Úvod do informačních technologií Přednáška Téma: Informační technologie, Multimédia, Hardware a Software. Periferie : charakteristika, parametry. Základní jednotka : parametry. Informační technologie Chápeme jako standardní postupy automatizovaného zpracování informací. Informační technologie nemusí být nutně počítačové (jak je někdy úzce chápeme), ale zahrnujeme sem všechny způsoby tvorby, získáváni, výměny a zpracovaní informací: psaní a tisk knih, poštovní služby, dálnopis, telegraf, telefon, rádio, televize, audiovizuální technika, kopírování tiskovin, osobní počítače, video, elektronická pošta, publikační systémy, optické disky, atd. Informační technologie tedy umožňují okamžitou výměnu informací (jednosměrná-televize, obousměrná-telefon), jejich uchovávání (knihy, video, CD, DVD) a také další zpracování (většinou pomocí počítače). Velkou pozornost je potřeba věnovat i možnosti konvertovat jeden typ informace na druhý (např. převod celých ročníků časopisů na CD). Počítač Historie První pokusy sestrojit stroj, který by vykonával rychle a přesné matematické výpočty, se objevily v 17. století. Mechanická počítadla B. Pascala měla dokonce komerční úspěch. Leibnitzův počítač zvládal všechny čtyři základní mat. operace. V 19. století Ch. Babbage stavěl mechanický programovatelný analytický stroj a H. Hollerith převzal pro ukládání dat z textilního průmyslu Jacquardův děrný štítek.
První počítače pak vznikaly v době druhé světové války. Za první použitelný počítač bývá považován ENIAC, který byl postaven koncem války v USA pro výpočty potřebné při výrobě jaderných zbraní. Skládal se ze 40 tisíc elektronek, zabíral celou halu a chlazen byl dvěma leteckými motory. Přelom způsobila práce Johna von Neumanna, jenž navrhl schéma počítače (procesor, operační paměť, vstupní a výstupní zařízení, postupné provádění příkazů podle programu), které se používá dodnes. Na tomto principu založené sálové počítače EDVAC a UNIVAC vznikly počátkem 50. let. Další vývoj umožnily nové objevy: tranzistory a později integrované obvody přinesly obrovské zvýšení výkonu při současném zmenšování rozměrů. Obr.: Von Neumannovo schéma Základní rozdělení počítačů Osobní počítač (PC, Notebook) Počítače pro jiné než osobní použití: o Řízení technologických procesů o Distribuované výpočty o Síťové služby (WWW,elektronická pošta, ) o Superpočítače nejvýkonnější počítače, určené pro meteorologické, vědecké a nebo vojenské účely.
Hardware a Software Především v souvislosti s počítači se užívají 2 pojmy. Hardware (HW) - je označení pro samotný počítač a pro jeho technické díly, tj. procesor, paměť, pevný disk, periferie, počítačové díly uvnitř i vně počítače. Software (SW) - jsou programy, které počítač (jeho hardware) oživují. Např. operační systém, textový editor, grafický nebo účetní program. Firmware programy napevno vestavěné v příslušném Hardware. Pojmy HW a SW se dnes užívají také v souvislosti s např. mobilními telefony, PDA atp. Základní jednotka počítače Je to ústřední část PC a tvoří ji skříň různých tvarů a rozměrů. Je to nejdůležitější část počítače, protože v ní probíhají všechny pracovní a výpočetní operace. V základní jednotce jsou uloženy tyto části: Základní deska - (anglicky mainboard či motherboard) je základním hardware většiny počítačů. Hlavním účelem základní desky je propojit jednotlivé součástky počítače do fungujícího celku a poskytnout jim elektrické napájení. Procesor - základní součástí počítače. Někdy bývá také přirovnáván k "srdci" nebo "mozku" počítače. Procesor čte z paměti strojové instrukce a na jejich základě vykonává program. Zásadním parametrem, který je procesoru důležitý, je frekvence práce jeho jádra (jader). Jinak řečeno počet operací provedených za jednu sekundu. Operační paměť je nestálá paměť počítače, která dočasně uchovává a zpřístupňuje data procesoru, který je z ní přebírá a dále zpracovává. Zásadním parametrem je velikost operační paměti. Dnes běžně min. 2 GB RAM. Pevný disk (HardDisk) - slouží k trvalému ukládání souborů. Jsou na něm připraveny (tzv. nainstalovány) programy (SW) a my si na něj ukládáme své dokumenty. Důležitá je hlavně jeho velikost. DVD-ROM mechanika je nástupcem CD mechaniky. Má velkou kapacitu, cca 4,7 GB. Slouží ke čtení datových DVD disků i DVD disků s filmy. Umí také číst datové i zvukové CD disky. Grafická karta umožňuje zobrazení výstupu z počítače. Zpracuje signál z procesoru a vykresluje tvary na monitoru. Kvalitní kartu potřebujeme hlavně na hraní her a na náročné grafické aplikace (např. úprava videa), na běžnou práci stačí i obyčejná (levná) karta. Zvuková karta připraví signál pro reproduktory nebo sluchátka. Společně tyto dva díly umožňují přehrávání zvuků a hudby na počítači. Nahrávat zvuky můžeme přes mikrofon.
