Číselné soustavy. Číselné soustavy. Informace, informační systémy, informační společnost. Desítková (dekadická) soustava. Dvojková (binární) soustava

Transkript

1 Informace, informační systémy, informační společnost Ludvík Friebel Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Zemědělská fakulta Číselné soustavy libovolné číslo lze zapsat polynomem a n. z n + a n-1. z n a 2. z 2 + a 1. z 1 + a 0. z 0 + a -1. z -1 + a -2. z a -m+1. z -m+1 + a -m. z -m, Kdea i jsou koeficienty u příslušných mocnin základu soustavy z, ve které je dané číslo zobrazeno. Základ soustavy z je libovolné přirozené číslo splňující podmínku, že z > 1, akoeficienty a i jsou přirozená čísla splňující nerovnost 0 a i z. Číselné soustavy Pro zápis čísel používáme zkrácený zápis ve tvaru (a n a n-1 a 2 a 1 a 0 ) z, resp. zápis jen ve tvaru a n a n-1 a 2 a 1 a 0, pokud nemůže dojít k pochybnosti, ve které číselné soustavě je číslo vyjádřeno. Příklad: Dekadické číslo zapisujeme formálě 396,47 (396.47). Zapisujeme pouze koeficienty u daných mocnin základu desítkové soustavy. Jde tedy o číslo: Desítková (dekadická) soustava z=10 soustava o základu 10 používá deset číslic: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Příklad rozkladu dekadického čísla po řádech: = 9* * * * *10 5 = Obecné principy, které při práci s desítkovou soustavou využíváme (např. jednotkový přenos do vyšších řádů při sčítání čísel apod.), platí i ve všech ostatních číselných soustavách. Zobrazení čísel v pohyblivé řadové čárce Mantisa + exponent 6, *10-34, 6, e-34 Dvojková (binární) soustava z=2 soustava o základu 2 používá dvě číslice 0, 1 Příklad rozkladu binárního čísla a jeho převodu na číslo dekadické: = 1*2 0 +0*2 1 +1*2 2 +1*2 3 +0*2 4 +1*2 5 = = Řada po sobě jdoucích čísel ve dvojkové soustavě: 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101,... Pomocí této soustavy lze dobře popisovat nejnižší úroveň činnosti logických obvodů, tedy i procesoru počítače. Problematický je však zápis vyšších čísel! Šestnáctková (hexadecimální) soustava z=16 soustava o základu 16 - používá šestnáct znaků: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Příklad rozkladu hexadecimálního čísla a jeho převodu na číslo dekadické 1F8A 16 = 10* * * *16 3 = = Řada po sobě jdoucích čísel 78, 79, 7A, 7B,..., 7E, 7F, 80, 81, 82,..., FD, FE, FF, 100, 101,... 1

2 Převod mezi soustavou dvojkovou a šestnáctkovou lze provádět po čtveřicích (16 1 = 2 4 ) A F Převod mezi soustavou dvojkovou a desítkovou takto provádět nelze. Šestnáctková soustava se v praxi používá pro zkrácený zápis obsahu paměťových buněk, obsahu registrů. Pomocí této soustavy se zapisují programy ve strojovém kódu počítače, a používá se také k adresaci paměti. Obsah jednoho byte (osmi bitů) tak můžeme pohodlně zaznamenat pomocí dvoumístného šestnáctkového čísla. Osmičková (oktálová) soustava z=8 Analogie s ostatními soustavami. Lze provádět převod mezi soustavou dvojkovou, šestnáctkovou a osmičkovou (2 3 =8 1 a 16 3 =8 4 ) Př: odpovídá B5 16 a Ostatní soustavy Měření času a úhlů šedesátková soustava, některé starší monetární soustavy - proměnlivý základ u různých řádů Problematika jiných než celých čísel 0.1 H = D B =2.75 D 0.1 D = B Převod mezi soustavami Algoritmus je jiný pro převod celé části čísla, jiný pro převod jeho desetinné části. Celá čísla: Převáděné číslo postupně dělíme základem soustavy, do které číslo převádíme, tak dlouho, dokud nedostaneme nulový podíl. Zbytek po posledním dělení pak je nejvyšším řádem hledaného čísla, zbytek po prvním dělení nejnižším řádem hledaného čísla. Dělitel musí být zobrazen v číselné soustavě převáděného čísla (dělence)! V této číselné soustavě se též provádí veškeré aritmetické operace. Převod mezi soustavami Desetinná čísla: Desetinnou část čísla vynásobíme základem soustavy, do které číslo převádíme. Má-li výsledek nenulovou desetinnou část, tuto opět vynásobíme základem soustavy atd. Algoritmus končí, je-li desetinná část čísla rovna nule, nebo mámeli číslo převedeno s požadovanou přesností (s požadovaným počtem desetinných míst). Celá část výsledku po prvním násobení, je první číslicí za desetinou čárkou hledaného čísla. Celá čísla Příklad: Převod čísla do dvojkové soustavy Řešení: Dělení dvěma Zbytek 274 : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = : 2 = 0 1 Tedy =

