vyznam_informaci

INFORMACE A JEJICH VÝZNAM



Informatika - vědní obor, který se zabývá strukturou, zpracováním a využitím informací

 počítačová simulace - získávání dostatečně přesných informací a chování zkoumaných (simulovaných)

předmětŧ v určitých podmínkách. Bez této možnosti by bylo nutné zkoumat chování přímo na předmětu, což je

někdy nemožné nebo dosti náročné)

 umělá inteligence - modeluje intelektuální činnosti člověka - rozeznávání tvarŧ a předmětŧ, vytváření analogií

mezi logickými úsudky; teorie her, matematická hypotézy a dŧkazy

 počítačová grafika - v oboru informatiky je to hlavně teorie k vytváření matematických křivek  tvary

písmen

 softwarové inženýrství - dnes nejrozšířenější odvětví informatiky - hlavně tvoření programŧ a vše co k tomu

patří (ovládací prostředí atd.)

Mezi další obory informatiky patří např. teorie kódŧ, logiky, automatŧ, počítačové sítě, knihovní technika,

databáze a mnoho dalších.



Uchování informací

Nejzákladnější jednotkou je BIT.

Skutečnost je poté zaznamenávána ve formě znakŧ, které tvoří DATA. Informace se uchovávají v kódech 

kódování - převod znakŧ nebo rŧzných úkonŧ na rŧzné symboly (každému úkonu, znaku se přiřadí jeden symbol

- úkon, znak  symbol) a zároveň je to i předpis, jak k sobě přiložit jednotlivé prvky dané skupiny (zpětné

dekódování - symbol  úkon). Jednou z částí je i šifrování (viz morseovka -každému písmenu je přiřazen

symbol)

Základní soustavou pro zpracování dat je soustava binární. Dále se používá i soustava osmičková a šestnáctková

(dáno hardwarem - 16-ti bitové procesory)

 zobrazování čísel a znaků - každá soustava se zobrazuje jinak (č. 123 má jinou hodnotu v 16-kové soustavě

než v 10-kové soustavě)



POČÍTAČE, JEJICH PRINCIPY A VYUŽITÍ



Historie počítačů

Vše začalo pomůckami k počítání

Prsty (od tohoto také používáme desítkovou soustavu), abakus (kamenné sloupky s kamínky - podobné počitadlu

- jednoduché aritmetické úkony), starověké taxametry; později logaritmická pravítka a tabulky.



Poté přišli první mechanické stroje

- W. Shickard (poč. 17.st.)  stroj s dekadickými kolečky - operace +, -, x, /

- Pascal (1642)  Pascalŧv aritmetický stroj - Pascalína - využity poznatky W. Shickarda; pouze sčítání

- Leibnitz (1673)  stroj umožňující počítat se všemi operacemi - na tu dobu ho nebylo možno sestavit

- J. M. Jacquard (poč. 19.st.)  tkalcovský stroj, jehož vzorování byl zadáván děrným štítkem

- Ch. Babbage (1835)  analytický stroj - paměť, řídící jednotka, aritmetická jednotka; využití poznatkŧ o

děrných štítcích; zavedení prvkŧ větvení = rozhodnutí na základě předešlého výsledku. Spolupracovnicí byla

tvŧrci Ada Augusta z Lovelace.

- H. Hollerith (1880)  přístroj na sčítání lidu, který používal děrné štítky. Později se tento muž stal

zakladatelem firmy IBM



Poté se již objevují první počítače - počítače nulté generace

Počítače před II. světovou válkou; založeny především na vojenské bázi; reléové počítače - základem relé

- K. Zuse (1941) počítač Z1, Z2, Z3

- H. H. Aiken (1943)  počítač ASSC MARK 1

- později i u nás  SAPO (samočinný počítač)



S nástupem elektronek nastupuje první generace počítačů

1945-60; základem je elektronka; velice rozměrné, příkon řádově 100 kW, obsluha 20-50 lidí, programování

výhradně ve strojovém kódu, 10 tis. operací /s

- Pensylvánská univerzita (1946)  ENIAC - do roku 55 byl využívám v armádě

- Poté přichází John von Neumann s Von Neumannovou koncepcí počítače (umístění programu do stejné paměti

jako data)  počítač EDVAC

- první sériový elektronický počítač (1956) - UNIVAC

- u nás to byli počítač EPOS (1963) a v Rusku počítač URAL



počítače druhé generace

1960-70; základem je tranzistor a polovodičové diody; menší, vznik programovacích jazykŧ (Fortran, Algon,

Cobol) a objevují se zde již první operační systémy, příkon 2 kW, obsluha 10-20 lidí, 500 tis. operací /s; objevují

se zde již první vnější paměti - feritové, pásové, bubnové

- National - Eliot 803

- IBM - 1401

- MINSK

- u nás EPOS 2 a později ZPA 601 a 2



počítače třetí generace

1970-80; základem je integrovaný obvod = více rŧzných zařízení na jedné desce  CHIP (pouzdro obsahující

jeden nebo více integrovaných obvody - defakto samotný počítač - schopnost řídit - obsažen v pračkách,

kalkulačkách atd.); příkon řádově 0,5 kW, obsluha 2-5 lidí; používání magnetopáskových nebo diskových

pamětí, 5 mil. operací /s

- IBM Systém 360

- Siemens 4004

- v rámci RVHP to byl počítač JSMEP

- u nás pak Tesla 200 a 300

- vznik Asembleru a zároveň velký rozmach počítačŧ Apple a Commodore



počítače tři a půlté generace

1980-90; žádný revoluční přínos, objevení terminálŧ  obrazovka, klávesnice; 10 mil. operací /s

- IBM XT, AT

- Sinclair ZX 81, Spectrum

- Commodore 64, Amiga

- ATARI



počítače čtvrté generace

1990-dnešek; miniaturní prvky, 100 mil. operaci /s, prosazování optického záznamu, hlavní slovo mají osobní

počítače



počítače páté generace

Blízká budoucnost; měli by být schopni zpracovávat informace a ne pouze data (lidský hlas atd.)



