Historie ICT – elektronizace STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Historie ICT – elektronizace VY_32_INOVACE_33_662 Projekt MŠMT EU peníze středním školám Název projektu školy ICT do života školy Registrační číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0771 Šablona III/2 Sada 33 Anotace Historie vývoje počítačových pomůcek a přístrojů Klíčová slova Informatika, vývoj počítačů, kalkulátory, počítací stroje Předmět Informační a komunikační technologie Autor, spoluautor Ing. Jiří Soukup Jazyk Čeština Druh učebního materiálu Prezentace, výklad, samostudium, autotest Potřebné pomůcky PC, dataprojektor, interaktivní tabule, PC učebna Druh interaktivity Výklad pomocí prezentace, distanční samostudium, autoevaluační test Stupeň a typ vzdělávání Střední škola, učiliště Cílová skupina 1. ročník, žáci 15 – 16 let, obor E, žáci se speciálními vzdělávacími potřebami Speciální vzdělávací potřeby ano Zdroje Vlastní zdroje a seznam - viz poslední strana

Historie ICT – elektronizace Cesty elektronizace: Elektronizace počítačových systému zvítězila. Který směr však bude mít nejširší možnosti vývoje a použití? Počítače analogové nebo číslicové (digitální)? Řízení stroje v soustavě desítkové, dvojkové či jiné? Stroje specializované či univerzální? Všechny směry byly vytvářeny, používány, modernizovány a pochopitelně vznikalo plno tzv. „slepých cest“ v oblastech: Vědecké, firemní, domácí, jednoúčelové počítače; Programová využitelnost (vývoj jazyků, způsoby učení, …); Ovládání specialisty, odborníky, odbornou a laickou veřejností; Doplnit do výkladu ukázky používání ICT v reálném prostředí lidského osobního, odborného a společenského života ? - ! Diskuze naznačeného vývoje ICT pro různé způsoby použití, s cílem mobilizace a konfrontace názorů na současný i budoucí trend.

Historie ICT – elektronizace Analog či digitál?: Zprvu se elektřina více prosazovala pro analogové použití. Díky vývoji technologií a lokálním válkám mezi 1945 a 1960, (od 2. sv. války přes Vietnam, Koreu, až po „studenou válku“, šifrování, modelování), a miniaturizaci elektronických součástek, zvítězil pomalejší, ale univerzálnější a přesnější digitální systém. Výrazně se o toto vítězství zasloužil maďarský matematik pracující v USA, John von Neumann, který navrhnul zcela nový, moderní modulární a univerzální systém s optimalizací využití jediné paměti pro program i data: Doplnit do výkladu ukázky používání ICT v reálném prostředí lidského osobního, odborného a společenského života Analog a digitál 60. let min. století Tato koncepce byla tak moderní, že je základem i dnešních ICT prostředků – pochopitelně neustále modernizovaných a zdokonalovaných. ? - ! Rozbor vývoje ve vztahu fyzikální a kódované práce přístrojů. Rozhovorem objasnění odborných pojmů.

Historie ICT – elektronizace Přelomový návrh zapojení a práce moderního počítače. (1945) Von Neumannova architektura: modulární koncepce společná paměť pro program i data použití dvojkové soustavy Počítač se skládá z několika základních modulů - funkčních částí. Program se ukládá do jediné paměti společně s daty a postupně se vykonává řídící jednotkou tak, jak byl uložen. Dalším podobným konceptem je v této době „harvardská architektura“ - počítač Harvard Mark I. (paralelní práce díky oddělené paměti pro program a data) Doplnit do výkladu ukázky používání ICT v reálném prostředí lidského osobního, odborného a společenského života Důležité! „von Neumannovu“ architekturu používá i dnes většina dnešních počítačů, samozřejmě v pozměněné a modernizované podobě. (zmínka dále) ? - ! Rozhovorem objasnění odborných pojmů a vysvětlení principu.

