Seminární práce předmětu ARCH1

Transkript

1 UNIVERZITA HRADEC KRÁLOVÉ FAKULTA INFORMATIKY A MANAGEMENTU UHK Počítače v praxi Seminární práce předmětu ARCH1 Vypracoval: Ondřej Kašpar Obor: im(5) Číslo studenta: Ročník: druhý Datum: 27. listopadu ondrej.kaspar@uhk.cz

2 Na začátku své práce uvádím vlastní esej, který jsem napsal již před dvěma lety. Je zde popsáno, jak nás počítače v dnešní době obklopují, a také je zde naznačen ten pozoruhodný vývoj počítačů. Za mých mladých let Každé ráno mě budí zvuk sirény mého elektronického budíku, zkontroluji mobilní telefon, zda mi v noci nepřišla nějaká zbloudilá SMSka. Připnu si digitální náramkové hodinky a jdu se nasnídat. V mikrovlné troubě si ohřeji kakao, případně v rychlovarné konvici uvařím čaj. Mám-li dostatek času, pustím si televizi, abych zhlédl ranní zprávy. Přibližně takto vypadá první půlhodina každého mého dne. Během těchto 30 minut použiji minimálně 6 elektrických spotřebičů. Já sám si snad ještě dovedu představit, že bych den začal bez těchto vymožeností moderního světa. Ale co ostatní lidé? Někdo si ráno uvaří kávu pomocí kávovaru, spousta mužů se dnes zásadně holí elektrickým strojkem, ženy si upravují účes fénem nebo elektrickou kulmou... Mohl bych pokračovat ještě dlouho. Jisté je, že už v prvních minutách každého dne se dnešní člověk neobejde bez nějakého toho elektrického pomocníka. Všední den pokračuje ve škole se o přestávkách všichni snaží dostat do počítačové učebny, aby se alespoň na chvíli dostali k internetu. Díky němu se totiž mohou spojit s celým světem, většinou však komunikují jen se svými blízkými pomocí u, nebo sms bran. Během vyučování pak používáme kalkulátory, magnetofony, videopřehrávače, zpětné projektory a někteří i mobilní telefony, ačkoliv vědí, že tím porušují školní řád. O přestávkách je vzduch nasycený SMSkami, které posílají už i ti, kteří školní řád neporušují. Někdo si jde koupit kávu do automatu. Občas se ozve tlumený zvuk ze sluchátek naplno puštěného walkmana či diskmana. V této další části dne jsme zase obklopeni moderní technikou. Ať už přímo nebo prostřednictvím například testů předtištěných na počítači nebo učebních textů namnožených na kopírce. Počítač jako takový je velmi užitečný. Pokud se jej člověk naučí používat, tak aby mu byl dobrým pomocníkem, pak je i příprava do školy mnohem snadnější. V naší třídě mají počítač doma téměř všichni. Ti, kdo ho nemají, jsou pak nuceni psát všechny písemné práce, jako je například tento esej, ručně. Záměrně jsem si zkusil, napsat tento text nejprve nanečisto propisovacím perem na obyčejný papír. Zjistil jsem, že jsem si na psaní na počítači už příliš zvykl. Když se teď dívám na ten koncept, tak mě udivuje kolikrát jsem v něm škrtal, přepisoval, dělal si šipky atd. Z předchozích řádků vyplývá, že jsem bohatě obklopen moderními technologiemi dnešního světa. Já však nejsem žádná výjimka, dnes takto žije většina lidí. A tak se nabízí zásadní otázka: Jak se žilo dříve? Před deseti, dvaceti lety? Vždyť tehdy počítače nebyly tak běžné jako dnes. První mobilní telefony se u nás objevily teprve před pěti lety. Kopírky, walkmany, automaty na kávu vše, co dnes vidíte téměř na každém kroku, o tom se lidem dříve ani nesnilo. To za mých mladých let vyprávěl mi nedávno můj táta, bylo zcela výjimečné mít svou vlastní kalkulačku! Táta sám si ji pořídil, až když nastoupil na vysokou školu. Tehdy to pro něj byl malý zázrak, jehož cena se rovnala měsíčnímu platu. Pro mě je to obyčejná věc součást mého života už od základní školy. Technika udělala za těch pár let obrovský pokrok a nezastavila se jde stále kupředu. Táta si asi těžko mohl před dvaceti lety představovat, že jeho syn bude žít v takovémto přetechnizovaném světě. Když se dnes podívám do budoucnosti já, tak si mohu