Základy ICT KI/ZICT

1. Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta Základy ICTKI/ZICT Libor Měsíček Zbyšek Posel Ústí nad Labem 2013

2. Obor: Klíčová slova: hardware, software, MS Word, MS Excel, MS PowerPoint, bezpečnost Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.2.00/28.0296 Tento projekt byl podpořen z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky. Projekt „Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP“

3. Informace o kurzu • Sylabus • Kurz poskytne studentům kompetence ve třech oblastech IT, tj. hardware, software a ostatní IT kompetence, které využijí při samostatné práci na počítači a jeho správě. • Studenti získají základní znalosti o používání a stavbě PC, procvičí si práci s kancelářskými balíky a se systémem Windows a získají povědomí o bezpečnosti v síti, zejména na Internetu. • Kompetence z oblasti software aplikují studenti v rámci kurzu při tvorbě seminárních prací. • Způsob a podmínky ukončení • Předmět ukončen zápočtem • Požadavky na zápočet: • 80% účast na seminářích, vypracování seminární/seminárních prací, zápočtový test • Zápočet bude udělen po úspěšném vypracování zápočtového testu a při splnění všech ostatních požadavků

4. Probíraná látka v jednotlivých týdnech

5. Seznam doporučené literatury • BUDAI, David, Petr BROŽA a Jan POLZER. MS Office 2010 - bible - Průvodce pro každého. Brno: ZonerPress, 2010. ISBN 978-80-7413-118-9. • PECINOVSKÝ, Josef a Rudolf PECINOVSKÝ. Office 2010. Praha: GradaPublishing, 2011. ISBN 978-80-247-3620-4. • Podpora - Office.com [online]. 2013 [cit. 2013-04-18]. Dostupné z: http://office.microsoft.com/ • HORÁK, Jaroslav. Hardware: učebnice pro pokročilé. Brno: ComputerPress, 2007. ISBN 978-80-251-1741-5. • SIECHERT, Carl, Craig STINSON a Ed BOTT. Mistrovství v Microsoft Windows 7. Brno: ComputerPress, 2010. ISBN 978-80-251-2817-6.

6. von Neumannovo schéma Zdroj: http://ki.ujep.cz/data/enastenka/skripta_ms.pdf

7. HW - obecně • Hardware (HW) označuje veškeré fyzicky existující technické vybavení počítače • Software (SW) označuje veškeré programové vybavení počítače (operační systém, programy atd.)

8. HW - dělení • Vnitřní zařízení počítače • Vše uvnitř těla (skříně) počítače • Vnější zařízení počítače • Vše připojitelné k počítači • Vstupní zařízení (myš, klávesnice, scanner, kamera, mikrofon atd.) • Výstupní zařízení (monitor, reproduktory, tiskárna atd.) • Vstupně/výstupní zařízení (externí grafická karta, USB Flash disk atd.)

9. Rozměry skříní http://koalazereeukalipt.wordpress.com/2010/10/19/pocitacova-skrin-case/

10. HW – vnitřní zařízení počítače http://ki.ujep.cz/data/enastenka/skripta_ms.pdf

11. Základní deska • Základní deska – Propojuje jednotlivé součástky počítače do jednoho celku, poskytuje jim napětí (to přichází ze zdroje) a fyzickou oporu • Zpravidla je na desce integrována: • Zvuková karta • Síťová karta • Další komponenty (záleží na desce)

12. Základní deska http://ki.ujep.cz/data/enastenka/skripta_ms.pdf

13. Zdroj • Napájecí zdroj – převádí střídavé napětí (230V/50Hz) na nízké stejnosměrné napětí (3,3, 5, 12V) http://diit.cz/clanek/klasicke-zdroje-pc-powercooling-konci

14. Procesor • Procesor (Central Processing Unit) • Základní součást počítače • Vykonává jednotlivé strojové instrukce • Může obsahovat integrovanou grafickou kartu(např. některé modely Intel Core i3, i5, i7) http://extrahardware.cnews.cz/soutez-o-procesor-intel-v-hodnote-23-000-kc http://pctuning.tyden.cz/hardware/procesory-pameti/22169-ivy-bridge-22-nm-a-3d-tranzistory-uz-za-pul-roku-v-obchodech?start=3