Rozdělení počítačů

standardní počítače (velké, střední, univerzitní)

- potřeba velkých klimatizovaných místností a početnou obsluhu

mini počítače

- miniaturizace prvkŧ ze standardních počítačŧ; stále potřeba skříně a ovládacím panelem

kancelářské počítače

- určeny do administrativních a konstruktivních pracovišť, do laboratoří

mikropočítače

- srdcem je mikroprocesor, malé, stolní

 Osobní - největší rozmach

 Domácí - menší schopnost využití - hraní (Commodore 64)

Dnes mají největší rozmach osobní počítače  využití i ve třídě kancelářských ale i domácích počítačŧ.

Základní struktura počítače

Von Neumannova koncepce

John von Neumann navrhl uchovávat program takovým zpŧsobem, aby byl celý program trvale k dispozici (aby

se nemusel postupně načítat) a aby bylo možné se v něm libovolně pohybovat. Navrhl tedy uchování celého

programu v paměti počítače společně s daty. Von Neumannŧv náhled byl totiž takový, že program i data jsou ve

své podstatě jedno a totéž (a to posloupnost bitŧ). Další zásadní myšlenkou celé této koncepce je čistě sekvenční

fungování počítače (jednotlivé instrukce se provádí tak, jak jsou umístěny za sebou).



VSTUP OPERAČNÍ VÝSTUP

PAMĚŤ









ALU







ŘADIČ

CPU



- data

- řídící impulsy

ALU - aritmeticko-logická jednotka (zajišťuje aritmeticko-logické operace)

CPU - centrální procesorová jednotka = procesor

ŘADIČ - prakticky vše řídí (ukládání dat, operace s daty apod.)



Sběrnicová struktura

- systém v dnešních počítačích





ZDROJ

HODINOVÝCH

ALU ŘADIČ IMPULSŦ ROM RAM





REGISTR PAMĚTI

Y









ADRESOVÁ sb.





DATOVÁ sb.





ŘÍDÍCÍ sb.







PŘÍDAVNÁ

ZAŘÍZENÍ









ADRESOVÁ sběrnice - jednosměrná; zde se přenášejí data, která nesou informace o adrese místa v paměti

DATOVÁ sběrnice - obousměrná; zde se přenášejí data, která komunikují se vším na vzájem

ŘÍDÍCÍ sběrnice - obousměrná; zde se přenášejí příkazy řadiče

REGISTRY - defakto paměť, kde jsou instrukce programu a jeho data (od tud to putuje do paměti)

Subsystém periferních obvodů na základní desce

Mikroprocesor, operační paměť a cache, řadič klávesnice, zdroj hodinových impulsŧ, reálné hodiny (reálný čas)

+ paměť pro CMOS, řadič přerušení IRQ, řadič přímého vstupu do paměti DMA, rozšíření sběrnice, konektory

(pro připojení napájení a pro ovládání předního displeje - reset, turbo, key-lock), baterie, konektor klávesnice,

sloty rozšiřující sběrnici, banky pro paměti.



Vlastnosti počítačů

- struktura počítače je nezávislá na typu řešené úlohy

- program i data jsou ve stejné paměti  program mŧže generovat jiný program jako jeho data

 rozdíl mezi programem a daty je dán pouze v interpretaci (podle toho co

považuji za program a co za data)

- paměť je rozdělena do sektorŧ stejných velikostí; jejich souřadnice (označení) se poté používají jako adresy

- program je tvořen posloupností elementárních příkazŧ a ty se provádí tak jak jdou za sebou

- pro reprezentaci čísel, operátorŧ, výsledkŧ, adres a dalších znakŧ se používá binární číselná soustava



Vstupní a výstupní zařízení

Vstupní a výstupní zařízení jsou k počítači připojeny přes porty.

port = elektrické zařízení (obvod), který tvoří mezičlánek mezi základní jednotkou počítače a libovolným

perifériem.

 paralérní - LTP1 a LTP2 (oba 25-ti pinové)

- přenos celých 8 bitŧ najednou; přenos rychlí a obsluha jednoduchá

 sériový - COM1 (9-ti pinový) a COM2 (25-ti pinový)

 M (male)-kolíky; FM (female)-dírky (kolíky, dírky - to čím je zakončen kabel)

- přenos bit po bitu; pomalejší

 game port - 15-ti pinový

- existence rŧzných redukcí

Vstupní:

Slouží ke komunikaci s počítačem

- klávesnice, myš, trackball, touchpad, scanner (zařízení, který je schopné číst grafické informace; dnes již

existují scannery umožňující číst text; scanner  ruční, stolní), joystick (analogický - mikrospínače; digitální),

mikrofon, MIDI klávesy, magnetické karty



Výstupní:

Přes výstupní zařízení počítač projevuje svou činnost

- monitor - dnes je používán již výhradně monitor barevný

- signál do monitoru jde z grafické karty (jakýsi mezičlánek) - zakončena video portem

- velikost paměti na grafické kartě ovlivňuje velikost rozlišení a součastně i počet barev

- monitor musí mít určité ergonomické vlastnosti:

- splnění norem (MPR II; TCO 92 - přísnější)

- frekvence zobrazování (snímkování) - obnovování bodŧ na obrazovce

- dnes je to okolo 70 Hz tj. 70 bodŧ /s = 70 obrazovek /s (bod se znovu obnoví až po zobrazení

celé obrazovky)

- dělení se ještě na I (prokládaný) nebo NI (neprokládaný)

 rozlišení = počet bodŧ na obrazovce - dvě čísla - počet bodŧ x-ové a počet bodŧ y-ové souřadnice

- čím větší rozlišení, tím větší kvalita obrazu (z optického hlediska více uhlazený obraz)

 velikost - určuje se pomocí úhlopříčky  14", 15", 17", 21"

- tiskárna - mechanické  jehličkové - soustava jehliček je mechanickým systémem vychylována a razí přes

páku body

- dnešní tiskárny mají 9 nebo 24 jehliček

- možnost tisknout text i grafiku

- levný tisk a nevyžaduje speciální papír  pomalá, hlučná, nízká kvalita

tisku

- 240 - 350 Dpi

 řádkové, kopretinové

- nemechanické  inkoustové - stříká drobné kapičky inkoustu (existují rŧzné principy stříkání)

- kvalitní tisk, malá hlučnost, rychlost  drahý tisk, nároky na kvalitu

papíru

- okolo 300 Dpi

 laserové - princip tisku - základem je válec ze selenu, který se nabije, čímž získá el.

náboj. Text nebo grafika se laserem osvítí na válec, čímž

osvícená místa ztratí náboj. Na místa s nábojem se poté

elektromagneticky přitáhne toner (velice jemný prášek).

