Základy informatiky
Ing. Vladimír Beneš vedoucí K-101 MSIT 4. patro, místnost č. 414 e-mail:
[email protected]
Ing. Bohuslav Růžička, CSc. tajemník K-101 MSIT 2. patro, místnost č. 215 e-mail:
[email protected]
Základy informatiky 1 semestr zimní dotace: 2+2 zakončení: Z, Zk
Základy informatiky 2 semestr letní dotace: 0+2 zakončení: KZ
Literatura (1) Pecinovský Josef: Začíníme s počítačem (Grada Publishing,2007) Slowik Josef: Nebojte se počítače (Grada Publishing, 200X) Tarabec: Výpočetní technika (kompletní průvodce)
Literatura (2) Jaroslav Horák HARDWARE (4.vyd.) Computer Press Publikace nakladatelství Computer Press a Grada Edice „Snadno a rychle“ Computer Press
Sylabus přednášky (1) (pro prezenční studium)
1. Historie výpočetní techniky • Hardware • Software
2. Stavba PC 3. Software pro PC • Operační systémy • Aplikační programy
Sylabus přednášky (2) (pro prezenční studium)
4. 5. 6. 7.
Práce s daty Databáze Počítačové sítě Internet • Některé služby Internetu • Elektronická pošta
Sylabus přednášky (3) (pro prezenční studium)
8. Viry a počítače 9. Grafika a prezentace 10. Multimedia 11. Výukové programy 12. Získávání a šíření programů 13. Ergonomie a práce na počítači
ALGORITMUS algoritmus
×
hardware
Algoritmus je přesný návod či postup, kterým lze vyřešit daný typ úlohy. 1. Determinovanost (jednoznačnost) 2. Rezultativnost (výstup) 3. Hromadnost (obecnost) 4. Konečnost 5. Elementárnost
ALGORITMUS Nejstarší algoritmus Euklidův algoritmus (hledá největšího společného dělitele dvou daných čísel)
Euklides řecký matematik, 3. století před n. l. Euklidova geometrie (axiomy)
Řešení úlohy na počítači 1. Formulace úlohy 2. Analýza úlohy 3. Algoritmizace (VD, Strukturogram, Popis pomocí běžného jazyka)
4. Zdrojový text v programovacím jazyce 5. 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.
6x7 =42 (6 x 700) 6 x 3 = 1 8 (6 x 30) 6x 9= 5 4 (6 x 9) 6 x 739 = 4 4 3 4 jednotky desiatky stovky tisícky
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.
Hollerith
24
von Neumannovo schéma počítače OPERAČNÍ PAMĚT
VSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ
CPU ŘADIČ
ALU
VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ
von Neumannovo schéma počítače
Historie výpočetní techniky Sálové počítače ENIAC (cca 1940, cca 45.000 elektronek)
Zdroj: Wikipedia
MARK I
28
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)) Zdroj: Wikipedia
Tesla 200
Zdroj: Wikipedia
Rozdělení počítačů dle typu (podle vnitřní interpretace informace)
1. analogové 2. číslicové 3. hybridní Trendy vývoje miniaturizace (relé, elektronky, tranzistory,
integrované obvody, procesory, čipy) Zdroj: Wikipedia
MEDA
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 IBM 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
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
Historie osobních počítačů Sharp MZ 800
Atari 130 XL
Zdroj: Old-computers
Historie osobních počítačů
Commodore AMIGA 500 Zdroj: Old-computers
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 Vědeckotech.. výpočty
Sériová výroba
Malé skříně
Vylepšené integrované obvody
+ Ekonomika
Velkosériová výroba Hromadná velkovýroba
70. léta
80. léta
Krabice
Mikroprocesor
Všechny oblasti zpracování a komunikace
90. léta
Formát A4
Vylepšený mikroprocesor
+ školství, domácnosti
Hromadná velkovýroba
nyní
Formát A5
Vícejádrové mikroprocesory
+ 3D zobrazení
Hromadná velkovýroba