15. Procesor • Hlavní výrobci procesorů pro PC • Intel • Core i3, i5, i7 (architektury SandyBridge, Ivy Bridge, Haswell) • AMD (omezuje produkci) • Např. řada Buldozer • Důležité parametry • Výrobce • Frekvence (GHz) – čím vyšší, tím lepší (obecně) • Velikost pamětí L1, L2, L3 (MB) (větší, lepší) • Výrobní proces (22 nm) (menší, lepší) • Množství odpadního tepla (Thermal Design Power, udává se ve wattech (W) (menší, lepší)

16. Hlučnost a chlazení počítačů • Potřeba odvést odpadní teplo ze skříně • Chladící média • Vzduch • Pasivní • Aktivní • Voda/kapalina • Heatpipes • „Vodní“ chlazení • Ponoření do kapaliny • Vysoce zchlazený plyn (dusík) http://www.suntech.cz/produkt/69972-supermicro-2u-pasivni-chladic-cpu-pro-xeon-socket-771/ http://ixbtlabs.com/articles2/mainboard/msi-p35-platinum-i35p.html

17. Operační paměť • Operační paměť (RAM) je energeticky závislá paměť určená pro dočasné uchovávání zpracovávaných dat a programového kódu • Po odpojení napájení je obsah této paměti ztracen • Běžné počítače: 2 až 8 GB DDR3 RAM • Nedostatek paměti se projevuje zpomalením práce počítače, swapováním disku (data se musí ukládat na HDD)

18. Operační paměť

19. Hard Disk Drive / Solid State Drive Pevný disk – energeticky nezávislé zařízení k dlouhodobému uchování informace na základě magnetické indukce (HDD) nebo uchování náboje (SSD) HDD - obsahuje rotující plotny SSD - obsahuje NAND paměťové čipy 8 bitů (b) = 1 byte (B) 1024 B = 1 kiB 1000 MiB = 1GiB Problém záměny GiB a GB Připojen k základní desce pomocí rozhraní: ATA/SATA/SCSI FAT32, NTFS, EXT3, EXT4 http://hardwarecervenkova.blogspot.cz/2010/10/hdd-hard-disk.html

20. Hard Disk Drive / Solid State Drive • Výhody HDD • Kapacita • Spolehlivost • Neomezený počet přepsání • Nevýhody HDD • Spotřeba • Nízká rychlost čtení a zápisu • Hluk • Odpadní teplo • Pomalé vybavení informace Pro SSD platí opak

21. Optická mechanika • Optická mechanika – ukládání a čtení dat na základě změny optických vlastností laseru od odrazné vrstvy média (CD, DVD, Blu-Ray) • Typy disků • CD – standardně 700 MB • DVD – 4,7 až 17 GB (dvouvrstvé z obou stran) • Blu-Ray – 25 a 50 GB (jedna a dvě vrstvy)

22. Grafická karta • Grafická karta – vytváří obraz na monitoru (má řadu specializovaných procesorů, vlastní paměť atd.) • Řešení grafických karet • Integrovaná v procesoru • Integrovaná na desce • Samostatná • Přepínatelná (standardně používaná integrovaná a ve hrách a spol. pracuje samostatná) http://interlink.tsbohemia.cz/graficka-karta-asus-nvidia-engtx560-dcii-top-2di-1gd5-2x-dvi-1x-hdmi_d131364.html

23. Připojení grafické karty a monitoru • Karta se připojuje pomocí • VGA • DVI • HDMI • DispleyPort • WiDi • Je možné přenášet obraz, zvuk a další data (HDMI, DP)