Barvicí prášek se poté přenese na papír a na něm je poté

pŧsobením tepla zataven.

- nejkvalitnější tisk, minimální hlučnost, rychlost  drahý tisk, nároky na kvalitu papíru

- 300 - 600 - 1200 Dpi

 kvalita tisku - podle textu - Drft (nejnižší), NLQ (skoro dopisová kvalita), LQ (dopisová kvalita)

- podle rozlišení - udáváno v Dpi = počet bodŧ na palec



- další výstupní zařízení: reproduktory, plotter



Procesory

mikroprocesor - procesor, obsahující operační jednotku a řadič na jednom chipu; jádro počítače

historie:

- 1971 - první 4-bitový mikroprocesor 4004 od firmy Intel

- později první 8-bitový 8008

- poté další 8-bitový 8080 a první 8-bitové počítače - PET od Commodore (ten pracoval s OS CP/M)

- později i další mikroprocesory jako Motorola 68000 a počítače jako Sinclair ZX 81, Spectrum a Apple MOS

technology 6502 Apple 2

- 1978 - první 16-bitový mikroprocesor od Intel - XT - 8086 a 8087

- 1981 - IBM PC - poprvé použit OS MsDOS - kompatibilita s CP/M

- 1983 - firma Intel vyrobila další mikroprocesor XT - 8088

- 1984 - první AT mikroprocesor od firny Intel - 80286 s 51/4“ mechanikou (1,2kb); dále se objevuje již Amiga a

Atari

- 1985 - 32-bitový mikroprocesor 80386 SX (bez koprocesoru) pracující s frekvencí 19 MHz

- 1989 - 80386 DX (s koprocesorem) s frekvencí 33 MHz

- 1989 - 80486 s frekvencí 30 MHz - obsahuje vyrovnávací paměť a numerický koprocesor

- 1992 - Pentium 75 (nejdříve napájeny 5V  velké zahřívání, později 3,3V) - od Pentia 75 již možná fce tzv.

“dual Pentium“ - možnost využívat více procesorŧ (pouze u programŧ k tomu uzpŧsobených)

- 1997 - Pentium MMX (MMX - v procesoru zabudované informace ulehčující zpracování a operace s

multimediálními informacemi), Pentium Pro, Pentium II



Vnitřní paměti

 přístupová doba - doba uplynutá do vydání požadavku k jeho převzetí

 přenosová rychlost - množství přečtených informací za jednotku času

 kapacita - celkové množství informací, které mŧžeme do paměti uložit

 cena za jeden bit - rozhodující hlavně při nákupu



ROM (read only memory)

- paměť, kde jsou obsaženy trvale uložené instrukce - použití například pro uložení BIOSu (základní systém pro

vstup a výstup)

 PROM - nepřepisovatelná

 EPROM - obsah je přepisovatelný UV-zářením (na povrchu je kolečko)

 EEPROM - elektricky mazatelné

 CMOS - uložení konfigurace, běh času



RAM (random access memory)

- možnost náhodného (nesouvislého - okamžitě, na jakékoliv místo) přístupu do paměti

- dělení  DIP RAM - nasazení přímo na desce (286, 386)

 SIMM RAM - nasazení v bankách (po dvou) - 30 pin nebo 72 pin (rychlejší)

 DIMM RAM - nasazení z obou stran; delší - 72 pin

 DRAM (digital)

 EDORAM (extended) - rychlejší - mezitím, co nalezená data již čekají na převzetí, řadič již vyhledává a

připravuje další

 VRAM (video)

CACHE

- vyrovnávací paměť - urychluje čtení informací

- u počítače 486 je umístěna na sběrnici, u Pentia již v procesoru

 synchronní - načte adresu, přečte údaj a k tomu ještě další (tři) informace

 asynchronní - najde adresu a přečte údaj



Vnější paměti

Vznik z potřeby uchovávání dat i povypnutí počítače

a) přenosné paměťové média - médium je odděleno od čtecího zařízení

1) magnetický princip záznamu

 magnetofonová páska

- z plastu, na němž je nanesena vrstvička magnetické látky  zmagnetizuje se podle toho, jaké

informace se zaznamenají (1 a 0)

- největší využití našlo toto médium u domácích počítačŧ (bylo nejlevnější a nejpřístupnější)

- nevýhody: malá rychlost (velká přístupová doba a navíc je to paměť segmentová)

- dnes je toto médium nahrazeno streamery

 disketa

- tenká plastová podložka s magnetickým povrchem chráněná pouzdrem

- 5 1/4"  - již se nepoužívá

- 3 1/2"  - běžně používána

- oba typy se dělí podle hustoty zápisu  DD a HD



5 1/4" 3 1/2"

DD 360 KB 720 KB uvedené maximální kapacity jsou DOSovského formátu (formátování v

HD 1,2 KB 1,44 KB MsDOSu)



- dále se ještě oba typy dělí na SS (single side - jednostranná) a DS (double side - dvoustranná)

- nevýhody: malá kapacita, malá spolehlivost, pomalost

- dnes jsou tyto médi často nahrazovány Super Diskem (120 MB), ZIPem



2) optický princip záznamu

 CD-ROM

- oproti disketě má mnohem větší kapacitu (až 700 MB), delší trvanlivost, větší rychlost

- nevýhody: měně odolnější než disketa, nemožnost přepisovat, vyšší cena

- rychlost CD-čtecích zařízení je vždy určitým násobkem rychlosti čtecího zařízení zvukových CD (až

24x)

- dnes se používají také technologie CD-R - přepisovatelné CD - dají se na něj vypálit data (není

lisovaný)

3) optickomechanický princip zápisu

 MO disc (magnetic optical)

 EO disc (eraseble optical)

- kapacita 128 - 640 MB

- u obou typŧ se médium laserem zahřeje, čímž se změní magnetická polarizace a tím zároveň i optická

polarizace  zápis

- příliš drahé

b) vnitřní paměťová média - médium a čtecí zařízení nejsou odděleny

 pevný disk

- oproti disketě a CD-ROMu má větší kapacitu a je rychlejší

- magnetický princip záznamu; médiem jsou kotoučky z pevnějšího materiálu (možnost rychlejšího

otáčení) s magnetickou vrstvou na povrchu. Každému disku náleží vždy jedna čtecí (a zároveň i

zapisovací) hlava

- kotouče a hlavy jsou v jednom obalu (díky rychlému otáčení plavou hlavy mezi kotouči na

vzduchovém polštáři)