představit ledacos. S jistotou však vím pouze to, co odpovím svým dětem, až se mě zeptají, jaké to bylo za mých mladých let Před těmi dvěma lety jsem ještě ani netušil, kde budu dnes na FIM UHK. Bez počítačů by škola, kterou studuji snad ani neexistovala. Každý den se potkám s tolika technickými pomocníky, že to raději nebudu ani počítat. Osobní PC ovšem nemají být tématem této práce, proto se dále budu věnovat jiným pomocníkům, kteří v sobě mají nějaký ten počítač. Rád bych se zaměřil na počítače ukryté v pomocnících každodenní potřeby. Počítače si člověk stvořil proto,

3 aby mu usnadňovali život, zajistili mu pohodlí a bezpečí. Mě osobně největší pocit bezpečí a pohodlí dodává mobilní telefon. Mobilní telefony Mobilní telefon dnes můžete vidět v rukou každého, koho potkáte. Před více jak padesáti lety se u nás teprve rozvíjela síť pevných telefonních linek. A dnes? Máme tři operátory mobilních telefonů, monopolní Telecom pro pevnou síť a několik alternativních operátorů. Když mobilní telefony přišly trh a s nimi první dva mobilní operátoři, velké firmy je začaly kupovat svým manažerům. Ceny těchto přístrojů klesají rychle dolů, protože se vyrábějí stále lepší a lepší modely. U mladých lidí (15-30 let) je mobil téměř samozřejmostí. Kdo v této věkové kategorii nemá mobilní telefon, je přinejmenším výjimkou. Mezi přáteli je označován za exota, který patří do muzea, v horším případě je považován za idiota nebo jinak postiženého. Slyšel jsem, že v Praze prý tato mobilní mánie dospěla až k šikanování těch členů party, kteří nemají mobil určité značky. V mladším věku je naopak výjimečný ten, kdo už mobil má. Děti ještě nemají možnost si na mobil vydělat a tak jsou odkázáni na to co jim rodiče koupí třeba jako dárek k Vánocům, nebo narozeninám. Případně mohou vyhrát v soutěžích, kterých je dnes velké množství. Starší lidé (od 30 lety výše) mají většinou služební mobil, případně dostali mobil ke svému bankovnímu účtu, nebo jej opět vyhráli v nějaké soutěži. Málokdo z této věkové kategorie si koupí telefon jen tak. Poslední věkovou kategorií jsou senioři důchodci. Zde je určitá podobnost s malými dětmi. Senior si mobilní telefon sám nikdy nekoupí. A to hned z několika důvodů. Za prvé tomu příliš nerozumí. Zdají se mu příliš složité. Za druhé je to příliš drahá hračka. A třetím důvodem může být nějaký zdravotní problém. Především špatný sluch a zrak. Pokud ale senior telefon má, pak ho opět dostal od svých blízkých, kteří s ním chtějí být v kontaktu. Zatímco u manažerů a teenagerů hraje velkou roli jak mobil vypadá a kolik má funkcí a jak je lehký, u seniorů je to přesně naopak. Na vzhledu jim absolutně nezáleží hlavně musí být přehledný, funkce funkce? s telefonem se přeci jen telefonuje tak by asi zněla odpověď kdybyste se zeptali třeba své babičky. Ale je pravda, že jsou čestné výjimky, které dokážou napsat textovku bez mrknutí oka. Mobilní telefon má dnes už opravdu skoro každý. A tak mě napadá další zásadní otázka této práce: Je to dobře nebo špatně? Sám za sebe mohu odpovědět ANO, mobil by měli mít všichni. Dospělí jej využijí v práci. Například řidič z povolání. Díky mobilu ušetří zbytečně projeté kilometry, protože se může už cestou domluvit, zda je pro něj zboží připravené nebo ne. Jeho šéf má nad ním určitou kontrolu ale v neposlední řadě je pro takového řidiče jistě velmi důležitý kontakt s rodinou. Novináři využijí dnešní moderní technologie k napsání článku v terénu na notebooku a pak jej přes mobil pošlou přímo do redakce. Tím se podstatně zrychlí zpravodajství. V dnešní hektické době je rychlost informace velmi důležitá. Samotné reklamy nám ukazují, jak lze mobilní komunikaci využít. Lékař specialista by měl také mít mobil. Obyčejný PAGER nestačí. Pager je pouze pípátko, signalizující pohotovost. Doktoři jej nosí při sobě a v případě pohotovosti musí okamžitě vyhledat telefon a volat do nemocnice, případně se přímo dostavit osobně (to známe z filmů). Ale co když se takový lékař nemůže dostat k telefonu? V jeho povolání rozhodují vteřiny. Díky mobilnímu telefonu se může takový lékař seznámit s případem už cestou do nemocnice. V každém povolání je mobil skvělým pomocníkem, který šetří čas. Děti, pokud mají

