Úvod

Od informace k informatice

• Latinské informatio – vtištění formy, vtištění tvaru, utváření

• Sdělení umožňuje rozhodnout se pro jednu z možností řešení problému :D

• Dějinné mezníky pro šíření informaci

  • Knihtisk

  • Písmo

  • Fotografie

  • Internet

• Pojetí informace

  • Filosofické

  • Komunikační

  • Kybernetické

  • Matematické

    • Poznatek, který omezuje nebo odstraňuje nejistotu týkající se

• Dějinné mezníky pro šíření informace

1. Objev písma ve starověkém summeru v Mezopotámii

2. Vynález knihtisku: Guttenberg, 15 století

3. První fotografie 1826: Nicephor Niépce

4. Nástup počítačových technologií

• Pojetí informace

  • Filosofické

    • Filosofie: soustavné ,racionální a kritické zkoumání skutečnosti, světa a člověka, principů. Hledání smyslů, poznání poznávání. Filosofie není: každé přemýšlení, snužka nahodilých myšlenek, dle vznešenosti tématu,..

    • Metafyzika: věda zabývající se věcmi, které nejsou vidět, jsoucnem, jejich podstatou

  • Komunikační

    • Komunikace: proces, při kterém dochází k výměně informací díky společným znaků, / symbolům

    • Informace: obsah procesu lidské komunikace, odevzdání a přijímání oznámení, jejich přenos osobním kontaktem, zvukem, signálem a prostředky masové komunikace

    • Informace: každý znakový projev, který má smysl pro komunikátora i příjemce

  • Kybernetické

    • Kybernetika: věda, která se zabývá obecnými principy řízení a přenosu informací ve strojích

  • Matematické

John von Neumann (28.12. 1903 – 8. 2. 1957)

• Americký matematik maďarského původu. Zabýval se funkcionální analýzou, matematickou logikou, fyzikou a teorií topologických grup

• Věnoval se teorii pravděpodobnosti

• Ve 40. Letech navrhl novou koncepci výpočetního systému: Von Neumannova architektura počítače

  • Založena na představě, že program i data jsou posloupnosti bitů ( 1 B = 8 b), uložených v operační paměti

  • Řídící jednotka čte instrukce z paměti a zajišťuje jejich provedení

Nauky

• Sémiotika

  • Nauka o znakových systémech

  • Oblasti zájmu: jazykové znaky, piktogramy, dopravní značky,..

• Sémantika

  • Nauka o významu jednotlivých slov, morfémů a jiných znaků

  • Morfém = nejmenší vyditělná část slova, která je nositelem věcného nebo gramatického významu. Morfémem je předpona (prefix), vpona (infix), přípona, koncovka, kořen, apod

Informace

• Vlastnosti informace

  • Relevance (významnost, důležitost)

  • Správnost (pravdivá, spolehlivá)

  • Odborná autora

  • Objektivnost (nezaujatost)

  • Aktuálnost

  • Úplnost

  • Přiměřenost

• Know-how

• Podmínky použitelné informace

  • Komunikovatelná

  • Příjemci srozumitelná

  • Relevantní (využitelná, nová, úplná, ověřitelná)

• Informatika

  • Věda o informacích a jejich zpracování (věda o zpracováních informací na počítačích)

  • Zabývá se strukturou, správou, uchováváním, získáváním, šířením, a přenosem informací

  • Termín vznikl v 60. Letech minulého století ve Francii spojením information a automatique

Architektura a principy činnosti počítače

Počítač

• Všeobecná představa – tzv. Osobní počítač – PC.. a to buď v klasickém stolním (desktop), nebo přenosném provedení (notebook, tablet)

• Počítače zde byli i před PC

• Dnes je význam slova počítač mnohem širší

• Dnes je všude: automobily, letadla, stroje a průmyslové linky, mobilní telefony, televiye, pračky

• Vybavení

  • Hardware

    • Veškeré fyzické komponenty systému

    • Výpočetního systému (informačního systému)

    • Můžeme si na ně sáhnout

  • Software

    • Programové vybavení PC

    • Sada programů umístěných v počítači

    • Vzniká programováním

    • Operační systém (=řídící program počítače)

Termíny

• Počítač: elektronické zařízení schopné přijímat vstupní data, zpracovávat je podle předem zadaného programu a poskytovat výsledky ypracování: informace

• Data

  • Údaje, používané pro popis nějakého jevu nebo vlastnosti určitého (pozorovaného) objektu

• Program

  • Sled (posloupnost) operací (činností), který zabezpečuje realizaci dané úlohy (poskytuje výsledek)

Historický vývoj

• Z lat. Computare (=počítat)

• Historická zařízení (výpočetní pomůcky), která považujeme za předchůdce dnešních počítačů, byla založena nejprve na mechanickém principi (abakus, tabulky, pravítka, mechanické tabulátory a kalkulátorz

• Přímí předchůdci dnešních počítačů

• 1904

• abakus

  • výpočetní nástroj (počítadlo) – Řecko

  • používané dodnes - Rusko

• mechanické stroje

  • pro zjednodušení a urychlení výpočtů (především 16. – 19. Století)

  • již termín kalkulátory (stroje sloužící k počítání)

• Blaise Pascal (1623 – 1662)

  • Mechanická kalkulačka

  • Sčítala a odčítala až šestimístná čísla

  • Desítková soustava (dekadická)

  • Pokusy navrhnout takové zařízení např.: již Leonardu da Vinci

• Gottfried W. Leibniz

  • Zdokonalil Pascalův kalkulátor

  • Umožňoval násobení a dělení

• Charles Thomas de Colmar (1785 – 1870)