24. Síťová karta • Síťová karta slouží ke komunikaci počítačů a dalších zařízení v počítačové síti • Může být nejčastějí řešeno: • Pomocí kabelů s koncovkou RJ-45 • 10 Mb/s = 1,25 MB/s • 100 Mb/s = 12,5 MB/s • 1 Gb/s = 125 MB/s • Optický kabel • Wi-fi • 802.11a = 54 Mb/s až 802.11n = 600 Mb/s • V praxi přenos nevyužívá plnou rychlost (omezeno rychlostí nejpomalejší části)

25. Zvuková karta • Zařízení umožňující vstup a výstup analogového/digitálního signálu • Zpravidla integrováno na desce • Kvalitní zvukové karty se umisťují do rozšiřujícího portu

26. HW – Vnější zařízení počítače -vstupní • Zařízení dodávající informace do počítače • Klávesnice • Polohovací • Klávesnice • Myš • Touchpad • Scanner • Ostatní • Herní příslušenství • Mikrofon • Kamera • Snímače kódů a další

27. Klávesnice • Odvozena od psacího stroje • Různé rozložení kláves (speciální klávesy podle platformy) a různé typy (ergonomické, drátové/bezdrátové …) • Připojována pomocí USB nebo PS/2 http://www.markonet.cz/pages/vyuka/principy-pocitacu/klavesnice/ergonomicke-klavesnice.php

28. Myš • Snímá změnu polohy, stisk tlačítek a pohyb kolečka (2, 3, 5 směrný) • Princip snímání: • Mechanické • Kulička otáčí válečky s připojenou clonou, změnaprosvícení je převáděnana informaci o pohybu • Optické • LED – pohyb snímán a přepočítáván • Laser – vylepšený princip, přesnější a méně náročné na povrch http://jalaaaa.wordpress.com/2012/03/12/druhy-pc-mysi/

29. Touchpad • Snímá změny na povrchu plochy • Více dotykové snímání (nejčastěji pomocí kapacitní technologie) • Multidotyková gesta http://extranotebook.cnews.cz/prakticke-tipy-displej-touchpad http://rmreview.com.my/2009/06/12/brando-slim-wireless-new-keyboard-with-smart-touchpad-say-no-to-buy-best-computer-mouse/

30. Scanner • Postupně načítá obraz • Pohyb čtecí hlavy nebo papíru • Důležité parametry • Rychlost čtení • Barevná hloubka • Rozlišení výstupu • Připojení k počítači (drtivá většina USB) • Velikost plochy předlohy • Doplňkové funkce (multifunkční zařízení)

31. Herní zařízení • Gamepad • Joystick • Sledování pohybu (konzole) http://www.kasa.cz/gamepad-microsoft-wrls-common-controller-for-win-usb-black/ http://radialmind.blogspot.cz/2010/05/joystick-pong-how-to-write-custom-usb.html http://www.microsoft.com/cze/digitalni-svet/zabava-produkty.aspx?slide=0

32. Mikrofon • Zajišťuje zachycení zvukového signálu u určitém rozsahu frekvencí na elektrický signál • Typy mikrofonů • Snímaná oblast • Směrový • Panoramatický • Velikost • Klopové • Vestavěné • Volné

33. Digitální kamera • Složena z objektivu, obrazového snímače, elektroniky • Světlo dopadá přes objektiv na plochu citlivou na světlo. Obraz je zakódovaný a odeslaný do dalšího zařízení nebo uložen na paměťové médium • Rozlišení až 1080p při 25 snímcích za sekundu

34. Výstupní zařízení • Monitor • Tiskárna • Plotter

35. LCD monitor • Obraz tvořen natáčením jednotlivých obrazových buněk a průchodem světla mezi dvěma vrstvami polarizačního filtru • Příklad mezního stavu: • „Narovnané“ krystaly způsobí pohlcení světla v druhém filtru a „otočené“ umožní průchod světla druhým filtrem k pozorovateli • Každý LCD displej musí být podsvícen (výbojky, LED) • Každý pixel je tvořen třemi subpixely (RGB – červená, zelená a modrá)