Díky tomu je dnešní počítač multimediální, umožňuje zobrazení textu, grafiky, přehrávání zvuků i videa. Síťová karta umožní propojení počítače do sítě. Sítě jsou pak připojeny do jedné velké sítě Internetu. Další části skříně (základní jednotky) je zdroj napájení, už jen velmi málo se setkáme s disketovou mechanikou. Zejména v případě Notebooku dnes v rámci komunikace využíváme zařízeni Wi-Fi. Bezdrátová zařízení pracující ve volných pásmech 2,4 a 5,4 GHz. K jejich provozování není třeba zvláštní povolení. WiFi zařízení umožňují přenášet data rychlostí v řádech jednotek Mb/s, jejich výhodou je cenová dostupnost a snadná instalace. Dosah signálu je v řádech stovek metrů a odvíjí se od typu použité antény, frekvenčního pásma a místních podmínek. Pro připojení na vzdálenosti větší než desítky metrů od přístupového bodu je obvykle nutné použít externí anténu. Nevýhodou volného pásma je riziko rušení mezi více provozovanými vysílači ve stejné lokalitě. Základní princip činnosti Procesor je výkonná část počítače, která vykonává všechnu práci, tj. provádí člověkem naprogramované činnosti. Je to nejdůležitější díl počítače.
Operační paměť. V paměti procesor pracuje. Vše, co právě zpracováváme a vidíme v okně spuštěného programu, se nachází v paměti. Proto se jí říká operační paměť, protože v ní procesor vykonává všechny operace. Ale operační paměť v počítači si po ukončení naší práce nic nepamatuje, slouží jen jako místo pro práci procesoru. Jsou to čistě na elektrickém napájení závislé součástky, proto v nich po vypnutí počítače žádná data nezůstanou. Disk - díl, na kterém je vše uloženo. Disk pracuje na principu magnetického záznamu, podobně jako pásek v magnetofonové kazetě. Vše, co na něj uložíme, na něm zůstane i při vypnutém počítači, dokud to sami nesmažeme (podobně jako u magnetofonové kazety). Zpravidla je napevno zamontován v počítači, proto se mu říká pevný disk. Periferie počítače Periferie, tj. vnější zařízení (tiskárny, reproduktory apod.) připojujeme většinou s nimi dodanými kabely. Najdeme odpovídající konektor, jeho. tvar nedovolí zapojit kabel špatně, tj. obráceně. Zásuvky zvukové karty bývají barevně odlišeny a popsány (speaker = reproduktory) nebo označeny piktogramy. Periferiemi počítače rozumíme vstupní a výstupní zařízení, díky němuž jsem s počítačem schopni komunikovat. Zadávat mu příkazy a vnímat jeho odpovědi. Vstupní zařízení Klávesnice a myš Mikrofon Scanner Výstupní zařízení Monitor Tiskárna Reproduktory Monitor umožňuje zobrazení informací z počítače. Dnes se většinou používají monitory s obrazovkou podobnou televizní obrazovce. Prosazují se ploché LCD monitory (panely). Nejdůležitějším parametrem monitoru je jeho velikost, která se udává délkou jeho úhlopříčky v palcích (1" = 2,54 cm). Dnes se běžně používají 17" monitory a větší. Tiskárny Inkoustové tiskárny tryskají kapičky barevných inkoustů z tiskových náplní na papír (cartridge). Obsahují i barevné náplně, mohou tedy