  • Navrhnul a sestrojil tzv. Arithmometr

  • První hromadně vyráběná a používaná ,,kalkulačka“

  • Postupně zdokonalováno

• programovatelné stroje

  • 19. Století – počátky programovatelných strojů

  • stroje pro určité typy problémů – tkalcovský stav

  • základní funkce je určena konstrukcí stroje (univerzální programovatelný stroj), externí (vnější) vstup dat

  • B. Bouchon, M. Flacon, Jaques de Vaucanson – čtení vstupu (definice vzoru látky)

  • Josep-Marie Jacquard

    • Programovatelný tkalcovský stav s použitím karet (děrných štítků)

    • Milník v programovatelnosti strojů – pásky, karty, beze změny konstrukce vlastního stroje

• Charles Babbage (1791 – 1871)

  • Programování mechanického kalkulátoru děrnými štítky

  • Navrhl první univerzální počítač – dokáže měnit svoji činnost bez fyzické změny

  • Difference Engine

    • Paměť, řídící jednotka, vstup/výstup

  • Analytical Engien

    • Řízen programem na děrných štítcích, podmíněný skok, dekadická soustava

    • Koncepce obecně použitelného počítače pracujícího namechanické bázi , který předurčil základní rysy moderních výpočetních systémů

• Herman Hollerith

  • Navázal na Charlese Babbage

  • 1890 použil děrné štítky jako nosič dat pro sčítání lidu v USA

  • výsledky získané za 6 týdnů

• děrné štítky se udržely dalších 100 let

• specializované stroje pro analýzu a další zpracování dat na děrných štítcích

• ve výpočetních střediscíchse děrné štítky využívalu

• předchůdci dnešních počítačů

  • již nejde o mechanické stroje

  • pro činnost se začal používat elektrický proud

  • hlavní stavební součásti

    • nejprve používána elektromagnetická relé

    • dále nastoupily elektronky

      • nahrazeny tranzistory

  • zásadní rozvoj mezi válkami a dále během 2. Sv. V.

• Von Neumannova architektura

  • Americký matematik maďarského původu

  • Autor koncepce moderního počítače /programovatelného/

  • Počítač se skládá z pěti funkčních jednotek

    • Paměť: jsou zde uložena data i instrukce (program)

    • Aritmeticko-logická jednotka (ALU) – provádí A a L operace s binárními daty

    • Řadič: interpretuje instrukce v paměti a vykonává je

    • Vstupní jednotka

    • Výstupní jednotka – řazeny řadičem

  • Architektura

1. Struktura počítače je nezávislá na řešené úloze. Počítač je řízen programem uloženým v paměti

2. Instrukce i operandy (data) jsou uloženy v téže paměti a jsou nerozlišitelné

3. Paměť je tvořena buňkoami stejné velikosti

4. Adresa místa v paměti je dána pořadovým číslem tohoto místa, bez ohledu na obsah

5. Program je tvořen posloupností elementárních příkazů, které určují změnu stavu stroje (=program dělá jen to, co do něj zadám)

6. Instrukce se provádějí jednotlivě v takovém pořadí, v jaké jsou uloženy v paměti

7. Změna pořadí provádění instrukcí programu je provedena instrukcemi skoku (podmíněného nebo nepodmíněného)

8. Pro prezentaci instrukcí i čísel se používají dvojkové signály a dvojková číselná soustava

• Současné výpočetní systémy se od původního rozlišují

  • Mohou obsahovat více procesorů (jader)

  • Není zpracováván jeden program, ale i více programů (multitasking)

  • Využívaná kombinovaná I/O zařízení

  • Program nemusí být v paměti nahrán celý (v případě potřeby je nahrána jen jeho potřebná část)

Klasifikace počítačů

• Prostředky osobní informatiky

  • Využíváno jednotlivými koncovými uživateli

  • Kategorie výpočetní techniky nasazovaná především do kanceláří

  • Přesnosné X nepřenosné

  • Celá řada podkategorií techniky: pracovní stanice, notebooky -> moninotebook, ultramobile, netbook, tablet <- smartphone, PDA

  • Osobní počítač PC (=personal computer) – koncepce od IBM

    • Obecně stejné komponenty jako v noteboocích (přizpůsobeno menším rozměrům)

    • Větší integrace komponent

  • Další koncepce

    • IBM PS2 (Personal System2)

      • Operační systém OS/2, souborový systém HPFS

      • Koncepce zastavena, jelikož byla zaplavena vševyráběnými windows nelegálně

    • Apple (Macintosh, iMac, iPhone, iPad

      • Originální HW řešení

      • Mac OS, iOS

  • PC dnes

    • Integrace komponent především u levnějších modelů (videokarta, zvuková karta, modem)

    • Značková PC originalita

    • Různé modelové řady === prostě si to nemůžu skládat, ale je to integrované

  • Dynamický posun kategorií

    • Desktop -> notebook -> netbook <-> ultrabook <-> tablet <-> smartphone

  • Post-PC éra

    • Marketing, buzzword, budoucí realita?

    • Apple, VMware,..

    • Opouštění platformy klasických osobních počítačů (doména systému Windows, není mobilita,..)

    • Nahrazováno jinýmy HW a SW platformami (primárně bez Windows X s Windows?)

    • Novinky

      • Virtualizace, cloud computing

      • Mobilita, rychlé datové přenosy

      • Problém licencí (patentová válka)

      • HW vyrábí každý.. ynovu i Microsoft?

      • Big data

  • Moodle: intel graf

• Služební počítače

• Jsou využívány zprostředkovaně (nepřímo)

1. Superpočítače (supercomputers)

2. Sálové počítače (mainframes, střediskové počítače)

3. Střední počítače (midrange computers)

• Početní soustavy

  • Dekadická

  • Binární

  • hexadecimální