Historie ICT – elektronizace Von Neumannova architektura – funkční blokové schéma: Operační paměť: Slouží pro provádění programu, uchování zpracovávaných dat a výsledků výpočtu ALU - Arithmetic-logic Unit (aritmetickologická jednotka): jednotka provádějící veškeré aritmetické výpočty a logické operace Řadič: řídící jednotka, která řídí činnost všech částí počítače. Vstupní zařízení: zařízení určená pro vstup programu a dat Výstupní zařízení: zařízení určená pro výstup výsledků, které program zpracoval Doplnit do výkladu ukázky používání ICT v reálném prostředí lidského osobního, odborného a společenského života DATA ŘÍDÍCÍ SIGNÁLY STAVOVÉ HLÁŠENÍ Úkol: Na Internetu několik „Von Neumannových“ schémat a porovnej, jestli jinak vypadající schéma funguje stejně ? - !

Historie ICT – elektronizace Von Neumannova architektura – jak pracuje: Do operační paměti se pomocí vstupních zařízení přes ALU umístí program, který bude provádět výpočet. Stejným způsobem se do operační paměti umístí data, která bude program zpracovávat. Proběhne vlastní výpočet, jehož jednotlivé kroky provádí ALU. Tato jednotka je v průběhu výpočtu spolu s ostatními moduly řízena řadičem počítače. Mezivýsledky výpočtu jsou ukládány do operační paměti. Po skončení výpočtu jsou výsledky poslány přes ALU na výstupní zařízení. Doplnit do výkladu ukázky používání ICT v reálném prostředí lidského osobního, odborného a společenského života Poznámka: Ve von Neumannově schématu je možné ještě vyznačit dva další složené moduly (části); • Procesor: Řadič + ALU • CPU - Central Processor Unit (centrální procesorová jednotka): Procesor + Operační paměť ? - ! Úkol: Pokus se popsat, jaká je podobnost této práce s jinými novými zařízeními (tablet, smartphone, …)

Historie ICT – elektronizace Von Neumannova architektura dnes – vývoj a modernizace: Podle von Neumannova schématu počítač pracuje vždy jen s jedním programem. Toto vede k velmi špatnému využití strojového času (čas využití práce procesoru). Proto je dnes řízen počítač tak, že zpracovává paralelně více programů zároveň - tzv. multitasking. Počítač může obsahovat více než jeden procesorem. Počítač podle von Neumannova schématu pracoval pouze v tzv. diskrétním režimu. Existují kompaktní „vstupní / výstupní zařízení - I/O devices“, která umožňují jak vstup, tak i výstup dat (programu). Program se do paměti nemusí zavést celý, ale je možné zavést pouze jeho část a ostatní části zavádět až v případě potřeby. Doplnit do výkladu ukázky používání ICT v reálném prostředí lidského osobního, odborného a společenského života ? - ! Diskuze: Vysvětlení neznámých pojmů, výčet reálných jednoúčelových a kompaktních víceúčelových zařízení, včetně popisu jejich částí.

Historie ICT 1 – vyhodnocení Pochvala za trpělivost a snahu při výkladu Zkontroluj nalezenou cestu podle zadání! Doplnit do výkladu ukázky používání ICT v reálném prostředí lidského osobního, odborného a společenského života ? - ! Doporučení do učení i do života: každou informaci je nutné dobře ověřit.

Použité zdroje Vlastní zdroje a vytvořené materiály STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Použité zdroje Vlastní zdroje a vytvořené materiály Emotikony – kliparty programu MS Office: emotikony a kliparty sady MS-Office, dostupné také na http://office.microsoft.com/cs-cz/images/MC900442026.aspx Webové zdroje: http://cs.wikipedia.org/ http://extrahardware.cnews.cz/lide/jan-bocek http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/ARCHIT/TEXTY/VNEUM.HTML http://elektronika.heureka.cz/ http://www.i-kantor.eu/cze/ucebnice/informatika.php http://www.komik.cz/ http://mp3s.nadruhou.net/crazy-frog/we-are-the-champions-56719/ výřez ukázky