- dělí se podle velikosti na: 5 1/4" (již se nevyrábí), 3 1/2" (běžné PC) a 2 1/2" (notebooky)

- parametry HDD: kapacita - dnes již měřena v GB (!pozor! na KB = 1024 B; a Kb = 1000 B)

přístupová doba - doba přesunu hlaviček na místo čtení + doba usazení + skrytá doba

(doba než se načtou informace)

rychlost přesunu dat - množství dat poskytnutých za jednotku času

Struktura dat na vnější paměti



Zaznamenávání dat na disk

Fyzicky se jedná o proces, při kterém během záznamu protéká hlavou magnetizační proud, který disk

magnetizuje



Povrch disku je při formátování (příprava disku pro ukládání dat) rozdělen do sektorů, které mají přesně určené

místo . Do těchto sektorŧ se již ukládají konkrétní data. Data zde jsou umístěna v soustředných kruzích - stopách,

přičemž nultá stopa je na okraji. Kapacita každého sektoru je stejná - 512 b. Každý sektor má sto bitovou

“hlavičku“ - zde uloženy informace o tom, co se v daném sektoru nachází

U více vrstevných diskŧ se mŧžeme setkat s termínem cylindr - stejné stopy na jednotlivých discích teoreticky

vytváří po spojení válec



Partition table - vzniká při formátování; je to paměťová oblast obsahující údaje o rozdělení hlavních

záznamových oblastí do tzv. partition - logicky vyčleněná část záznamového zařízení, pracující jako samostatná

jednotka



Na daném místě disku se nachází tzv. FAT tabulka (file alolocation table) - obsahuje informace o uložených

souborech a jejich adresářové struktuře; popisuje konkrétní rozložení souboru na médium (kde a jak se data

nacházejí); normálně není uživateli přístupná, upravuje se (aktualizuje se) při ukládání dat

- dosti často napadána viry  po jejím zničení nejsou data přístupná - proto je na disku dvakrát

- muže být 16ti bitová nebo 32ti bitová (podle systému)

 nalezení dat na disku - 1. přečtení alokační tabulky (FAT tabulky); 2.přímý přesun na místo s daty



Datová struktura (MsDOSu)

Dosti ovlivněno typem operačního systému

U operačního systému MsDOS je základní datovou strukturou soubor (file)

 identifikace souboru:

- každý soubor má své jméno (file name), která mŧže mít až osm znakŧ, a z přípony (extension), která mŧže

mít nejvýše tři znaky a mŧže nám poté rozlišovat rŧzné typy souborŧ (. TXT - textový, . DBF - databázový);

MsDOS používá standardní přípony pro označení svých typických souborŧ 

 . COM - soubor v binárním tvaru; uložené informace, přeložené a přímo vykonavatelné; přesná (statická)

adresace

. EXE - soubor v binárním tvaru; soubor volatelný jménem; adresace relativní (není tak přesná - odkazy)

. BAT - dávkové soubory příkazŧ

. SYS - systémové soubory

Název souboru a přípona jsou odděleny tečkou

Soubory jsou na disku z dŧvodu strukturalizace uspořádány do adresářů (directory)  adresáře tvoří na disku

hierarchickou “stromovou“ strukturu (mimo souborŧ mohou obsahovat i jiné adresáře - subdirectory)

Každý disk má tzv. hlavní adresář (kořenový adresář - root directory) - vytvořen počítačem při formátování

Pro popsání adresy adresáře nebo souboru (adresa = určité virtuální místo na disku, kde se adresář nebo soubor

nachází) se používá výraz “cesta“ (path) - posloupnost jmen adresářŧ předchozích oddělených zpětným lomítkem



Maska a zástupné znaky

Maska - neúplné vyjádření názvu souboru  zástupné znaky: * - libovolný počet libovolných znakŧ (i

žádný);

? - právě jeden znak



Jednotky množství dat

Elementární jednotkou je bit [ b ] - mŧže nabývat pouze dvou hodnot - 1 / 0 (ano / ne)

Posloupnost osmi bitŧ s daným pořadím pak tvoří jeden byte [ B ] - 256 možností osazení “políček“ posloupnosti

 256 znakŧ (v DOSu - ASCI tabulka) - každému znaku je přiřazena jedna kombinace

1024 B = 1 KB, 1024 KB = 1 MB (1024 2 B), 1024 MB = 1 GB (1024 3 B)

Maska a zástupné znaky - neúplné vyjádření názvu souboru - zástupné znaky * - libovolný počet libovolných

znakŧ (i žádný); ? - právě jeden znak



Komprimace dat

Komprimace - určitý zpŧsob zakódování dat, při kterém ušetříme místo na disku

data komprimace data

soubor 1 soubor 2 V1 > V2

velikost V1 (zakódování) velikost V2



Poměr velikosti V1 (souboru 1) a velikosti V2 (souboru 2) se nazývá poměr komprimace (záleží na algoritmu

komprimace a na souboru, který komprimujeme

Aby bylo možné soubor s1 komprimovat, je nutné, aby obsahoval tzv. redundantní (opakované) data - opakující

znaky se nahradí pouze jedním znakem.

Pokud chceme data dekomprimovat (dekódovat), je nutné, abychom znali algoritmus, kterým je zakódována 

většinou programy, které komprimují obsahují zároveň kodér i dekodér. Některé programy umožňují vytvořit

samorozpakovatelné soubory (nepotřebují jiný program k dekomprimaci)



Základní operace komprimačních programů

- komprimace (pakování), dekomprimace (rozpakování)

 archiv - z více souborŧ vytvoření jednoho souboru

- rozbalování archivu (extrack), přidání do archivŧ (add), odebrání z archivu (del), prohlédnutí obsahu archivu

(view), kontrola integrity, rozdělení jednoho velkého archivu na více souborŧ (volume), používání hesel,

možnost ovlivnit míru komprese, rozbalení archivu do adresáře



Výhody komprimace

Komprimací se zmenší velikost dat a tím i objem dat na záznamovém médiu; možnost zadání hesla  určitá

ochrana dat; větší rychlost přenosu (po síti nebo přenosu na jiné médium)



Počítačové sítě

Počítačová síť jsou dva či více počítačŧ vzájemně propojených za účelem výměny a sdílení dat či sdílení

periférií. Rozsah sítě z pohledu velikosti mŧže sahat od jedné místnosti až po celosvětové sítě

Hlavní výhody vzájemného propojování počítačŧ do sítí:

1. Možnost výměny dat mezi účastníky - hlavně možnost vyměňovat si data v reálném čase = sdílení

2. Možnost napojení k dalšímu zařízení

3. Ve všech sítích je možno sdílet některé vyhrazené periférie jako tzv. síťové (tiskárna, CD-ROM mechanika,

zálohovací jednotky apod.)

