Základy informatiky

Ing. Bohuslav Růžička, CSc. Ing. Vladimír Beneš vedoucí K-101 MSIT 2. patro, místnost č. 216 e-mail: vbenes@bivs.cz Ing. Bohuslav Růžička, CSc. tajemník K-101 MSIT 2. patro, místnost č. 215 e-mail: bruzicka@bivs.cz

semestr zimní dotace: 2+2 zakončení: Z, Zk Základy informatiky 1 semestr zimní dotace: 2+2 zakončení: Z, Zk

semestr letní dotace: 0+2 zakončení: KZ Základy informatiky 2 semestr letní dotace: 0+2 zakončení: KZ

Literatura (1) LAPÁČEK, J. První kroky s počítačem pro úplné začátečníky, Brno:ComputerPress, 2013. BENEŠ, V.Technická infrastruktura a síťové technologie. Praha:Skriptum BIVŠ, 2005. ISBN 80-7265-063-7

Literatura (2) PROCHÁZKA, D. Nebojte se počítače. Praha: Grada Publishing,2011. ISBN 80-247-3717-6 PECINOVSKÝ, J. Začínáme s počítačem. 5. vydání. Praha: Grada Publishing, 2011. ISBN 978-80-247-3621-1

Literatura (3) DOMES, M. Microsoft Office Excel 2010 Rychle hotovo. Brno: ComputerPress, 2011.ISBN: 978-80-251-3077-3 PÍRKOVÁ, K. Microsoft Office Word 2010 Rychle hotovo. Brno: ComputerPress, 2011.ISBN: 978-80-251-3377-4

Literatura (4) KRÁL, M. Microsoft EXCEL 2013Snadno a rychle. Praha: Grada Publishing,2013. ISBN 978-80-247-4726-2 KRÁL, M. Microsoft WORD 2013 Snadno a rychle. Praha: Grada Publishing,2013. ISBN 978-80-247-4727-9

Sylabus přednášky (1) (pro prezenční studium) Historie výpočetní techniky Hardware Software Stavba PC Software pro PC Operační systémy Aplikační programy

Sylabus přednášky (2) (pro prezenční studium) Práce s daty Databáze Počítačové sítě Internet Některé služby Internetu Elektronická pošta

Sylabus přednášky (3) (pro prezenční studium) Viry a počítače Grafika a prezentace Multimedia Výukové programy Získávání a šíření programů Ergonomie a práce na počítači

ALGORITMUS algoritmus × hardware Algoritmus je přesný návod či postup, kterým lze vyřešit daný typ úlohy. Determinovanost (jednoznačnost) Rezultativnost (výstup) Hromadnost (obecnost) Konečnost Elementárnost

ALGORITMUS Nejstarší algoritmus Euklidův algoritmus Euklides (hledá největšího společného dělitele dvou daných čísel) Euklides řecký matematik, 3. století před n. l. Euklidova geometrie (axiomy)

Řešení úlohy na počítači Formulace úlohy Analýza úlohy Algoritmizace (VD, Strukturogram, Popis pomocí běžného jazyka) Zdrojový text v programovacím jazyce Proces ladění (editace, kompilace, testovací data, editace, …)

Historie výpočetní techniky 30 000 r. stará kost s zářezy Zdroj: Wikipedia

Historie výpočetní techniky Nejstarší „počítač“ Abakus (počítací mechanická pomůcka, cca 3.000 let p. n. l.) Zdroj: Wikipedia

Historie výpočetní techniky Nejstarší „počítač“ Pascalina (mechanická sčítačka a odečítačka) Blaise Pascal (1623–1662), francouzský matematik, fyzik, filozof Zdroj: Wikipedia

Historie výpočetní techniky Zdroj: Wikipedia

Historie výpočetní techniky Zdroj: Wikipedia

Historie výpočetní techniky Gottfried Wilhelm von Leibnitz matematik, logik a filozof, spoluautor diferenciálního a integrálního počtu (s Newtonom) Postavil r. 1673 stroj, který dokázal automaticky násobit a dělit. Zdroj: Wikipedia

Výpočetní pomůcky John Napier, skotský matematik „Napierovy kosti“ na násobení, 17 st.

