Datamaskinen

Datamaskinen består (i enkleste fall) av

Programvare fra datamaskinens perspektiv

Datamaskinen forstår ikke språk som Python direkte. Den kompilerer (transformerer) til et språk som kalles Assembly. Assembly er et maskinspråk som mennesker også kan lese. Dette kompileres videre til binærkode slik at mikroprosessoren faktisk kan kjøre det.

Python er et eksempel på høynivå programmeringsspråk. Vi skriver gjerne programvare i høynivå programmeringsspråk, fordi det sparer oss for masse tid ettersom det er enklere å jobbe med enn lavnivå språk (som Assembly).

Operativsystemer (OS)

Før os kan lastes, kjøres Basic Input Output System (bios) som klargjør systemet til innlasting av os. Uten programvare kan en datamaskin gjøre svært lite, derfor har man operativsystemer. Et operativsystem er en form for grunnleggende programvare som fordeler ressurser til de programmene man kjører.

Eksempler på operativsystemer er Microsoft Windows, Apple Max OS X, UNIX og ulike varianter av UNIX som f.eks. Linux.

Bits og bytes

PandA

Presence and Absence - logikken er enten sann eller usann. Grunnlaget for digital representasjon.

Tekst

ASCII står for American Standard Code for Information Interchange, og det er et tegnsett, altså en standard for utveksling av tekst mellom datamaskiner. ASCII bruker 7 bit-koder, og har dermed 128 mulige tegn. Dette inkluderer blant annet store og små bokstaver. 1 byte er nok til å lagre et ASCII-tegn.

Det finnes flere andre standarder for tekst, men de er ikke så viktige (i dette faget).

Tall

Datamaskiner lagrer som kjent alt binært, så vi trenger en måte for å lagre andre tall også. En byte er nok til å lagre et heltall <256

IEEE-standarder:

Første biten angir om det er en positiv eller negativ verdi. To's kompliment vil si det negative heltallet med største absoluttverdi (2^-31) er det minste bit mønsteret. Det negative heltallet med minste absolutt-verdi (-1) er det største bit mønsteret. Floating point er tall som skrives på scientific notation og så bare flyttes tallet til en får et heltall hvor og hvor mye en skal opphøye 10 i.

JavaScript bruker bare Double-Precision og har kun en talltype for både flyttall og helverdier. Dette er ganske uvanlig, men det forklarer hvorfor .9 med 16 9-tall etter kommaet vises eksakt, men at det rundes av til 1 med 17 9-tall bak kommaet.

Digitalisere multimedia

Polya

1)Forstå problemet 2) Utvikle en plan for å løse problemet 3) Utføre planen 4) Evaluere løsningen og hvor nøyaktig den er, samt potensialet dens for å løse andre problemer

Løkker

Løkker er en måte å få datamaskinen til å gjøre en bestemt ting flere ganger. En for-løkke gjør den samme tingen et bestemt antall ganger, mens en while-løkke vil gjøre den samme tingen inntil en gitt forutsetning ikke er tilfredsstilt lenger. Pre-test løkke sjekker kondisjon og utfører instruksjon. Posttest utfører instruksjon minst en gang, før den sjekker kondisjon.

Rekursivitet

Rekursjon er når en metode kaller seg selv, rett og slett. En rekursiv metode har en "base case" som sjekker om dataene som kommer inn har en viss verdi, og returnerer en viss verdi når dette er tilfellet. Som eksempel på dette kan man kikke på binærsøkalgoritmen over.

Kjøretider

Når vi skal sammenligne algoritmer, ser vi på hvor raske de er med store mengder data. For å vise dette bruker vi gjerne Big-O notasjon. Hvis en algoritme har en kjøretid O(n), er n antallet inndata. F.eks. hvis den sorterer en liste med tall, er n antall tall. O(n) sier da at når n er veldig stor (vi har veldig mange tall), vil algoritmen maksimalt måtte "sjekke" alle tallene en gang.

Andre notasjoner som kan brukes er Theta ($\Theta$) og Omega ($\Omega$). Omega gir en nedre grense (minste tiden de vil bruke), mens $\Theta(n)$ betyr at algoritmen både er O(n) og $\Omega(n)$.

Søkealgoritmer

Sortering

Ord og uttrykk

IP, TCP og protokoller

En protokoll definerer en mengde regler for kommunikasjon mellom enheter.

Internet Protocol (IP) sørger for at datamaskiner har adresser (32-bit lange), slik at datagram/pakker kan sendes mellom dem. Det er disse adressene som brukes til routing.