4. Síť zvyšuje bezpečnost uložení dat - v síti je možno uchovávat cenná data duplicitně a data lze efektivně

centrálně archivovat



Složky počítačových sítí

počítače, propojení (kabely, modem ...), síťová nebo fax-modemová karta (rozhraní mezi počítačem a sítí),

software - síťový operační systém (Novell, Unix) + síťové aplikační programy (elektronická pošta, některé

databáze)



Typy sítí

podle rozsahu - lokální - LAN - kladem je relativně velká propustnost dat v síti, nízké pořizovací náklady a

možnost sdílet data v reálném čase

- rozlehlé - WAN - více účastníkŧ i celosvětově  omezená přenosová kapacita sítě a většinou

velmi vysoké pořizovací nároky

- mŧže být tvořená i propojením více malých lokálních sítí

Realizace počítačových sítí

Propojení - pevné - fyzický kabel, princip radiových vln, družice (zde je nevýhodou možnost zachycení 

nutnost kódování)

- nestálé - modemem



Topologie sítí

Základní dělení je trojí: sběrnicová, hvězdicová a kruhová

 Sběrnicová (Bus)

Jde o uspořádání, kdy jednotlivé uzly jsou napojeny na jednu sběrnici, která vede od jednoho prvku k

druhému.







  

   

- použití především u menších sítí

- snadné připojení dalších uživatelŧ  délka kabelu je omezená (na prodloužení potřebujeme zařízení

Repeater - signál s přibývající délkou slábne), často dochází k přehlcení sítě

- nejčastěji se realizuje standardem ETHERNET

Hvězdicová

Potřeba zařízení, které se jmenuje HUB - z každého počítače do něho jdou informace; nutnost serveru - v

konečném výsledku zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými stanicemi a zajišťuje používání síťového softwaru

a technické prostředky

- větší rychlost přenosu (každý počítač má možnost

okamžité přímé komunikace s HUBem  serverem)



 

H

 U

B 

 



server

 Kruhová (Token Ring)

Jednotlivé prvky sítě jsou uspořádány do kruhu; každý mŧže zastávat úlohu serveru (všechny počítače jsou

si rovny)







 

 

 



- nejkvalitnější systém - signál se nemŧže “srazit“  nejnáročnější

- z počítače vedeny dva kabely - kabel který doručují informace a kabel který přináší informace



Uživatelé sítě

Uživatelé musí dodržovat určité hierarchie - mají určitá práva - možnosti něco čít, někam zapisovat, něco rušit,

přidělovat páva apod.

- možnost sdružování do skupin - každý má své jméno  konkrétní jméno (uživatel), jména pro více uživatelŧ

z určité skupiny nebo tzv. anonymní uživatel (nejméně práv - student atd.). Vždy je zde jeden uživatel, který má

neomezená práva (super visor); mohou zde být adminis uživatelé - uživatelé s podobnými právy jako super

visor za účelem zpravování sítí

Barvy a CMS (color management system)

Typy zobrazení barev:

1.) RGB - jedná se o tři základní barvy - Red (červená), Green (zelená), Blue (modrá); mícháním těchto tří barev

mŧžeme věrně simulovat škálu ostatních barev; pokud tyto barvy dáme rovnoměrně dohromady

dostaneme barvu bílou; jedná se o systém aditivní (sčítací)

- použití na monitorech a na scannerech (jednoduše řečeno: černá obrazovka a na ní něco rozsvěcíme)

- graficky znázorněno:

barva [R,G,B]

B černá [0,0,0]

bílá [1,1,1]

modrá [0,0,1]

G cyan (tyrkysová) [0,1,1]

zelená [0,1,0]

žlutá [1,1,0]

R fialová [1,0,1]

červená [1,0,0]



2.) CMYK - opět zde jsou tři barvy - Cyan (azurová), Magentan (purpurová), Yellow (žlutá); barvy se zobrazují

tzv. polotónovou sítí (body se vzájemně překrývají resp. další bod se tiskne o kousek posunutý );

pokud tyto barvy dáme rovnoměrně dohromady dostaneme barvu černou; jedná se o systém

subtraktivní (odečítací); technicky nedokonalé (po smíchání nedostaneme dokonale černou barvu) -

musí zde být přidána zvlášť černá barva (proto K v názvu)

- použití na tisk (jednoduše řečeno: bílá plocha a na ní něco nanášíme)

- graficky znázorněno:

barva [C,M,Y]

Y černá [1,1,1]

bílá [0,0,0]

modrá [1,1,0]

M cyan (tyrkysová) [1,0,0]

zelená [1,0,1]

žlutá [0,0,1]

C fialová [0,1,0]

červená [0,1,1]



Oba tyto typy zobrazení jsou závislé na výstupním zařízení, kde se zobrazují (každý monitor nebo tiskárna má

jiné parametry)



V roce 1931 vznikla speciální komise s názvem CIE - ta vyprodukovala systém CIELaP nebo také jinak HLS -

- Hue (barevný tón) Lightness (světlost) Saturation(sytost); tento systém hlídá převádění barev mezi zařízeními

(abychom přesně to co vidíme na monitoru viděli i na ostatních výstupních zařízeních)



Počítačové viry

- program, který parazituje ne jiných programech

- nemŧže se objevit v počítači jiným zpŧsobem než disketou nebo sítí

- obrazně podobné účinky jako viry biologické

- svoji činnost provádí bez vědomí nebo ovlivnění uživatele - výpisy na obrazovku, blokace diskŧ až ničení dat

nebo pozměnění dat

- schopen samotně se šířit - virus (program) zapisuje svŧj kód do jiných programŧ nebo do určitých míst na

paměťových médií; dnes již existuje další vir zapisující se do dokumentŧ - makrovir