tisknout barevné obrázky. Jsou levné, mají však vyšší náklady na tisk. Kvalita tisku je dnes většinou velmi dobrá až vynikající. Laserové tiskárny vykreslují jemným laserem obraz na světlocitlivém válci. Na osvětlených místech se uchytí toner (velmi jemný černý prášek). Ten se obtiskne na papír a následně se do papíru zažehlí. (Proto papír z tiskárny vyjíždí teplý a někdy pokroucený.) Tisknou rychle a kvalitně. Barevné laserové tiskárny jsou stále drahé. Scanner Skener (anglicky scanner) je většinou ploché zařízení, pod jehož víko vkládáme papírové fotografie, obrázky a grafiku. Skener obraz v požadované kvalitě nasnímá a přenese ho do počítače. Tam obrázek uložíme ve formě souboru na disk do námi zvolené složky. Reproduktory, sluchátka a mikrofon Všechna tato zařízení se zapojují do zásuvek zvukové karty v počítači. Zásuvky bývají barevně odlišeny a popsány. Hudební signál ze zvukové karty je většinou velmi kvalitní. Na výsledném zvuku se pak nejvíce (v dobrém i špatném) podepíší reproduktory, které ke kartě připojíme. Běžným řešením jsou malé plastové reproduktory. Zaberou málo místa a jsou velmi levné. Bohužel se tyto dvě jejich vlastnosti podepíší velmi
negativně na jejich hlavní funkci, tj. na kvalitě zvuku. Chybějící basy i výšky a někdy i zašuměný zvuk stačí snad pro ozvučení her, nejsou ale vhodné pro přehrávání hudebních CD. Kvalitní sluchátka zajistí lepší reprodukci než malé reproduktory a pro použití ve škole je důležité, že při jejich používání není rušeno okolí. Mikrofon bývá často součástí sluchátek. Umožňuje např. porovnat svoji výslovnost s výslovností mluvčího ve výukovém programu. Prezentační zařízení Dataprojektor umožňuje promítat obraz z televizoru i počítače na projekční plochu. Je nepostradatelný při každé profesionální prezentaci. Projektory se dělí podle počtu zobrazených bodů a podle světelného výkonu. S některými můžeme použít laserové ukazovátko a zařízení pro dálkové ovládání počítače. Existují i projektory zavěšené na krátkém rameni před (bílou) tabulí, které na ní vykreslí jasný obraz velikosti jednoho křídla tabule. Výstup z některých grafických karet je možné připojit do (velkého) televizoru a použít k prezentaci informací jeho obrazovku. Interaktivní tabule (promítá se na ni obraz dataprojektorem) umožňuje vyhodnocovat pohyb popisovače po svém povrchu a přenášet tak namalované obrázky do počítače. Pohybem popisovače lze také počítač ovládat. Otázky: 1. Co jsou to informační technologie? 2. Z jakého schéma (architektury) vychází dnešní počítače? 3. Jak dělíme počítače? 4. Definujte pojmy HW, SW a FirmWare. 5. Jaké jsou hlavní části základní jednotky počítače? 6. Jak členíme periferie počítače? 7. Jak byste rozlišili inkoustové a laserové tiskárny? 8. K jakému účelu slouží skener? 9. Jakými hasicími přístroji hasíme běžící počítač? 10. Jaká externí paměťová zařízení znáte? 11. Co je to počítačová sestava? 12. V čem se liší kancelářské, domácí a herní počítačové sestavy?
Úkol: 1. Najděte na internetu počítač (počítačovou sestavu) nebo notebook, který bude splňovat následující parametry: - 2 jádrový procesor o taktovací frekvenci jádra min. 2,0 GHz (libovolná značka) - operační paměť min. 4 GB RAM - pevný disk o velikosti min. 320 GB - Mechanika:DVD+/-RW - Grafická karta min. 512 MB vlastní paměti