Transmission Control Protocol (TCP) opererer sammen med IP, og sørger for feilsjekking og sikker overføring. Har all dataene kommet frem? Trengs noe sendes på nytt? Dette er blant tingene TCP ordner.

Personvern

Authentication

Verifisere identiteten til en person.

Privacy/personvern

Å beholde data konfidensiell.

Spoofing

En gir seg ut for å være noen en ikke er.

Phishing

Forsøker å få tak i sensitiv informasjon ved å utgi seg for å være til å stole på.

Internett er ikke sikkert. For å sikre beskjeder kan man bruke kryptering. Bak dette ligger det matematikk. Dette garanterer likevel ikke sikkerhet, men det gjør dagens nettverk mye sikrere.

Kryptering

For å sikre at kun riktig person kan dekryptere en melding (eller en pakke med data for den saks skyld), benytter man nøkler. Man har en nøkkel for å kryptere, og en for å dekryptere. Nøkkel for å kryptere kalles en public key (offentlig nøkkel), og den man bruker til å dekryptere kalles en private key (privat nøkkel). Dersom person A vil sende en privat melding til person B, kan A få den offentlige nøkkelen til B. A krypterer en melding. Da er det bare B som kan dekryptere den, for det er bare B som har den tilhørende private nøkkelen til den offentlige A brukte for å kryptere. Skal krypteringen gjelde i et større system, kan en enhet gjøre den offentlige nøkkel tilgjengelig for alle de andre enhetene.

Sikkerhet på WLAN

Brannmurer og beskyttelse

En brannmur kan ligge mellom en datamaskin og Internett, eller et helt nettverk og Internett. En administrator konfigurer den med en rekke begrensninger. Brannmuren sjekker innkommende pakker mot begrensningene, og avviser innhold som ikke er tillatt.

En brannmur kan også begrense utgående trafikk. En bruker får ikke nødvendigvis hente ned hva som helst av innhold. Dette gjør at brannmuren også beskytter mot ting som trojanske hester.

Vanlige privatpersoner kan la den trådløse ruteren eller en NAT-boks være brannmur. Man kan også installere programvare som kan fungere som brannmur.

Selskaper kan også bruke et IDS (Intrusion Detection System) til å overvåke trafikk, og sørge for at uregelmessig trafikk undersøkes.

Et DDOS (Distributed Denial of Service)-angrep går ut på at noen sender enormt mange pakker mot en side. Disse kan være vanskelige å ordne opp i, eller unngå, selv med et IDS.

Egenskaper ved programvare

Prosessaktiviteter

Programvare-spesifikasjon

Innhente data fra potensielle brukere/markeder, og bygg en kravspesifikasjon. Hvilke funksjoner skal systemet ha?

Programvaredesign og implementasjon

Planlegg systemet ut fra kravene, og skriv kode.

Validering

Gjennomfør ulike typer testing for å se at systemet møter kravene.

Evolusjon

Videreutvikling.

Programvareutviklingsmodeller

For-løkke

Syntaks:

for i in range(x, y):
    # Do stuff

Her vil vi gjøre "Do stuff" antallet ganger fra x til y. Er x 0, og y 10, vil vi gjøre det 10 ganger. i vil være hvilken "gang" den runden som kjører er. Den andre gangen her, vil i være 1 for eksempel (startet fra 0).

Man kan slenge på et tall z bak y i range-metoden. Tallet z vil være hvor stort hopp det skal være for hver iterasjon. Har man ikke med tallet z, vil hoppet være 1.

While-løkke

Syntaks

while(condition):
    # Gjør ting til condition blir false.

Husk at noe i while-løkka må kunne gjøre condition false, hvis ikke vil løkka aldri kunne bli ferdig.

continue- og break-statement

break vil bryte ut av løkka. continue vil hoppe til neste iterasjon av løkka.

return-statement

return terminerer kjøringen av funksjonen. Dersom du skriver return 2 vil funksjonen returnere tallet 2. Dvs.:

def aMethod():
    return 2

a = aMethod()
print(a) # Vil vise 2

En funksjon i Python trenger ikke nødvendigvis returnere noe.

Pickle

Pickle brukes for å pickle data og skrive den binært.

import pickle
with open('filnavn.txt','wb') as file: #wb åpne for skriving binært
    db={'somekey':'33'} #oppretter en dictionary
    pickle.dump(db,file) #dumper dictionarien, syntax er pickle.dump(variabelnavn,filvariabel)
with open('filnavn.txt','rb') as file: #rb åpner for lesing binært
    db=pickle.load(filnavn) #importerer binærtdata til db variabelen