4 předplacenou sadu, se mohou naučit hospodařit s penězi. Samozřejmě, za předpokladu, že si na kredit buď vydělávají samy, nebo jej od rodičů dostávají třeba jednou za měsíc, ale ne pokaždé když jej vyčerpají. Dalším důvodem proč by děti měli mít telefon, je strach jejich rodičů. Díky mobilu je mohou kdykoliv zkontrolovat, zda jsou v pořádku. Dnešní moderní technologie už dokonce umožňují najít přesnou polohu telefonu. A tak se rodiče díky internetu mohou přesvědčit, zda je jejich ratolest opravdu u kamarádky nebo někde jinde. A proč by měli mít telefon senioři? Především jsou tak v kontaktu se svými příbuznými. Což je pro mnohé z nich velmi důležité. Ale hlavním důvodem, proč bych své babičce pořídil mobilní telefon, je její zdraví. Člověk nikdy neví kdy a kde se mu může cokoliv stát. Zvláště ve věku kdy už má většina nějaké ty zdravotní potíže. Při obyčejném pádu na zem, ať už v zimě nebo v létě, si starší člověk často nepěkně ublíží. Mnohdy jim trvá velmi dlouho než se dovolají pomoci a tak by jim mohl pomoci mobil, který tak zkrátí nejen čekání na první pomoc, ale i pozdější léčení. Mobilní telefon by měl mít opravdu každý. Spousta lidí sice říká, že jej nepotřebují, ale nikdy nevíte do jaké situace se dostanete. Já sám mám mobilní telefon už přes tři roky. Vždy mi jen pomohl ušetřit čas. Někdy šetří i zbytečné kroky. Mnohokrát jsme doma použili telefon při nákupech. Já s tátou jsme chodili v obchodním domě mezi zbožím a máma si z domu říkala co máme koupit. Můj mobil mi rozhodně nikdy nebyl na obtíž. Někdy mi dodává pocit bezpečí, protože vím, že kdyby se nejen mě něco stalo, tak se dovolám pomoci. Jak už jsem se zmínil o pár řádků výše, rodiče si mohou pomocí mobilních technologií ověřit, kde se nachází mobil jejich ratolesti nebo také majitel dopravní společnosti může kontrolovat polohu svých dopravců. Podívejme se tedy na to, jak to funguje. Pokud by byli sledováni všichni majitelé mobilních telefonů, nebylo by snadné ani odhalit, kdo z nich se v tu dobu na kterém místě schází. Uložená data tak umožňují například rekonstruovat, kde se držitel mobilu v určitém (třeba i několikaměsíčním) období pohyboval, s kým se kdy setkal, komu volal a kdo telefonoval jemu. Ještě štěstí že zatím nelze zjistit, co si povídali, i když ani to se nedá vyloučit... Podle curyšského týdenníku Sonntags Zeitung švýcarská policie tajně monitoruje uživatele mobilních telefonů. Alpská země se tak zřejmě stala po Rusku druhou zemí, která oficiálně nakazuje operátorovi mobilní sítě, aby se uchovávali údaje o pohybu mobilních telefonů. Švýcarský národní telekomunikační operátor Swisscom zaznamenává údaje o pohybu více než jednoho milionu uživatelů mobilních telefonů, jejichž polohu může díky asi třem tisícům vysílacích stanic určit s přesností několika stovek metrů (ve volném terénu je přesnost asi 400 metrů, několik desítek metrů potom na zastavěném území!!!). Data se navíc zaznamenávají v minutovém intervalu a Swisscom je archivuje za poslední půlrok, takže lze snadno rekonstruovat pohyb sledované osoby a zjistit, kteří další majitelé mobilních telefonů se v její blízkosti nacházeli. Představitelé firmy potvrdili, že uvedené informace slouží policii pouze na soudní příkaz. "Je to velmi účinný nástroj policejního vyšetřování," konstatoval curyšský vyšetřující soudce Renato Walti. Základní principy