Hlediska

1.) Podle umístění na disku - a) rezidentní - v MsDOSu to znamená, že rezidentní program se po spuštění

nahraje do paměti. Po skončení činnosti neuvolní místo v paměti a

reaguje na určitá přerušení - zápis na disk, zkratková klávesy; dnes s

W95 již nejsou tak rozšířené

- viry jsou ve skryté formě; po aktivování napadnou místo (hlavně při

zápisu) a opět se skovají a “čekají“

b) nerezidentní - napadnou daná místa a skončí

2.) Podle cíle infekce: a) bootové - napadají boot sektor na disketě (sektor sloužící k zavedení OS z diskety),

nebo partition table a master boot na pevném disku; spuštění v momentě pokusu spustit

systém z napadené diskety (disketa s bootem se přečte i když se OS na pevném disku

nachází; novější BIOSy mají možnost nastavení pořadí čtení disku s OS )

b) souborové viry - napadají soubory se spustitelnými částmi - .exe, .com, .bat, .dll;

potřeba spuštění

c) clastrové viry - upraví FAT tabulku tak, že tam kde jsou informace o umístění dat

upraví místo tak, že na "venek" není poznat, že soubor zvětšil velikost (byl do něj

zapsán vir); v určité chvíli (datum, hodina) se projeví; pokud ho smažeme, data na

posunutém místě jsou znehodnoceni a navíc jsou šifrované

d) makroviry - první viry, které nenapadají pouze spustitelné soubory, ale ukládají se i do

dokumentŧ s určitou strukturou (ne ASCI texty) - texty z WORDu, tabulky z

EXCELu atd.; vznik s používání OS W95 a Internetem (zde putují právě hlavně

dokumenty)

3.) Z hlediska chování - a) stealth viry - "schovávají se" a kódují se - maskují svou činnost. aby nebyly odhaleni

b) polymorfní viry - schopni měnit svŧj kód (funkční část) - znesnadní své odhalení



Aktivace viru

- většina viru se aktivuje na principu zpoždění - nejdříve se rozšíří až poté se projeví



Trojské koně - podobné chování jako viry - programy, které fungují chvilku jako jiné programy ovšem po nějaké

době (např. když se dostatečně rozšíří) “zaútočí“; nemá za úkol nás rušit, ale dostane se do míst, které jsou

normálně nepřístupné



Zpŧsoby ochrany

1.) scanovací metoda (vyhledávací) - hledá se charakteristický kód (řetězec)  možnost pouze pro známé viry

- většina scanování probíhá podle databáze virŧ

2.) hlídače kontrolních součtŧ - na disku se o hlídaném místě vytvoří tzv. kontrolní záznam - ve chvíli, kdy se

něco změní nás to upozorní; výhodou je to, že nás upozorní i na neznámý vir, ale na druhou stranu je

potřeba zkušeného uživatele - mŧže totiž ohlásit i normální zdravé soubory (pokud program něco zapíše do

hlídaného souboru.)

3.) hlídače neobvyklých činností - hlídaní potencionálně nebezpečných činností - formátování disku, zápis do

systémových oblastí, pokus o spuštění rezidentním zpŧsobem (zŧstane v paměti - viz, výše)

- potřeba zkušenějšího uživatele (musí vědět, zda je nějaký zápis možný, či ne apod.)

4.) heuristická analýza - obecně fungující generická metoda, která není závislá na stavu o obsahu databáze ale

pracuje na principu analýzy instrukcí testovaného objektu (odhadne co asi mŧže udělat apod.)

- antivirové programy - AVAST, AVG (oba český), Mc AFEE (Scan), F-PROT







Software

Základní rozdělení softwaru:

- dost ovlivněno OS (nás se týká hlavně MsDOS)



A) Systémové a servisní programy

- programy, které zajišťují základní funkce počítače a komunikaci s uživatelem, jejich doplnění a ulehčení

- operační systémy, uživatelské nadstavby OS, servisní programy

 operační systémy - soubor programových prostředkŧ a nástrojŧ k ovládání a efektivního využívání hardwaru a

souborŧ informací - MsDOS, Windows 95, Unix, OS/2, Novell (síťový OS)

 uživatelské nadstavby - programy, umožňující provádět některé operace OS jednodušším, intuitivnějším

zpŧsobem; povely není třeba vypisovat, ale vybírají se pomocí vizuálně srozumitelných nabídek a uplatňují se

zde nové zpŧsoby ovládání - myš, trackball; novější OS mají již většinou takové prostředí obsažené

- diskové manažery - Norton, Volkov, M-602, Q-DOS, IT- manager; “okení“ - Windows, Cybex-shell

 servisní programy - zajišťují základní funkce počítače a komunikaci s uživatelem - kompresní a zálohovací

programy, ovladače (i rezidentní - čeština), antivirové programy, nástroje (pro práci s hardwarem) - Norton

Utilities, Scan disc, Defragmentování disku

B) Programovací jazyky

- programy umožňující převádět příkazy vyššího programovacího jazyka, srozumitelného člověku, na příkazy

srozumitelné počítači - do “strujáku“ (strojového kódu)

 kompilátory - zdroj nám převede na strojoví kód a poté s ním mŧžeme pracovat

- KOBOL (záleží na verzi), FORTRAN, PASCAL, C+, X-BASE, DELPHI

 interprety - jednotlivé převody provádí až po skončení práce s ním

- BASIC, JAVA, Visual BASIC

C) Aplikační programy

- programy, které využívají možností výše zmíněných programŧ  uživatelské a aplikované programy

 Uživatelská programy a nástroje (editory) - programy, které nám umožňují něco vytvářet (další soubory)

- textové editory, tabulkové procesory, databázové systémy, grafické editory a plánovací programy

- zvláštní podskupinou jsou integrované balíky programŧ (mají zástupce výše zmíněných programŧ)

 textové editory - programy určené k vytváření a editování textových souborŧ

dělení z pohledu toho, jaké vytvářejí soubory:

- klasické - soubory bez speciálních informací (odstavce, typy písem apod.- snadnost přenosu (kdykoliv a

kdekoliv ho lze přečíst a editovat) - EDIT, NOTE Pad (W3.1), Poznámkový blok (W95)

- dokumentační - slovní procesory - přímo určený pro tvoření dokumentŧ - cílem je text s vnitřním a

vnějším členěním - WORD, WRITE, MS Works, WORD Pad, AmiPro

dělení podle zpŧsobu práce

- řádkové - zastaralé; v dané chvíli zpracováváme pouze jeden řádek (nesnadná orientace)

- celoobrazovkové - možnost zpracovávat celý text

dělení podle zpŧsobu zobrazení

- znakové - nepracuje se v grafickém režimu (používají pouze se znaky textového režimu) - používání

speciálních symbolŧ (inverze = tučně apod.)

