Комп'ютерна архітектура

• Інформатика охоплює теорію, експерименти та інженерію, що лежать в основі проєктування та використання комп'ютерів.
• Вона передбачає вивчення алгоритмів, структур даних, комп'ютерних архітектур та штучного інтелекту.
• Інформатика має вирішальне значення для розробки нових обчислювальних рішень і просування технологій.

Архітектура комп'ютерів

• Комп'ютерна архітектура визначає логічну структуру та функціональні можливості комп'ютерної системи.
• Вона охоплює організацію, взаємозв'язок і взаємодію її різних компонентів.
• Основними компонентами комп'ютерної архітектури є: процесор (CPU), пам'ять, пристрої введення/виведення та система з'єднань.
• CPU (центральний процесор) виконує інструкції та керує операціями комп'ютера.
• Пам'ять зберігає дані та інструкції для безпосереднього доступу процесора.
• Пристрої введення/виведення забезпечують засоби для комп'ютера для взаємодії із зовнішнім світом.
• Система з'єднань з'єднує різні компоненти та забезпечує зв'язок між ними.
• Важливі парадигми архітектури включають архітектуру фон Неймана та Гарвардську архітектуру.
• Архітектура фон Неймана використовує єдиний адресний простір як для інструкцій, так і для даних.
• Гарвардська архітектура має окремі адресні простори для інструкцій і даних, що дозволяє одночасне отримання обох.
• Архітектурні рішення впливають на продуктивність, енергоефективність і масштабованість комп'ютерних систем.
• Розширені поняття включають паралельну обробку, конвеєрну обробку та багатоядерні процесори.
• Паралельна обробка передбачає одночасне виконання декількох інструкцій.
• Конвеєрна обробка розбиває виконання інструкції на етапи, що дозволяє паралельно обробляти декілька інструкцій.
• Багатоядерні процесори мають декілька процесорних ядер на одному чіпі, підвищуючи продуктивність.

Комп'ютерні мережі

• Комп'ютерні мережі — це взаємозв'язані пристрої, які можуть обмінюватися даними та ресурсами.
• Мережі уможливлюють зв'язок і співпрацю між комп'ютерами та пристроями.
• Існують різні типи мереж, зокрема: локальна мережа (LAN), глобальна мережа (WAN) і бездротова локальна мережа (WLAN).
• Локальна мережа (LAN) з'єднує пристрої в обмеженій області, наприклад, в офісі чи будинку.
• Глобальна мережа (WAN) охоплює велику географічну область, як-от Інтернет.
• Бездротова локальна мережа (WLAN) використовує бездротовий зв'язок для підключення пристроїв у мережі.
• Топології мережі описують розташування та з’єднання пристроїв у мережі.
• Поширені топології включають: зірку, шину, кільце та сітку.
• Мережеві пристрої, такі як маршрутизатори, комутатори та концентратори, забезпечують зв'язок і керують трафіком даних у мережі.
• Маршрутизатори пересилають дані між різними мережами.
• Комутатори з'єднують пристрої в межах мережі та направляють дані до передбачуваного місця призначення.
• Концентратори з'єднують пристрої в мережі, але передають дані на всі пристрої, що призводить до колізій.
• Мережеві протоколи визначають правила та стандарти для обміну даними в мережі.
• Протокол керування передачею/інтернет-протокол (TCP/IP) — це набір протоколів, який використовується для обміну даними в Інтернеті.
• Інші протоколи включають: протокол передачі гіпертексту (HTTP), протокол передачі файлів (FTP) і протокол простої пошти (SMTP).
• Модель OSI (взаємозв’язок відкритих систем) — це концептуальна структура, яка визначає функції мережевої системи зв’язку.
• Модель OSI складається з семи рівнів: фізичного, канального, мережевого, транспортного, сеансового, представницького та прикладного.
• Безпека мережі має вирішальне значення для захисту мереж і даних від несанкціонованого доступу та кіберзагроз.
• Брандмауери, системи виявлення вторгнень і протоколи шифрування використовуються для забезпечення безпеки мережі.
• Бездротові мережі використовують різні протоколи безпеки, такі як WEP, WPA та WPA2, для захисту бездротового зв'язку.
• Адресація IP використовується для ідентифікації та локалізації пристроїв у мережі.
• IPv4 і IPv6 є двома версіями IP-адрес, причому IPv6 забезпечує більшу кількість адрес.
• Підмережа дозволяє розділити мережу на менші, більш керовані мережі.
• Віртуальні приватні мережі (VPN) створюють безпечне з'єднання через загальнодоступну мережу, забезпечуючи конфіденційність і безпеку.