určování polohy telefonu Celulární sítě pro mobilní komunikaci se, jak již slůvko celulární napovídá, skládají z jednotlivých buněk. Mobilní telefon přitom nemá pevně určenou polohu jako klasický telefon připojený drátem, a tak síť musí aktivně zjišťovat, ve které buňce se aparát právě nachází. Mobil vždy komunikuje uvnitř nějaké buňky s jejím vysílačem (BTS), odkud se již hovor přenáší až do ústředny systému - tam dojde k přepojení na zadané telefonní číslo. V praxi se pro zjištění buňky, kde se nachází mobilní telefon, používají tři různé metody: Síť zaznamenává přechod aparátu z jedné buňky do druhé. Síť při žádosti o hovor zkontroluje všechny buňky, a tak najde mobilní telefon.

5 Kompromis mezi oběma metodami - více buněk je sdruženo do skupiny a telefon hlásí pouze změnu skupiny buněk. V případě žádosti o hovor síť zjišťuje, v které konkrétní buňce z uvedené skupiny se právě mobil nachází. Je jasné, že první metoda je poněkud náročnější, pokud je buď hodně BTS nebo hodně účastníků. V jistých případech by mohlo dojít ke pozdržení spojení nebo dokonce k zahlcení sítě. Nejúspornější je tedy druhá varianta, při níž centrum sítě ví, které mobilní telefony se právě nacházejí v které buňce. Tyto údaje ale zdaleka neumožňují sledovat polohu aparátu s přesností na desítky metrů. Jde pouze o určení buňky, v níž se telefon nachází. Jedna buňka přitom může pokrývat území o průměru asi třiceti kilometrů. Samozřejmě že v hustě zalidněných oblastech a v členitém terénu je průměr jednotlivých buněk podstatně menší, jednak proto, aby byla signálem pokryta i místa, která by jinak byla ve stínu (třeba budovy nebo hory), jednak kvůli zvýšení kapacity. Jedna BTS totiž dokáže vést pouze 14 souběžných hovorů. Operátoři proto takové místo, kde očekávají větší použití mobilních telefonů, rozdělí na několik částí, čímž zvýší kapacitu sítě. Jednotlivé buňky se navíc částečně překrývají. Zvyšuje se tak kapacita a umožňuje se předání probíhajícího hovoru při přechodu z jedné buňky do druhé. Princip lokalizace polohy mobilní stanice Telefon při komunikaci s BTS, která probíhá ve stanovených intervalech, zároveň kontroluje časovou prodlevu v komunikaci. Tím systém zjistí vzdálenost od vysílací stanice, díky čemuž lze přesnost polohy odhadnout s přibližným rozptylem půl kilometru. U metropolitní lokalizace (uvnitř města či hustě obydleného sídla) přitom lze dosáhnout lokalizace s přesností několika málo desítek metrů. Na volném prostranství (při exteritoriální lokalizaci) je tento rozptyl řádově několik set metrů, avšak nikdy nepřekračuje půl druhého kilometru. Polohu samozřejmě nelze zjistit tam, kde chybí vysílače BTS. Pro tak přesnou lokalizaci je potřeba najít triangulační kvótu mobilní stanice, Ta sice nevyplývá ze samotné funkce sítě GSM, ale může být do systému doplněna jako dodatkový software. Triangulační kvóta mobilní stanice opět vychází z komunikace aparátu s BTS. Při takzvaném refresh request (zmiňovaná komunikace s BTS sloužící ke zjištění, ve které buňce se právě přístroj nachází) mobilní telefon udává svoji polohu v buňce a současně vyměřuje sílu signálu vůči ostatním buňkám. Pokud tedy program zpracuje data získaná ve stejný okamžik z několika BTS (minimálně tří), lze s velkou přesností vypočítat aktuální polohu mobilního aparátu dokonce s přesností několika metrů! Systém sám o sobě triangulační kvótu nezjišťuje, jak však již bylo uvedeno, je velmi snadné vytvořit program, který z vložených dat polohu snadno vypočítá. Častá lokalizace sice zatěžuje síť, podle odborníků je ovšem reálné, aby se data sbírala každých deset minut, aniž se to na zatížení výrazněji projeví. Kdyby měla síť jeden milión účastníků, představovalo by množství sebraných dat během jednoho měření pouhých 10 MB (v případě, že mají všichni zapnutý telefon a nacházejí se na území pokrytém signálem). Za rok to tedy znamená asi 500 GB dat - tedy ne zas příliš. Lze zjistit, kdo volal a kdo byl volán Nejen systém pro mobilní komunikaci, ale i moderní ústředny pevné sítě navíc uchovávají i data o tom, komu majitel telefonu volal, kdo volal jemu a jak dlouho hovor trval. Tato data se totiž využívají pro měsíční vyúčtování hovorného. V České republice je možné zjistit úplně všechna vytáčená čísla a délku hovorů, pouze s výjimkou starších analogových ústředen.