3 Desetinná čísla Příklad: Převod čísla 0, do dvojkové soustavy Řešení: 0, , ,1. 2 0,2. 2 0,4. 2 0,8. 2 1,6. 2 1,2. 2 0,4. 2 0,8. 2 Převod do desítkové soustavy Hornerovo schéma a n. z n + a n-1. z n a 2. z 2 + a 1. z 1 + a 0. z 0 = (( (a n. z + a n-1 ). z + + a 2 ). z + a 1 ). z + a 0 - násobíme pouze desetinnou část čísla Převod končí pokud je desetinná (červená) část čísla rovna nule nebo při dosažení dostatečné přesnosti. Pak již můžeme psát, že 0, = 0, Boolova algebra Negace - NOT p (~p or p), Konjunkce, logický součin - p AND q (p q, p & q, nebo pq), Disjunkce, logický součet p OR q (p q), Implikace p implikuje q (p q), Ekvivalence p EQ q (p = q, p q, or p q), Boolova algebra Neekvivalence, exklusivní disjunkce p XOR q (p + q, p q, or p q), Schefferova funkce p NAND q, NOT AND (p q or p q), Pieceova funkce p NOR q (p q or p q). Základní a odvozené jednotky z oblasti informatiky Informace bit b základní jednotka informace může nabývat pouze dvou stavů 0 a 1 bajt (byte) B 8 bitů (slabika) může nabývat 2 8 (256) stavů kilobajt (kilobyte) kb 2 10 bajtů = 1024 bajtů megabajt (megabyte) MB 2 20 bajtů = bajtů gigabajt (gigabyte) GB 2 30 bajtů = bajtů terabajt (terabyte) TB 2 40 bajtů = bajtů U odvozených jednotek v informatice neodpovídají odvozeným jednotkám v SI (k = 10 3, M = 10 6 )! Příklady: velikost souboru ve Wordu (neobsahuje obrázky) kb, kapacita diskety 3,5 1,44 MB, velikost filmu na DVD 4,5 GB, kapacita pevného disku 320 GB, barevná hloubka (kvalita barev) 1, 8, 16, 24, 32 bitů odpovídá 2, 256, 65536, barvám, 32 bitový procesor, 512 MB paměti. 3

4 Čas sekunda s základní jednotka SI milisekunda ms 10-3 sekundy nanosekunda ns 10-9 sekundy Příklady: přístupová doba pevného disku 8-9 ms, přístupová doba paměti RAM 70 ns, záznam má kvalitu 25 snímků za sekundu. Frekvence herz Hz 1/s, s -1 základní jednotka frekvence kiloherz khz 10 3 Hz megaherz MHz 10 6 Hz gigaherz GHz 10 9 Hz Příklady: vnitřní frekvence procesoru je 3,4 GHz, snímková frekvence monitoru je 100 Hz, řádková frekvence monitoru je 95kHz, vzorkovací frekvence nahrávky v CD kvalitě je 44.1 khz. Přenosová rychlost kilobit za sekundu kb/s (kbps) 2 10 bitů za sekundu megabit za sekundu Mb/s 2 20 bitů za sekundu gigabit za sekundu Gb/s 2 30 bitů za sekundu kilobajt za sekundu kb/s 2 10 bajtů za sekundu megabajt za sekundu Mb/s 2 20 bajtů za sekundu gigabajt za sekundu Gb/s 2 30 bajtů za sekundu Příklady: přenosová rychlost připojení Internet pomocí ADSL modemu je až 2048 kb/s pro download a 512 kb/s pro upload. 100 Mbit Ethernet má rychlost 100 Mb/s v obou směrech tzv. full duplex Informace Sdělení, které odstraňuje nebo snižuje naši neznalost či nejistotu Informace vyvolává změnu stavu nebo chování příjemce Data Data jsou jakékoli zaznamenané poznatky a fakta Data zobrazují stavy objektů či probíhající procesy v realitě kolem nás Znalosti Znalosti představují zobecněné poznání určité části reality 4

5 V současnosti primárním motorem hospodářského rozvoje přestávají být hmotné zdroje (energie, vyrobená ocel) a stávají se jím informace, znalosti a nové technologie. Informace představují obrovský růstový potenciál pro každou firmu. Stále se zvyšuje počet firem jejichž aktivity jsou zaměřeny na poskytování informací. Informace jako růstový potenciál firmy představují hlavní důvod, proč dnes dochází k intenzivnímu rozvoji informačních systémů Informační systém Dva pohledy: systém zpracování dat (pořízení dat - uchování dat - zpracování dat - prezentace dat) systém pravidel a způsobů řízení v určité organizaci. Možnosti budování IS Vývoj specializovaného jednoúčelového SW Nákup typového aplikačního SW Komplexní projekt založený na výběru velkých aplikačních SW s dořešením těch částí, které typový SW nepokrývá Definice informačního systému Informační systém je komplex: lidí, informací, informačních technologií, organizace práce, technických prostředků a metod zabezpečujících sběr, přenos aktualizaci, uchovávání a další zpracování dat. Typy úloh IS Úlohy manažerské EIS Úlohy pro podporu taktického a operativního řízení MIS Úlohy typu datový sklad DWH Úlohy elektronické výměny dat EDI Další úlohy CAD/CAM, 5