- vizavik - pracuje v grafickém režimu - možnost grafického zobrazení

textové editory speciálně zaměřené - DTP - “publikování na stole“ - VENTURA, QuarkXPress,

PAGEMAKER, CALAMUS, MS PUBLISHED

 tabulkové procesory - programy, které umožňují zpracovávat tabulky s převahou čísel a výpočtŧ; nahrazují

ruční přepočítatelné tabulky a výkazy, často nabízejí možnost analyzování rŧzných alternativ; možnost

vytváření grafŧ; plocha je většinou dělená do buněk - ta nese tři informace - obsah, vzhled , poznámka

(komentář)

- LOTUS 1-2-3, SuperCALC, EXCEL

 databázové systémy - programy, umožňující zpracování informací stejného druhu; nejvíce rozšířené

- systém řízení databáze (program, nebo souhrn programŧ);

 databáze = určití zpŧsob organizace informací

- reprezentovaná databázovým souborem a pomocnými programy

- organizace informací - hierarchicky - data seřazena podle hierarchického zpŧsobu (nadřazenost)

- síťový - data organizována volně; jsou propojována spojkami

- relační - data jsou organizovány do určitých tabulek s předem definovanou

strukturou - obsahují položky - popisuje jednu vlastnost objektu

(atomické položky - dále nedělitelné); u každé položka musí být určen

datový typ (určení typŧ dat, které bude položka obsahovat); záznam

(věta) - veškeré informace zaznamenány v dané tabulce o daném

objektu

- tento systém je asi nejrozšířenější

- relační databáze - soubor tabulek propojené relací (vazbou) - nedochází k redundanci dat (nadbytečnost)

- WinBASE 602, Fox Pro, Paradox, Access a velké databázové systémy INFORMIX a ORACLE

 grafické editory - programy pro vytváření grafických souborŧ

dělení podle zpŧsobu uložení grafických informací

- bitmapové - síť bodŧ; informace o každém bodě zvlášť - .PCX, .TIF, .GIF, .JPG, .BMP

- velká velikost souboru  některé formáty používají kompresy (.jpg, .gif, .tif)

- Pbrush, NeoPaint, AdubePhotoshop, CORELPhotopaint

- vektorové - obraz se skládá z elementárních (základních) objektŧ - úsečka, křivka, písmeno; náročnost na

tvorbu (náročnější na kreslení)  úspornější (velikost dat), plynulá změna velikosti

- Zebra, COREL Draw; každý program má svŧj zpŧsob ukládání - rŧzné koncovky souborŧ

- speciální oblast používání grafických programŧ - programy pro technické projektování - sestavování

výkresŧ nebo modelŧ - AutoCAD, DesignCAD, AutoDesk 3D Studio

- programy pro prezentační grafiku - prostředky pro přípravu prezentací - MS PowerPoint, Harward

Graphic

 plánovací programy - elektronická podoba diářŧ - Shedulle +, OutLock, Lotus Organizer, Project

 integrované balíky - zpočátku souvisely s marketingovou stránkou; dnes jednotlivé programy z balíku

mezi sebou navzájem komunikují a spolupracují (už nejenom více výrobkŧ za měně peněz)

- 602 pro kancelář, MS Office, MS Works



 Aplikované programy - programy, které řeší konkrétní úlohy (účetnictví, výukové programy, hry atd.)

- databázové, evidenční, informativní - nejrŧznější evidence (přímo program dělaný na míru), účetnictví,

jízdní řády, encyklopedie apod.

- výpočtové a simulační - simulují určitý jev za daných podmínek - nejrŧznější výpočet, letecká simulátory

atd.

- výukové programy - podle zpŧsobu - simulační (simulují určitý jev) - trenažéry

- výkladové - výklad

- interaktivní - uživatel mŧže komunikovat s výukovým programem

- dialogové - možnost ověřit si znalosti

- počítačové hry - textové, plošinovky (arkády), adventury, 3D akční, dungeon, simulátory, bojovky, logické,

strategie

- řídící programy - programy pro počítačovou podporu nejrŧznějších strojŧ a zařízení (výrobní linky,

tomograf)



Vývoj programového vybavení

Vývoj programového vybavení probíhá již od Von Neumannové koncepce počítače (data i program (kód

programu) jsou v jedné paměti). Nejstarší počítače se programovali v binárním kódu, což bylo velice náročné a

vyžadovalo to znalost systému, ve kterém se program programoval. V 50. letech se objevují první autokódy

(nebylo to přímo v binárním kódu). S příchodem Assembleru přišel systém, kdy se psaly pouze symbolické

adresy a jejich připojení se nechávalo počítači. V roce 1957 byl vymyšlen FortRun, který byl určen především

pro vědecko-technické výpočty. V roce 1960 to byl Cobol, který byl určen především pro hromadné zpracování

dat. V této době se zde objevuje nový obor a to systémové inženýrství, které se zabývalo realizací programŧ.

Další programovací jazyky byli Algol 68 a Symula 67. Byla zde snaha vytvořit co nejuniverzálnější programovací

jazyk. V roce 1964 se objevuje programovací jazyk Basic (velice oblíbený - u domácích počítačŧ dokonce

součástí „romky“). 1970 to byl systém Unix. Byla zde již možnost využít multitasking (spouštění více programŧ),

která ale, hlavně u pozdějšího DOSu, nenašla příliš velké uplatnění. V roce 1971 se objevuje programovací jazyk

Pascal, který odpovídal požadavkŧm strukturovaného programování. V 70. letech vzniká ještě jazyk C a

SmallTall (zde se projevuje systém objektového programování - program sestavený z rŧzných objektŧ, událostí).

