3 Informační a komunikační technologie

= ICT

- základní hlediska: 1) funkcionalita

2)návaznost na další produkty, kompatibilita, vývoj

3) výrobce, spolehlivost

4) cena

- 3 hlavní oblasti: 1) technická platforma, technické prostředky, hardware

2) programové vybavení, software

3)komunikační prostředky

ad1 technická platforma, technické prostředky, hardware

Technické prostředky zahrnují počítače všech kategorií, periférní jednotky, počítačové komponenty se prolínají s prostředky komunikačními (notebook má věstavěnou kameru a modem) → integrace jednotlivých počítačových komponent

Vývoj počítače

- moderní etapa začíná 2. sv.v., kdy bylo třeba analogových počítačů, rychlejších digitálních výpočtů pro vývoj raket, atomových bomb, prolamování nepřátelských šifer

- základem struktury počítačů je 60 let staré schéma popsáno Johnem von Neumanem

- počítač se skládá ze : vstupní obvody, operační paměť, řídící jednotky (=řediče), aritmeticko – logické jednotky, vstupní obvody, k těmto součástem je dále řazena vnější paměť jako rozšíření operační paměti a pro připojení na síť komunikační obvody.

- řídící obvody - přijímají jednotlivé instrukce, dekódují je a vysílají elektrické signály do obvodů, které se provedení instrukce bezprostředně účastní

- jedná se o instrukční soubor při výrobě = chipset

-ALJ = aritmeticko logická jednotka realizuje matematické operace a logická vyhodnocování nad daty, která vybírá z operační paměti

-Paměť – uchování vstupních dat, ale také mezivýsledků a výsledků pro prezentaci na výstupních zařízeních prostřednictvím výstupních obvodů

Mikroprocesory

- 1971 uvedení mikroprocesorů, firma INTEL , vývojáři integrovali 12 samostatných obvodů -pro kalkulačku do jednoho integrovaného obvodu = mikroprocesor

-první čtyřbitový procesor INTEL 4004 vznikl integrací polovodičových komponent tzn.: řídící jednotky, aritmeticko – logické jednotky, registrů (jako části paměti) do jednoho čipu

- kritéria mikroprocesorů :

• Rychlost jádra (počet operací za sekundu – MIPS, dnes 4000 MIPS)

• Frekvence pracovního taktu datové sběrnice (dnes MHz, GHz)

• Počet jader ( maximálně 6)

• Rozsah a repertoár chipsetu

• Velikost vyrovnávací paměti (chace) pro pro rychlejší přenos dat mezi pamětí a ALJ

• Šířka sběrnice mezi mikroprocesorem a dalšími jednotkami (obvykle 64 bitů tzn. 64 bitů se přesouvá paralelně

- u komerčních procesorů 2 základní koncepce podle repertoáru vnitřních instrukcí

• RISC- jen základní a rychle realizovatelné instrukce

• CISC - s úplnou instrukční sadou

• V menší míře : VLIW a MISC

- vývoj mikroprocesorů pro osobní počítače směřuje k modelům, které na jedenom čipu integrují více jader ( procesorů), což způsobí vyšší výkon mikroprocesoru

- dominující výrobci : Intel, AMD, Motorola, Cyrix, IBM, HP, Atmel, Texas Instruments, Philips

- nejvýkonnější mikroprocesor od IBM z193

Klasifikace počítačů

- podle nasazení počítačů

• Osobní počítače pro koncové uživatele

• Nepřenosné (desktop, workstation)

• Přenosné (notebook, netbook…)

• Mobilní ( smart, PAD, iPad)

• Služební počítače (servery, zprostředkující počítače

- liší se výkonem

• Střední třídy (Midrange) pro malé a střední organizace jako servery

• Střediskové počírače (Mainframes) pro velké organizace (banky, výrobní závody

• Superpočítače (Supercomputers) specializované na jednu oblast (řízení výroby roboty, meteorologie

ad2) programové vybavení, software

Algoritmus = přesný a jednoznačný postup, kterým řešíme konkrétní úlohu

- základní vlastnosti

• Elementárnost – jednotlivé kroky jsou jednoduché

• Determinovanost – vstup údajů a podmínek pro zpracování v konkrétním kroku je dán jednoznačným a přesným výsledkem kroku předchozího