Automaty – program 18. století Programové řízení automatů Válec s čepy spouštěl jednotlivé píšťaly nebo jiné hudební nástroje Hračky, orchestriony.

Tkalcovské stroje Joseph Marie Jacquard. Ovládání tkalcovského stavu děrnými kartami

Hollerith Hermann Hollerith r. 1890 sčítaní obyvatel USA pro každého občana ručně děrovaný štítek. Americký inžinier Hermann Hollerith použil r. 1890 pri sčítaní obyvateľov USA pre každého občana ručne dierkovaný štítok. Otvor na určenom mieste znamenal ÁNO pri odpovedi na danú otázku a v stroji ohmataním štítkov drôtenými kefkami určoval prechod elektrického prúdu, čo sa prenášalo na panel tabelačného stroja. Stroj umožňoval triedenie dát a jednoduché výpočtové operácie. 43 strojov spracovalo údaje o 62 miliónoch ľuďoch za pár týždňov, predtým ručne 500 pracovníkov po dobu 7 rokov. Holleritova firma Tabulating Machine sa r. 1924 premenovala na International Bussiness Machines - slávne IBM.

Hollerith Americký inžinier Hermann Hollerith použil r. 1890 pri sčítaní obyvateľov USA pre každého občana ručne dierkovaný štítok. Otvor na určenom mieste znamenal ÁNO pri odpovedi na danú otázku a v stroji ohmataním štítkov drôtenými kefkami určoval prechod elektrického prúdu, čo sa prenášalo na panel tabelačného stroja. Stroj umožňoval triedenie dát a jednoduché výpočtové operácie. 43 strojov spracovalo údaje o 62 miliónoch ľuďoch za pár týždňov, predtým ručne 500 pracovníkov po dobu 7 rokov. Holleritova firma Tabulating Machine sa r. 1924 premenovala na International Bussiness Machines - slávne IBM.

von Neumannovo schéma počítače OPERAČNÍ PAMĚT VSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ CPU VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ ŘADIČ ALU

von Neumannovo schéma počítače

Sálové počítače ENIAC (cca 1940, cca 45.000 elektronek) Historie výpočetní techniky Sálové počítače ENIAC (cca 1940, cca 45.000 elektronek) V roce 1944 byl na univerzitě v Pensylvánii uveden do provozu elektronkový počítač ENIAC, který byl prvním počítačem, který pracoval stejně, jako dnešní počítače (Turing-kompletní, na rozdíl od Z3 umožňoval vytvoření smyčky i podmíněné skoky). Byl energeticky velmi náročný, poruchový a jeho provoz byl drahý. Jeho provoz byl ukončen v roce 1955. Zdroj: Wikipedia

MARK I Z1 – velmi nepřesný a prakticky nepoužitelný Mark I dovedl sečíst dvě čísla za 0,3 s, vynásobit je za 6 s a vypočítat např. hodnotu sinus daného úhlu během jedné minuty.

Historie výpočetní techniky Sálové počítače EPOS SAPO URAL TESLA 200 (cca 1974, multiprocessing, I/O spooling) JSEP (EC 1021, …, EC 1027 (DOS 3, DOS 4)) Prvním počítačem vyrobeným v Československu byl SAPO (SAmočinný POčítač), který byl uveden do provozu v roce 1957. Obsahoval 7000 relé a 400 elektronek. Měl magnetickou bubnovou paměť o kapacitě 1024 dvaatřicetibitových slov. Pracoval ve dvojkové soustavě s pohyblivou řádovou čárkou. Tento počítač měl dvě zvláštnosti: první bylo, že byl pětiadresový neboli součástí každé instrukce bylo 5 adres (2 operandy, výsledek a adresy skoků v případě kladného a záporného výsledku) a druhou bylo, že se vlastně jednalo o tři shodné počítače, které pracovaly paralelně. Výsledek každé operace z jednotlivých počítačů se mezi sebou porovnal a o výsledku se rozhodovalo hlasováním. Pokud byl shodný alespoň ve dvou případech, byl považován za správný. Pokud se ve všech třech případech lišil, operace se opakovala. Zdroj: Wikipedia