6 EIS - Executive Information System Úlohy orientované na podporu vrcholového vedení organizace, tj. úlohy na podporu strategického řízení MIS - Management Information System Úlohy podporující zejména taktickou úroveň řízení a částečně i operativní úroveň TPS - Transaction Processing System Skupina úloh spojených bezprostředně s informační podporou výrobních činností či služeb OIS - Office Information System Jde o skupinu úloh pro podporu individuální práce uživatele (jednoduché bilancování, evidence a rozbory), podporu převážně rutinních kancelářských prací (psaní dokumentů, kreslení obrázků, příprava prezentací, správa dokumentů, elektronická pošta) a podporu práce v pracovních skupinách. Příklady MS Office, Open Office, WWW - World Wide Web Skupina úloh umožňujících přistup, vyhledávání a využívání informací v síti Internet. Jde o využití možností Internetu v prostředí organizace. EDI - Electronic Data Interchange Skupina úloh zajišťujících elektronickou výměnu dat mezi organizacemi navzájem (např. mezi bankami, obchodními partnery apod.), na základě stanovených pravidel pro výměnu dat. 6

7 DDS - Decision Support System Skupina úloh podporující obvykle taktické rozhodování a opírající se o optimalizační a simulační algoritmy KWS - Knowledge Work Systems Úlohy orientované na aplikování expertních systémů a využití znalostních bází CRM -Customer Relationship Management CRM je aktivní řízení vztahů s jednotlivými zákazníky CRM je podniková strategie pro výběr a řízení zákazníků RIS - Reservation Information System Úlohy podporující rezervace jízdenek, vstupenek, hotelových zařízení, učeben apod. Využívá se jich v oblasti cestovního ruchu, hotelnictví, u dopravních organizací, GIS - Geografical Information System Skupina úloh podporujících kreslení, vyhodnocování a využívání map, vytváření územních modelů, plánů měst, při sledování různých rozvodných sítí atd. CAD - Computer Aided Design Skupina úloh podporujících konstrukční, návrhářské a designérské práce 7

8 Informační systémy veřejné CAM - Computer Aided Manufacturing Skupina úloh pro podporu dílenského řízení, výrobních linek, NC strojů apod. správy registr obyvatel registr vozidel registr ekonomických subjektů (právnických osob včetně živnostníků) registr pozemků a nemovitostí registr geografického informačního systému Informační technologie - IT zahrnuje všechny prostředky, kterých se využívá k pořízení, uchování, zpracování, prezentaci a přenosu dat IT tvoří jeden funkční celek, ve kterém se stírají jasné rozdíly mezi HW a SW Komunikační technologie Proces integrace všech komunikačních a informačních technologií je zřejmý. Jednotlivé technologie stále více prorůstají v ucelené funkční komplexy ICT Informační technologie + Komunikační technologie Informační technologie vyvolávají zásadní změny v procesech na úrovni: jednotlivých technologií, resp. vzniku nových produktů a služeb celých výrob, kde nejmarkantnější je přechod od hromadné výroby k zákaznické osobní, obecně lidské a mezilidské 8

9 Informační společnost společnost, v níž největším bohatstvím jsou informace, jejichž ovládnutí je pak důležitější, než vlastnictví nerostných nebo energetických zdrojů Informační společnost hlavním rysem informační společnosti je vytvoření podmínek pro hodnotnější a spokojenější život lidí Hlavní přínosy vlídnější společnost s vyšší kvalitou života a širším výběrem služeb a zábavy nové možnosti pro uplatnění tvůrčích schopností lidí nové možnosti uplatnění kulturních tradic a identity regionů a odstranění odlehlosti periferních oblastí účinnější a transparentnější administrativa, bližší k občanovi, pracující s nižšími náklady efektivnější řízení podniků a usnadnění spojení výrobců a poskytovatelů služeb se zákazníky, které zvýší konkurenceschopnost Hlavní přínosy nové služby poskytované v rámci telekomunikací umožní zlepšit kvalitu života především pokud jde o: možnost distančního a interakčního vzdělávání, možnost spolupráce na dálku a usnadnění setkávání lidí prostřednictvím videokonferencí, zvýšení informovanosti spotřebitelů a tím i zvýšení jejich ochrany, zdravotní péči, možnost práce na dálku, zlepšení toku informací a komunikace mezi místy rozhodování a občany. Informační společnost a stát nadnárodní evropské struktury považují za potřebné do dané oblasti poměrně značně zasahovat Ohrožení související s informační společností Nebezpečí ztráty informací Růst spotřeby energie Růst počítačové kriminality Rozpad sociálních vazeb ve společnosti Zhroucení základních funkcí státní správy 9

10 Nebezpečí ztráty informací Úmyslný útok viry zahlcení Živelná pohroma Technologický vývoj Růst počítačové kriminality útoky na vlastní nástroje ICT využití ICT při obecné kriminalitě zneužití kreditních karet (e-business) poškozování práv autorů šíření pornografie 10