מודול סייבר ואינטרנט

1. מדעי המחשב ורובוטיקה בחט"ב מודול סייבר ואינטרנט איריס צורברגורי רכזת יחידת מחקר ופיתוח מינהל מדע וטכנולוגיה

2. מודול סייבר ואינטרנט • פרק 1 – מבוא למערכות ספרתיות (דיגיטליות) • איך נייצג את המידע? • פרק 2 – תקשורת נתונים • רוצים להעביר 0 ו-1 ממקום למקום. איך עושים את זה? • פרק 3 – העברת מידע מוצפן ברשת • רוצים להעביר את המידע כך שיובן רק למי שמיועד אליו. איך? • פרק 4 – הגנת סייבר • פרטיות, אנונימיות, איומים. איך מתגוננים?

3. מודול סייבר ואינטרנט פרק 1 – ייצוג מידע

4. ייצוג מידע אנו משתמשים במידע רב. כדי לתקשר אנחנו צריכים דרך לייצג את המידע. סוגי מידע מעניינים: • מספרים, טקסט, שמע, תמונות (וידאו) דוגמאות לייצוג ידע: • שפה, כתב, ספרות מידע מידע ייצוג

5. ייצוג מידע - מספרים אני חושבת על מספר. איך אפשר לייצג אותו? 1. מילה: תריסר, שתיים עשרה, מספר חודשי השנה, מספר שבטי ישראל 2. מידה אנלוגית: מקל באורך 12 ס"מ 3. גימטריה: הצירוף י"ב, XII 4. תאור המספר: ۱۲, 12,11002, 1012 אין חשיבות למיקום, יש ערך לכל סימן או צירוף ייצוג מספרים המספרים הרומיים 

6. ייצוג מידע - מספרים אני חושבת על מספר. איך אפשר לייצג אותו? 1. מילה: תריסר, שתיים עשרה, מספר חודשי השנה, מספר שבטי ישראל 2. מידה אנלוגית: מקל באורך 12 ס"מ 3. גימטריה: הצירוף י"ב, XII 4. תאור המספר: ۱۲, 12,11002, 1012 אין חשיבות למיקום, יש ערך לכל סימן או צירוף אנחנו רוצים לבצע פעולות אריתמטיות באמצעות מכונה - באיזה ייצוג כדאי להשתמש?

7. ייצוג מידע - מספרים • מילה: תריסר, שתיים עשרה, מספר חודשי השנה, מספר שבטי ישראל 2. מידה אנלוגית: מקל באורך 12 ס"מ 3. גימטריה: הצירוף י"ב, XII 4. תאור המספר: ۱۲, 12,11002, 1012 אנחנו רוצים לבצע פעולות אריתמטיות באמצעות מכונה - באיזה ייצוג כדאי להשתמש?

8. ייצוג מידע - מספרים מידה אנלוגית – מחשב אנלוגי רמת המתח = גודל המספר

9. ייצוג מידע - מספרים מידה אנלוגית – מחשב אנלוגי כפל : חישוב שטח שרש: פונקציות טריגונומטריות b a 1 יתרונות – קלות החישוב ניתן לייצג כל מספר (גם אי רציונליים) איך נייצג ? חסרונות – קל לטעות

10. ייצוג מידע - מספרים תיאור המספר נייצג מספרים שלמים חיוביים בבסיסים שונים. נתמקד בבסיסים 2, 8, 16 בסיסי ספירה בבסיס 10 יש 10 ספרות: 0..9 בבסיס 8 יש 8 ספרות: 0..7 בבסיס 2 יש 2 ספרות: 0..1 בסיסים שונים  סימולטור למניה בבסיסים 2,8,10 

11. ייצוג מידע - מספרים בסיסי ספירה

12. ייצוג מידע - מספרים הבסיס הבינארי

13. ייצוג מידע - מספרים תיאור המספר ייצוג עפ"י מיקום (ובסיס) הייצוג יחיד כך ממירים מבסיס כלשהו לבסיס 10