Tesla 200 Zdroj: Wikipedia

Rozdělení počítačů dle typu (podle vnitřní interpretace informace) analogové číslicové hybridní Trendy vývoje miniaturizace (relé, elektronky, tranzistory, integrované obvody, procesory, čipy) MEDA Zdroj: Wikipedia

Analogový počítač

Historie osobních počítačů Do roku 1977 od poloviny 60. let – integrované obvody TTL, série 7400 V USA „pánské“ počítačové kluby prodej stavebnic rozvoj součástkové základny firma INTEL (µprocesory 4004, 8008) Zdroj: Wikipedia

Historie osobních počítačů Zdroj: Wikipedia

Historie osobních počítačů Zdroj: Wikipedia

Historie osobních počítačů Intel 4004 1971 2300 tranzistorů Frekvence 740 KHz Ve vesmírných lodích Později i v kalkulačkách, mikrovlnkách atd. Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Rok 1973 Intel 8080 Další firmy: Zilog (Z80), Motorola (6800), Mostel (6502) Stavebnice počítače „Altair 8800“, firma MITS (Intel 8080a, sběrnicová architektura S100 – stala se normou) Rok 1975 (asi 30 různých typů počítačů kompatibilních s S100) Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Počítačový rok „0“ Rok 1979: Na Westcoast Computer Fair v Kalifornii vystaveny: a) počítač „PET“ (Personal Electronic Transactor) firma Commodore Business Machines b) počítač „APPLE I“ firma Computer Company

Historie osobních počítačů ad a) „PET“ firma MOS-Technology, šéfkonstruktér Chuck Peddle 8 bitový procesor 6502 frekvence 1 MHz RAM 32 KB ROM 14 KB (zde uložen interpret jazyka BASIC) vnější paměť – kazetový magnetofon display monochromatický (úhlopř. 23 cm, textový režim) cena: 795 USD Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů ad b) „APPLE I“ amatéři Steve Wozniak, Stephen Jobs velký ohlas, brzy následoval Apple II parametry jako PET (ale jiné uspořádání !!!) základní deska (matherboard) 8 konektorů (slots) (každý napojen na sběrnici) další funkční desky  otevřená sběrnicová architektura (do dneška) Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů (6) Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Tehdejší výrobní odhad cca 20.000 ks od každého typu počítače jenom Commodore 64: 7 miliónů ks (!!!) Zdroj: Computermuseum

Historie osobních počítačů Výroba po r. 1979 firma Intel – 16 bitový procesor 8086 neprofesionální uživatelé hry textové procesory tabulkové kalkulátory databáze Červenec 1980 úkol: vyvinout počítač pro dalších 10 let !!!

Historie osobních počítačů Červenec 1981 otevřená sběrnicová architektura 16 bitový procesor Intel 8080 vnější datová sběrnice 8 bitů RAM 1 MB (pro uživatele 640 KB) ROM s interpretem jazyka BASIC obrazovka v textovém i grafickém režimu BIOS (Basic Input Output System) vnější paměť – disketa 5,25“ (360 KB) možnost doinstal. matemat. koprocesoru Intel 8087 paralelní rozhraní Centronics (pro připojení tiskárny)

Historie osobních počítačů Prodej 1981 – 20.000 ks 1982 – 200.000 ks 1983 – 600.000 ks

Historie osobních počítačů

Historie osobních počítačů Rok 1982 až 1987 Stále není rozhodnuto počítače domácí počítače profesionální stolní přenosné

Historie osobních počítačů Počítače domácí procesory s šířkou sběrnice 8 bitů (Z80, 6502, …) RAM 64 – 128 KB barevný display (25 řádků, 40–80 sloupců, rozlišení max. 320x200 bodů*) rozhraní pákový ovladač pro hry sériové paralelní ________________ * pixelů