36. Vrstvy LCD • Vertikální polarizační filtr • Skleněný substrát • Vrstva tekutých krystalů • Skleněný substrát • Horizontální polarizační filtr • Reflexní vrstva odrážející obraz směrem k pozorovateli http://extrahardware.cnews.cz/jak-funguji-monitory-crt-lcd-plazma

37. Tiskárna • Parametry • Počet stran za minutu • Rozlišení tisku (DPI) • Hlučnost • Cena za stránku • Počet barev • Základní principy: • Jehličkové • jehlička udeří na barvící pásku a otiskne bod na papíru, • různý počet jehliček v bloku (8, 16, 24, 48) • vysoká hlučnost a nízká kvalita i cena tisku • Inkoustové • Inkoust je vystřikován/vytlačován/nanášen na papír z trysek • Bublinkové tiskárny – Vzrůstem teploty se vytvoří bublinka v inkoustu a kapka vyletí proti papíru • Piezoelektrické tiskárny – Inkoust je vystříknut z trysky na papír mechanicky • Nízké pořizovací náklady, vyšší náklady na tisk, vlhnutí papíru, opotřebení mechanických částí • Laserové • Tisková předloha je uložena na válec osvícením, toner (barva) se nanese na osvícená místa, toner je otisknut na papír a zahřátím fixován • Levný provoz, vysoká rychlost tisku, vyšší pořizovací náklady

38. Příklady řešení tisku Inkoustová tiskárna Laserová tiskárna Jehličková tiskárna http://home.zcu.cz/~milora/jehlickove.html http://home.zcu.cz/~milora/inkoustove.html http://home.zcu.cz/~milora/inkoustove.html

39. Další základní pojmy (výběr) • Média pro ukládání dat • Flash disk • Optické disky (CD, DVD, Blu-Ray) • Operační systémy • Funkce: • Ovládání počítače (spouští programy …) • Abstrakce hardwaru (rozhraní pro programy) • Správa systémových prostředků

40. Software I. • Software - je sada všech počítačových programů, které provádějí nějakou činnost • Operační systém – zajišťuje funkci počítače a komunikaci s jeho okolím • Funkce operačního systému: • ovládání počítače • umožňuje spouštět programy, předávat jim vstupy a získávat jejich výstupy s výsledky, • abstrakce hardwaru • vytváří rozhraní pro programy, které abstrahují ovládání hardwaru a dalších funkcí do snadno použitelných funkcí API • správa prostředků • přiděluje a odebírá procesům systémové prostředky počítače

41. Software II. • Příklady operačních systémů • Linux (Ubuntu, Fedora, Slax) • Android (2.3, 4.1 atd.) • Windows (XP, 7, 8) • Mac OS (9.2, X)

42. Program • Program – Předpis (posloupnost) příkazů, které má počítač provádět, v jakém pořadí • Vybrané kategorie programů (aplikačního softwaru): • Kancelářské balíky (několik samostatných programů např. Microsoft Office) • Webové prohlížeče • Antivirové programy • Multimediální přehrávače (vlc, media player) • Grafické programy • Ovladače zařízení • Pomocné programy

43. Operační systém • Základní úloha operačního systému • Software • Zůstává v paměti PC až do jeho vypnutí • Ovládání celého PC • Multitasking • Přiděluje HW/systémové prostředky programům Uživatel Program PC Operační systém Hardware

44. Operační systém • Kdo slouží komu ? Uživatel Základní ovládání PC Program Netiketa Operační systém Bezpečnost v IT světě Hardware Ochrana svého zdraví

45. Operační systém • Kdo slouží komu ? • Licence • Autorský zákon • GNU/GPL • BSD licence • A jiné Uživatel Program Uzavřený Operační systém Otevřený Hardware

46. Operační systém • Kdo slouží komu ? Uživatel Program Co mám v počítači Operační systém Potřebuji takový výkon ? Správa a sledování prostředků Hardware

47. Operační systém Uzavřený Otevřený Uživatel Základní ovládání PC Program Bezpečnost v IT světě Operační systém Hardware Co mám v počítači

48. Operační systém Windows