14. ייצוג מידע - מספרים המרה מבסיס 10 לבסיס כלשהו 35410 = ?8 שארית מנה 354 : 8 = 44 2 44 : 8 = 5 4 5 : 8 = 0 5 35410= 5428 בדיקה:

15. ייצוג מידע - מספרים המרה מבסיס לבסיס 3546 = ?8 יש לעבור דרך בסיס 10, אלא אם כן הבסיסים הם חזקה של אותו מספר: 35416= ?8 35416= 0011010101002 = 15248 326448 35A416= 00110101101001002 =

16. ייצוג מידע - מספרים פעולות אריתמטיות בבסיסים שונים 23548 7038 23548 7038 2048 738  ̶  11012 10012 11012 10012 10112 1012  ̶ 

17. ייצוג מידע - מספרים ייצוג בספרות יתרונות – קל לחשב, אם כי לא כמו באנלוגי נוח לייצוג במכונה בייחוד ב- 0,1. (טווח מתחים מייצג אותו ערך)

18. ייצוג מידע מהו מחשב? מכונה לביצוע חישובים (Computation not Calculation) שהמידע בה מיוצג ב- 0,1. ביט– ספרה בינארית אחת, סיבית. (Binary Digit). יחידת המידע הקטנה ביותר בית– 8 סיביות. Byte מילה– מספר בתים. אורך המלה תלוי במכונה. זהו מספר הסיביות שהמכונה מטפלת בהן כיחידה אחת. כיום, אורך המילה המקובל במחשבים אישיים הוא 64bit, במחשבים ישנים יותר אורך המילה הוא 32bit. כמה צירופים בינאריים שונים שאורכם 4 / 8 / 16 קיימים ? KB– קילו בית. קילו ביוונית = 1000. כיוון שבמידע אנחנו סופרים בבסיס 2 אנו מייחסים לקילו את הערך 1024 = 210 (חזקה של 2 הכי קרובה ל- 1000). 1KB=1024Byte. מכאן ואילך נכפיל בכל פעם בקילו כלומר ב- 103 או ב- 210.

19. ייצוג מידע

20. ייצוג מידע- מספרים על מה לא דיברנו? – ייצוג מספרים שליליים (משלים ל-2) ייצוג שברים (מנטיסה ומעריך).

21. ייצוג מידע- תמונות מתי נדרש לאחסן עצמים גרפיים? תוכנות ציור, משחקי מחשב, ... איך עצמים גרפיים מיוצגים בתוך המחשב? ע"י מספרים נקח תמונה, נחלק לריבועים ונשמור לכל ריבוע את הצבע הממוצע (שחור – 1, לבן – 0)

22. ייצוג מידע- תמונות כל ריבוע נקרא pixel – picture element רזולוציה – הפרדה: מספר הפיקסלים נשמור את המספר המתקבל (כל שורה מספר, תמונה = רצף מספרים) bit-map אם נחלק למספיק ריבועים, שחזור התמונה יהיה קרוב למקור.

23. ייצוג מידע- תמונות 0110 1110 1001 0000 0000 = 6E90016 = 6 14 9 0 010

24. ייצוג מידע- תמונות קודדו את התמונה במספרים עשרוניים. מספר לכל שורה.

25. ייצוג מידע- תמונות 128 64 32 16 8 4 2 1 128 64 32 16 8 4 2 1 מצאו את התמונה 2, 0, 235, 170, 168, 170, 235, 190, 0, 0, 8, 4, 237, 119, 165, 17, 233, 119

26. ייצוג מידע- תמונות מצאו את התמונה 2, 0, 235, 170, 168, 170, 235, 190, 0, 0, 8, 4, 237, 119, 165, 17, 233, 119

27. ייצוג מידע- תמונות סריקה סטנדרטית מחלקת את התמונה ל- 200 או 300 חלקים לאינץ'. (1 אינץ' 2.5 ס"מ ) dpi – Dot Per Inch ב- 200 dpi כל משבצת בערך עשירית מילימטר 2 עד כה ייצגנו תמונות בשחור לבן בלבד. איך מייצגים גווני אפור (Grayscale) ? אותו הרעיון, אך כל ריבוע מיוצג ע"י מספר בין 0 ל- 255 (בית אחד לכל ריבוע)