6 Odposlouchávání není tak obtížné Zřejmě každý ví, že odposlouchávat běžné telefony není prakticky vůbec těžké. Samozřejmě to nedokáže každý, ale jen telefonní technik, který má přístup na správná místa. Odposlechu telefonů se v policejní praxi využívá vcelku běžně. O odposlechu mobilních telefonů se sice tolik nemluví, nicméně i ten je možný. Digitální systémy jsou proti odposlechu chráněny. Bezpečnost hovoru je vyzdvihovanou výhodou GSM oproti staršímu systému NMT. Pokud by chtěl někdo potupovat stejně jako v případě odposlechu v síti NMT a koupil by si adekvátní přijímač, mohl by hovor sice naladit, ale zřejmě by ani nepoznal, že se mu to podařilo. Data mezi mobilními telefonem a BTS totiž putují v digitální podobě. Standard GSM v sobě navíc zahrnuje i kódování dat plynoucích mezi telefonem a BTS, takže ten, kdo by je zachytil, by je musel ještě dekódovat. Cena takového dekódovacího zařízení by pak zřejmě byla velmi vysoká. Vysoká pro všechny fyzické osoby a valnou většinu firem, určitě ale přijatelná pro velké bezpečnostní agentury typu FBI, KGB nebo naše BIS, VOZ atd. nebo pro zločinecké organizace. Pro policii je pak jednodušší operátora požádat a hovor si v klidu nahrát na ústředně systému. Chcete-li se uchránit odposlechům - netelefonujte! Zřejmě jediná rada tomu, kdo se cítí být ohrožen případným sledováním či odposlechem tedy zní: Netelefonujte! Sledování polohy mobilního telefonu se majitel nevyhne ani tehdy, jestliže si pořídí telefon GSM se zahraniční aktivací. Systém totiž sleduje všechny přístroje, které se nacházejí v síti, ať to jsou telefony vlastní, nebo cizí, využívající roamingových služeb. Kdo chce být v dosahu a přitom zůstat neodhalitelný, ať si pořídí pager (ovšem pouze typ, který pracuje jednosměrně - to platí pro oba u nás používané systémy - ERMES i RDS) a volá z budek. Není ovšem ani vyloučeno, že bude někdo sledovat zprávy jdoucí na pager a operativně zajistí třeba odposlech telefonní budky. Co tedy dělat? Jednoduché řešení (ale pro koho přijatelné?): raději vůbec nevolat. Dalším pomocníkem, který nám zpříjemňuje život dodává teplo domova, je klimatizace. Dnes už se stává standardem na mnoha místech. V obchodech, jídelnách, učebnách, čekárnách i ordinacích. Málokdo si uvědomuje, že i v klimatizaci je zapotřebí nějaké řídící jednotky tedy počítače. Princip klimatizace Základem klimatizačního zařízení je chladící zařízení. Princip je v podstatě podobný jako u ledničky. Výparník umístěný ve vnitřním klimatizovaném prostoru odebírá teplo z tohoto prostoru. Kondenzátor umístěný mimo klimatizovaný prostor odvádí teplo do okolního prostoru. Uvedené části zařízení jsou navzájem propojeny měděným potrubím s cirkulujícím ekologickým chladivem. Motorem pohánějícím proces chlazení je kompresor umístěný mezi výparníkem a kondenzátorem. Kodenzační a výparníková část mohou být umístěny dohromady - v případě kompaktního přístroje nebo odděleně - u SPLIT systému (z ang. split = dělený). Klimatizace, zajišťující chlazení i ohřev U klimatizačních zařízení, které umožňují i vytápění je možné funkci výparníku a kondenzátoru otočit. Klimatizace potom pracuje jako tepelné čerpadlo vzduch-vzduch. Odebírané teplo z venkovního prostředí se přečerpává do vnitřního prostředí.

