Organizacja i architektura komputerów

Organizacja i architektura komputerów

• Komputery przetwarzają informacje w systemie binarnym (bity 0 i 1).
• Liczby całkowite są reprezentowane w systemie binarnym.
• Liczby zmiennoprzecinkowe używają formatu IEEE 754.
• Tekst jest reprezentowany za pomocą kodów (np. ASCII, Unicode).
• Komputery wykonują operacje matematyczne (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie) w systemie binarnym.
• Układy kombinacyjne nie pamiętają poprzednich stanów.
• Układy sekwencyjne pamiętają poprzednie stany.
• Sumator jest układem kombinacyjnym.
• Dekoder przekształca kod binarny na sygnały wyjściowe.
• Multiplekser wybiera jeden z wielu sygnałów wejściowych.

Jednostka centralna i pamięć

• Jednostka centralna (CPU) zarządza obliczeniami i procesami.
• Zawiera jednostkę arytmetyczno-logiczną (ALU).
• Rejestry to szybka pamięć do przechowywania danych.
• CPU ma jednostkę sterującą.
• Pamięć podręczna (cache) przyspiesza dostęp do często używanych danych.
• Pamięć RAM jest szybka i ulotna (traci dane po wyłączeniu zasilania).
• Pamięć ROM jest stała (pamięć tylko do odczytu).
• Dyski HDD i SSD służą do trwałego przechowywania danych.

Organizacja równoległa

• Równoległość na poziomie instrukcji (pipeline).
• Równoległość danych (np. obliczenia macierzowe SIMD).
• Równoległość zadań.
• Procesory wielordzeniowe pozwalają na jednoczesne wykonywanie wielu procesów.
• Wątki działają w ramach procesów.
• GPU są specjalizowane do obliczeń równoległych.

Kryptografia

• Kryptografia zabezpiecza informacje przed nieuprawnionym dostępem.
• Szyfrowanie przekształca dane w postaci niezrozumiałej.
• Deszyfrowanie odzyskuje oryginalną postać danych.
• Klucze są parametrami używanymi w szyfrowaniu i deszyfrowaniu (symetryczne/asymetryczne).
• Kryptografia symetryczna używa tego samego klucza do szyfrowania i deszyfrowania.
• Kryptografia asymetryczna używa pary kluczy (publiczny/prywatny).
• Główne cele kryptografii: poufność, integralność, uwierzytelnianie, niezaprzeczalność.
• Szyfry blokowe przetwarzają dane w blokach.
• Szyfry strumieniowe przetwarzają dane jako strumień bitów lub bajtów.
• Tryby pracy szyfrów blokowych (np. ECB, CBC).
• Algorytmy: DES, AES, RC4.

Aplikacje Klient-Serwer

• Model komunikacji, w którym klient wysyła żądania do serwera, a serwer zwraca odpowiedzi.
• Klient wysyła żądania do serwera, a serwer przetwarza te żądania i zwraca odpowiedzi.
• Serwer odbiera żądania, przetwarza je i przesyła odpowiedzi klientowi.
• Java wykorzystuje ServerSocket i Socket do tworzenia aplikacji klient-serwer.

Mikro Usługi

• Architektura aplikacji, gdzie funkcjonalność jest podzielona na małe, niezależne usługi.
• Usługi komunikują się za pomocą API.
• REST lub gRPC to popularne API.
• Mikro usługi oferują niezależność wdrażania, skalowalność i różne technologie.
• Autoryzacja i uwierzytelnianie to popularne mikro usługi.

Projektowanie baz danych

• Projektowanie baz danych wpływa na wydajność i skalowalność aplikacji.
• Normalizacja poprawia strukturę bazy danych.
• Denormalizacja może poprawić szybkość.
• Zapytania zagnieżdżone są zapytaniami w zapytaniu.
• Indeksy przyspieszają wyszukiwanie.
• Transakcje są elementami pracy w bazie danych.
• Procedury składowane to zbiór instrukcji SQL.
• Funkcje użytkownika zwracają wartość.
• Wyzwalacze automatycznie działają po operacjach w tabeli.

Programowanie w Javie

• Wprowadzenie do typów danych i instrukcji warunkowych (if-else, switch).
• Różne typy pętli (for, while, do-while).
• Tworzenie klas, obiektów i konstruktorów.
• Dziedziczenie (extends).
• Kompozycja (używanie obiektów w klasach innymi).
• Interfejsy.
• Wyjątki.
• Asercje.
• Programowanie generyczne.
• Kolekcje (List, Set, Map).

Elementy MVC

• Model, View, Controller to wzorzec projektowy.
• Model odpowiada za logikę i dane.
• View wyświetla dane.
• Controller zarządza interakcjami.