28. ייצוג מידע- תמונות גווני אפור grayscale Bits per pixel: 1 bit 2 bits 4 bits 8 bitsמס' ביטים בפיקסל: possible values: 2 p.v. 4 p.v. 16 p.v. 256 p.v. מס' הגוונים:

29. ייצוג מידע- תמונות צבע RGB כל פיקסל מיוצג על-ידי 3 ערכים, אחד לכל צבע. סה"כ 256256256 = 16.777,216 גוונים בפיקסל העין רואה כ- 10,000

30. ייצוג מידע- תמונות 24 bit  16,000,000 - colors

31. ייצוג מידע- תמונות 8 bit  256 - colors

32. ייצוג מידע- תמונות 4 bit  16 - colors

33. ייצוג מידע- תמונות צבע RGB הבעיה: מקום בזיכרון α MP  3 = 3α MB ?

34. ייצוג מידע- תמונות RGB רוחב 1024 פיקסלים

35. ייצוג מידע- תמונות RGB רוחב 512 פיקסלים

36. ייצוג מידע- תמונות RGB רוחב 256 פיקסלים

37. ייצוג מידע- תמונות RGB רוחב 128 פיקסלים

38. ייצוג מידע- תמונות

39. ייצוג מידע- תמונות צבע מספר פיקסלים: 1024  768 כל פיקסל מיוצג ע"י 3 בתים כדי לדעת גודל ב- MB נחלק ב- 10242 (1024  768  3 ) / 10242 = 2.25MB

40. ייצוג מידע- תמונות צבע מספר פיקסלים: 1024  768 כל פיקסל מיוצג ע"י 3 בתים כדי לדעת גודל ב- MB נחלק ב- 10242 (1024  768  3 ) / 10242 = 2.25MB אבל...

41. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע קבצי bit-map • 'כבדים', בזבזנים לצורך אחסון והעברה ברשת • נוחים כקלט לתוכנות עיבוד תמונה RLE – Run Length Encoding קידוד אורך הרצפים • מקודדים אורך רצפים לבן, שחור, לבן,... • מתחילים ומסיימים תמיד בלבן (אם צריך מוסיפים 0)

42. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע- שיטת RLE מתוך: מדעי המחשב ללא מחשב. משחקי פיקסלים

43. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע- שיטת RLE מתוך: מדעי המחשב ללא מחשב. משחקי פיקסלים

44. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע- שיטת RLE עיבוד תמונה מתוך: מדעי המחשב ללא מחשב. משחקי פיקסלים

45. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע- שיטת RLE מתוך: מדעי המחשב ללא מחשב. משחקי פיקסלים

46. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע- שיטת RLE מתוך: מדעי המחשב ללא מחשב. משחקי פיקסלים

47. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע- שיטת RLE מתוך: מדעי המחשב ללא מחשב. משחקי פיקסלים

48. ייצוג מידע- תמונות דחיסת מידע פורמט RLE אינו מאבד מידע (lossless) הפורמטים המקובלים: jpg, gif וכו' דוחסים את המידע ומאבדים חלק ממנו, אך כזה שהתמונה המשוחזרת נראית לעין אנושית 'מספיק' דומה למקורית

49. ייצוג מידע- קול קול – אותאנלוגישל לחץ אוויר קול – אות אנלוגי של לחץ אוויר קול – אות אנלוגי של לחץ אוויר קול – אות אנלוגי של לחץ אוויר לחץ - כוח ליחידת שטח אות לחץ אוויר - השינוי לאורך זמן בלחץ שמפעיל האוויר על עור התוף שבאוזן אות אנלוגי – הערכים שהאות מקבל לקוחים מתוך רצף ערכים

50. ייצוג מידע- קול קול – אותאנלוגי של לחץ אוויר