7 Klimatizace s funkcí ohřevu, pracující na principu tepelného čerpadla, představují hospodárný způsob přitápění v přechodném období na jaro a na podzim. Ke svému provozu potřebují pouze třetinu energie, kterou dodají. Split jednotky Klimatizace typu Split jsou dělená klimatizační zařízení, která mají kondenzační jednotku umístěnu ve venkovním prostředí a výparníkovou jednotku v klimatizovaném prostoru. Vnitřní jednotky systému Split jsou v nástěnném, parapetním, podstropním, kazetovém, kanálovém a sloupovém provedení. Nástěnné jednotky se uplatní v rodinném domě, v bytě, kanceláři, hotelových pokojích apod. Podstropní, parapetní a kazetová jednotka poskytuje řešení pro obchody, restaurace nebo kanceláře s podhledy. Multisplit jednotky Multisplity používají více vnitřních jednotek. Systém umožňuje na jednu venkovní jednotku napojit více vnitřních jednotek, přičemž je lze samostatně ovládat. Kompaktní jednotky Kompaktní klimatizační jednotky mají kondenzační a výparníkovou část umístěny v jednom šasi přístroje. Nejběžnějšími kompaktními klimatizacemi jsou okenní a mobilní klimatizace. Okenní klimatizace je zařízení, které se umísťuje se do obvodové konstrukce (do stěny nebo do okna) tak, že jedna strana je obrácená do venkovního prostředí a druhá do interiéru. Předností okenních klimatizací je nenáročná instalace. Zařízení mohou pracovat se vzduchem oběhovým při doplňování vzduchem čerstvým, nasávaným z venkovního prostoru. Podíl čerstvého vzduchu se může měnit klapkou. V porovnání s dělenými split systémy jsou kompaktní okenní jednotky hlučnější. Výhodou je nižší cena a nízké náklady na montáž. Uplatní se proto především v průmyslových provozech, bufetech, skladech, serverovnách apod. Mobilní klimatizace se umísťují přímo v interiéru. Ke své činnosti však nevyhnutně potřebují odvod tepla do venkovního prostředí. K tomuto slouží teleskopická umělohmotná hadice, pro kterou je třeba udělat výstup přes stěnu nebo okno. Kondenzát je zachytáván do kondenzační nádoby, která se dá vyndat a vyprázdnit. Mobilní klimatizace se uplatní v pronajatých prostorách. Při stěhování se zařízení bez složité demontáže odnese do nových prostor. Najdou využití také v památkově chráněných objektech, kde není možnost umístit split jednotky. Počítače si člověk stvořil ke svému pohodlí, vytvořil je celkem dobře, protože se stále mohou vyvíjet a vznikat tak nové a nové možnosti. Kdybychom se podívali do historie, přibližně tak 100 let zpátky, tak bychom počítače hledali marně. Snad jen nějaké mechanické stroje, kde se o řídících jednotkách nedá ani uvažovat. Dnes je nějaké to inteligentní zařízení všude, kam se podíváte. Vše ostatní je vytvořeno s přesností dodanou počítači. Už jen obyčejná barva omítky na domě je dnes míchána s naprostou přesností pomocí přístrojů řízených počítači. Svou práci bych rád zakončil třetí a poslední zásadní otázkou. Nestaneme se jednou otroky počítačů?není už pozdě?