V roce 1974 přichází operační systém CPM, na který navázal systém MsDOS, který přijde v roce 1981 společně s

prvním PC od IBM (operační systém MsDOS byla defakto zakázka od IBM pro jejich nové PC). Koncem 80. let

přicházejí integrované balíky.







Počítačová typografie

Typografie = obor zabývající se sázením textu, hlavně jeho grafickou stránkou. S příchodem počítačŧ máme k

dispozici rŧzné programy (DTP), ke kterým má přístup každý (dříve to bylo speciální řemeslo).

Několik zásad typografie

 zásada pro dobrou čitelnost textu

- není vhodné používat hodně druhŧ písem (nejvíce dva a aby spolu ladili a aby byli vzájemně kontrastní)

- požívání nepatkových (nadpis) a patkových (text) písem (patková písma jsou lépe čitelná v textu)

- s rozmyslem používat VERZÁLKY (velká písmena - obtížnější ke čtení)

- čitelnost lze ovlivnit i velikostí písma (čím kratší řádek, tím menší velikost písma mŧžeme použít)

- proklad písma (vzdálenost řádkŧ) také ovlivňuje čitelnost písma

- uvážlivě volit velikosti nadpisŧ (ne vždy mŧže být vhodné velké tučné písmo jako nadpis)

- zvýrazňování některých slov - doporučuje se zvýrazňovat kurzívou, případně tučným písmem; k

zvýrazňování se mŧže použít tzv. p r o s t r k á v á n í (zvýšený počet mezer)



 zásady vhodného členění textu

- zarovnávání do bloku (požívat pouze s rozmyslem - větší mezery mezi slovy nepřidávají k čitelnosti -

- doporučuje se spíše řadit podle levého okraje nebo dělit slova (pro dělení slov je nutné používat takové

pravidla, která jsou v souladu s pravidly českého jazyka (předložka nesmí být na konci řádku, rozdělení

čísla atd.)

- není vhodné dělit slova v nadpisech a v podnadpisech

- jednotlivé odstavce by měli být odděleny (tuto funkci většinou plní tzv. odstavcová zarážka - ta by měla být

velká tzv. “odsazení na čtverčí“ - stejný stupeň jako písmo)

- vhodné je oddělit odstavce mezerou

- pojmy - odstavcová zarážka (viz výše)

- východový řádek - řádek, kde končí odstavec (ten by neměl být kratší než odstavcová zarážka)

- „sirotek“ - poslední řádek odstavce na nové stránce

- „vdova“ - poslední řádek na stránce nového odstavce



 zásada správného používání symbolŧ v textu

- číslo tisíc se píše 1 000 (s mezerou)

- u datumu se píše za číslicemi mezera (13. 1. 1997)

- u telefonních čísel je dobré dávat mezery

- není vhodné začínat větu číslem

- za . , ; ! ? : se vždy píše mezera

- za závorkami se mezery nedělají

- používají se pouze oblé uvozovky a to nahoře i dole („“)

- správné psaní pomlčky - a spojovníku – (spojovník se používá ve smyslu „až“ (Praha–Brno))

- správné psaní přídomkŧ (KB, s. r. o - dŧležitá je právě ta čárka za KB)

- značky se s čísli píší dohromady, pokud takové spojení je významově jediné slovo (12V žárovka)

- nepíše se cca 450 (píše asi nebo pravděpodobně)

- správné používání znakŧ × (krát), ° (stupeň), ± (plus mínus)

- správné používání … (žádné tři tečky ale jeden znak (alt+0133))



Algoritmus

Algoritmus obecný návod, jak postupovat. Je tvořen posloupností pokynŧ (příkazŧ, instrukcí), které popisují

určitou činnost nebo-li akci.

Akce je činnost, které má konečné trvání a přesně určený účinek.

Příkaz je popis akce (popis toho, co se má provést).

Proces je postupné vykonávání (realizace) vlastní činnosti (akce) a postupné provádění příkazŧ návodu

procesorem.

Procesor je to, co uskutečňuje daný proces. Podle jednoho návodu (algoritmu) mŧže proběhnout několik rŧzných

procesŧ. Toto zajišťují podmíněné příkazy

Proměnná - je to objekt, který má pevně stanovené označení; má určitou hodnotu, která se v prŧběhu procesu

měnit







Zápis algoritmů

Slovní zápis - slovní popis návodu řešení daného problému

Zápis algoritmu v programovacím jazyce

Grafické zobrazení algoritmu

- Vývojové diagramy - pro zápis návodu se používají rŧzné (normované) grafické symboly





příkazy instrukce pro podmínka vstup, který mezní značka činnost definovaná přípravná

(úkony) vstup a výstup (větvení) vyžaduje úkon jinde (podprogram) činnost

uživatele

(klávesnice apod.)



- Strukturogrami - používá obdobné symboly ale přesnější - tento systém přesně splňuje podmínky dŧležité pro

strukturované programování



Způsob rozdělení úlohy na podúlohy

Konjunktivní - zpracovávání všech úloh sekvenčně za sebou

Disjunktivní - řešení závisí na podmínka a na základě dané podmínky se řeší jedna vybraná úloha

Repetiční - několikanásobné opakování stejného cyklu



Vlastnosti algoritmů

vlastnosti správného algoritmu:

elementárnost - zápis je sestaven z příkazŧ, kterým procesor rozumí a je schopen je provést

determinavost - zápis musí mít jednoznačně určené v jakém pořadí a jaké kroky se mají provádět

hromadnost - algoritmus musí umožnit, že po splnění vstupních podmínek musí být jasné a odpovídající výstupní

výsledky (pokud sčítám čísla, musím dostat součet)

rezultativnost - algoritmus musí vést k jednoznačnému výsledku

přehlednost - zápis musí být přehledný (hlavně pro samotného autora nebo další programátory)



Postup algoritmizace při řešení složitějších úloh

1.) zadání úlohy, formulace problému

2.) analýza problému a nástin řešení

3.) analýza vstupních a výstupních dat - návrh použitých datových struktur v programu (pole apod.)

4.) návrh algoritmu

5.) zápis v programovacím jazyce a jeho následné ladění

7.) zkušební provoz programu + tvorba dokumentace

8.) zhodnocení řešení a jeho následné updatování