sieciach, w których jest wymagana wysoka niezawodność działania.