• Konečnost – algoritmus má konečný počet kroků

• Rezultativnost – algoritmus má minimálně 1 výstup

• Hromadnost – algoritmus řeší třídu obdobných programů

Počítačový program = zápis konkrétního algoritmu ve formě programovacího jazyka

Programové vybavení = souhrnný pojem pro všechny typy počítačových programů a prostředků pro jejich vytváření a řízení

- práce s programem má 3 návazné a spolu související fce:

• Organizace datové základny: soubory, databáze

• Zpracování aplikačním software: zpracovává příkazy, které odpovídají konkrétní aplikaci

• Prezentační : vstupy dat a příkazů do informačního systému a zobrazení výsledků aplikace

- mezi jednotlivými funkčními bloky jsou rozhaní = interface , které zajišťují fci návaznosti a přenosu jednotlivých požadavků a výsledků

- uživatelské rozhraní UI zajišťuje dialog mezi koncovým uživatelem a informačním systémem

- původní rozhraní bylo příkazové

- grafické uživatelské rozhraní GUI s nástupem nových operačních systémů

- aplikační programové rozhraní API zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými komponentami programů a datových souborů

Rozdělení software:

• Základní software nezbytný pro práci počítače (hlavně operační systémy, služební programy pro servery, podpůrné programy, programy pro spolupráci heterogenních počítačů, software pro řízení komunikačních sítí)

Operační systémy zajišťují všechny základní funkce počítačů: práci se zdroji, řízení aplikačních programů, řešení havarijních situací při zpracování dat, paralelní zpracování více programů, spolupráce na komunikaci počítačů v rámci sítí

- MS 7, Mac OSX, Linux, Windows 2003 server, Red Hat Linux, Novel Netware

• Aplikační software, největší skupina programů (účetní programy, skladové hospodářství…

Aplikační software ASW = široká škála programů pro zpracování informací ve všech odvětvích lidské činnosti, v aktivní interakci s koncovým uživatelem

- 2 základní řady: podle odvětví, podle velikosti podniku

• Souhrnná skupina prostředků pro vývoj programů (programovací jazyky, vývojářská prostředí

Programovací jazyky:

=umělý prostředek pro zápis algoritmu do formy srozumitelné konkrétnímu počítači

-základní charakteristiky:

• Abeceda, soubor povolených znaků a výrazů

• Syntaxe, pro zápis výrazů, příkazů a instrukcí

• Sémantika, význam přiřazený ke konkrétním výrazům, příkazům a instrukcím

- podle míry symbolizace příkazů, míry abstrakce:

• Vyšší programovací jazyky

- procedulární (strukturované např. COBOL a objektově orientované např. Java, Smalltalk)

-deklarativní, neprocedurální (funkcionální např.Lisp a logické např. Prolog)

• Nižší programovací jazyky

• Speciální, mohutnější programovací nástroje pro komplexní úlohy

Historická hierarchie programovacích jazyků

• Strojový kód: na míru vytvořený pro konkrétní (mikro)procesor a jeho operační systém

• Assembler: blízký strojovému kódu se symbolickými názvy příkazů a proměnných

• Procedulární jazyky: se symbolickým zápisem příkazů a proměnných, postup je popsán procedurami, např. Fortran,COBOL, Visual Basic

• Funkcionální programovací jazyky: algoritmus se vyjadřuje funkcemi, které pracují s danými parametry, např. Lisp

• Logické jazyky: jazyky pro segment umělé inteligence, programy jsou zapsány definovanými pravidly s omezeními, např.Prolog

• Značkovací jazyky: zdrojový text je instrukcí pro zpracování i vlastním textem, který se má objevit na výstupu, např. XML, HTML, PostScript

• Objektově orientované jazyky: využívají tzv. objektového přístupu, kde objekt obsahuje data i činnosti, např. Java, C++, Visual Basic

• Speciální jazyky: pro řešení přesně vymezených úloh, bývá součástí konkrétní aplikace, např. SQL, SAS, XSLT