Historie osobních počítačů Počítače domácí Standardní programové vybavení – interpret jazyka BASIC (ten plnil i funkci jednoduchého OS (před CP/M)) např.: Commodore 64 Sinclair ZX Spectrum

ZX Spectrum http://www.youtube.com/watch?v=5A0LgAlKXV0 http://www.youtube.com/watch?v=5JvQTy5oEWM AMIGA http://www.youtube.com/watch?v=ANakKRxu-rs

Historie osobních počítačů Sharp MZ 800 Atari 130 XL Zdroj: Old-computers

Historie osobních počítačů Commodore AMIGA 500 Zdroj: Old-computers

ZX Spectrum 1 DOOM game on ZX Spectrum Commodore Amiga Balance - Syndrome

Historie osobních počítačů Počítače profesionální standardem osobní počítač firmy IBM rok 1987 – dva základní modely IBM PC/XT eXtended Technology rozšířená technologie (Intel 8086) IBM PC/AT Advanced Technology pokročilá technologie (Intel 80286)

Historie osobních počítačů IBM PC/XT procesor Intel 8086, frekvence 4.77 MHz RAM 640 KB HDD 20 MB FDD 1 nebo 2 mechaniky 5.25" s kapacitou 360 KB mohl být matem. koprocesor 8087 mohl být další HDD OS = PC DOS cena: 200 – 300 US $

Historie osobních počítačů IBM PC/AT procesor Intel 80286, frekvence 8 MHz datová sběrnice 16 bitů adresní sběrnice 24 bitů RAM 512 KB – 10.5 MB HDD 30 MB FDD 5.25“, 1.2 MB rozhraní sériové (RS 232) paralelní (Centronics)

Historie osobních počítačů IBM PC/AT grafický adaptér EGA Enhanced Graphics Adapter zlepšená grafická karta oproti CGA (Color Graphics Adapter) rozlišení 640x350 bodů, 16 barev Operační systém PC DOS Xenix (derivát UNIX) – pod ním víceuživatelský provoz, možno připojit 2 terminály (klávesnice + display)

Historie osobních počítačů Rok 1985 firma Intel procesor 80386 275 000 tranzistorů Frekvence 16 MHz 1. počítač od firmy Compaq „Deskpro 386“ frekvence max. 20 MHz matematický koprocesor 80387 RAM 1–2 MB ROM 128 KB HDD cca 100 MB FDD 3.5“ (1.44 MB)

Historie osobních počítačů 90. léta procesor 80486 / 33 resp. 66 MHz matematický koprocesor 80487 (později integrován na základní desce) RAM do 16 MB HDD do 1 GB FDD 1.44 MB CD ROM (nízkorychlostní)

Historie osobních počítačů

Historie osobních počítačů Pentium II … Pentium IV frekvence cca 2 až 3 GHz RAM 512 MB až 1 GB HDD cca 80 GB ( FDD 1.44 MB ) CD ROM (např. 50 ti rychlostní) DVD (Digital Video Disk)

Historie osobních počítačů

Historie osobních počítačů Dvoujádrové procesory … Typ: Intel Dual-Core E5700 INTEL Core i3-540 AMD Dual-Core Opteron 880

Historie osobních počítačů Čtyřjádrové procesory … Typ: INTEL Core i7-950 INTEL Core i5-760 INTEL Xeon E5620

Historie vývoje Období Velikost Technologie Účel Objem výroby 40. léta Haly Elektronky Vojenské účely Kusy 50. léta Místnosti Tranzistory Hromadné zpracování dat Malosériová výroba 60. léta Skříně Integrované obvody +Vědeckotech. výpočty Sériová výroba 70. léta Malé skříně Vylepšené integrované obvody + Ekonomika Velkosériová výroba 80. léta Krabice Mikroprocesor Všechny oblasti zpracování a komunikace Hromadná velkovýroba 90. léta Formát A4 Vylepšený mikroprocesor + školství, domácnosti nyní Formát A5 Vícejádrové mikroprocesory + 3D zobrazení