Download - prednáška 1
ÚVODÚVOD
Pojem inžinierstva v informatických a
1
informačných vedách.
História počítania - od počítadla po Internet.
Elektronické prostredie pre spracovanieinformácií.
Pojem inžinierstva vPojem inžinierstva v informatických ainformatických ainforma čných vedách.informa čných vedách.
Inžinier
- absolvent technickej školy
- technik
- človek zavádzajúcivýsledky:
2
- človek zavádzajúcivýsledky:
o Vedy
o Výskumu
o Vývoja
o do Výroby (praktické Využitie)
Pojem inžinierstva vPojem inžinierstva v informatických ainformatických ainforma čných vedách.informa čných vedách.
Inžinierstvo
- systematický prístup
- aplikovanie vedy,pri ktorom saprostredníctvom :
3
- aplikovanie vedy,pri ktorom saprostredníctvom :
• postupov
• dokumentácie
• technických možností
stávajú výsledkyužitočnými
Pojem inžinierstva vPojem inžinierstva v informatických ainformatických ainforma čných vedách.informa čných vedách.
Inžinierske metódy
postupyhľadajúcenajefektívnejšie
4
postupyhľadajúcenajefektívnejšie
riešenie
( nie najpohodlnejšie)
KYBERNETIKAKYBERNETIKA
( kybernetes – kormidelník )
Norbert WIENER
5
Norbert WIENER
„Cybernetics an Communication in the Animaland the Mashine“ ( 1948 )
KYBERNETIKAKYBERNETIKA
vedný odbor zaoberajúci sa všeobecnými
princípmi riadenia a prenosu informácií
(komunikácie) a kontroly
6
(komunikácie) a kontroly
v strojoch,
v živých organizmoch
a spoločenských objektoch,
čiže štúdiom zložitých informačných systémov
KYBERNETIKAKYBERNETIKA
• veda o všeobecných zákonitostiach
7
• veda o všeobecných zákonitostiachtransformovania informácií v zložitýchsystémoch
KYBERNETIKAKYBERNETIKA
- skúma ľubovoľné organizované systémy zhľadiska ich schopnosti:
· prijímať informáciu
8
· udržiavať ju v pamäti
· odovzdávať ju po kanáloch spojenia
· spracúvať
· používať na riadenia takýchto systémov
KYBERNETIKAKYBERNETIKA
skúma procesy riadenia a spracúvania
informácií :
9
informácií :
- v technických systémoch
- v živých organizmoch
KYBERNETIKA TeoretickáKYBERNETIKA Teoretická
10
formálne prostriedky skúmania
KYBERNETIKA KYBERNETIKA -- TechnickáTechnická
• základ technických aplikácií
• teória veľkých systémov
11
• teória veľkých systémov
• - adaptívne systémy
• - optimálne systémy
• - systémy automatického riadenia
KYBERNETIKA KYBERNETIKA -- AplikovanáAplikovaná
12
• tvorba praktických zariadení
KYBERNETIKAKYBERNETIKA
• KybernetickýSTROJ:
13
• KybernetickýSTROJ:
• automatické zariadenie na spracovanie údajov – informácií
INFORMÁCIAINFORMÁCIA
• Správa
• Údaj
14
• Údaj
• Poučenie
• Údaje (dáta)
• Hodnoty
• , ktoré sa strojovo spracovávajú
INFORMAČNÝINFORMAČNÝ
slúžiaci na informáciu
poskytujúci - údaje
- správy
15
- správy
- poučenia
Oboznamujúci
informujúci
INFORMATIKAINFORMATIKA
- disciplína zaoberajúca sa:
výskumom informácií
ich triedením
16
hodnotením
spracovávaním
uchovávaním
komunikovaním …
- Náuka o vedeckých informáciách.
História počítania História počítania od počítadla po Internetod počítadla po Internet. .
calculator– calculus• jednoduché pomôcky uľahčujúce počítanie alebo
17
• jednoduché pomôcky uľahčujúce počítanie alebo záznam informácie
• kamienky
• rováše
• ABAKUS – počítadlo – 6. stor. p.n.l.(„ŠČOT“)
História počítania História počítania od počítadla po Internetod počítadla po Internet. .
pomôcky a stroje• nemusí to byť iba technické zariadenie
• usporiadanie jednotiek
• · ľudia
18
• · ľudia
• · ozubené kolieska
• · elektronický prvok
• organizácia
• postupnosť aktivít
• SYSTÉM
História počítaniaHistória počítania
Vývoj technikyVývoj techniky..
• postupné nahradzovanie ľudí v jednotkách strojmi
• Ílias – „rozmýš ľajúce slúžky“
• Reymund LULLUS (1235 – 1315 ) – Paríž
– „stroj pravdy“ ( formalizovate ľnos ť log. operácií)
19
operácií)
• Elius CHELM – 14.stor. - GOLEM
• Wolfgang KEMPELEN ( 1770 )
– šachový automat
– skúmal mechanizmy ľudskej re či – syntéza
História počítaniaHistória počítania
Vývoj výpočtovej technikyVývoj výpočtovej techniky
• John NAPIER ( 17. stor. )
• · „Napierove kosti“
• · mechanizmy na zjednodušenie výpočtov
20
• · mechanizmy na zjednodušenie výpočtovpomocou logaritmov
• Henry BRIGGS
• · logaritmické tabuľky
• · logaritmické pravítko
História počítaniaHistória počítania
Vývoj výpočtovej technikyVývoj výpočtovej techniky
• Wilhelm SHICKARD ( 1592 – 1635 )
21
• Mechanická kalkulačka ( sčítanie –odčítanie )
História počítaniaHistória počítania
Vývoj výpočtovej technikyVývoj výpočtovej techniky
• Blais PASCAL ( 1623 – 1662 )
• Pascaline
• „Aritmetický prístroj dáva výsledky, ktoré sa blížia
22
• „Aritmetický prístroj dáva výsledky, ktoré sa blížia mysleniu viac než všetko, čo robia živočíchy. Nerobí však nič, aby sme mohli povedať, že má vôľu ako človek“ („Myšlienky“)
• PASCAL – Niklaus WIRTH - programovací jazyk
História počítania História počítania
Vývoj výpočtovej technikyVývoj výpočtovej techniky
• Gottfried Wilhelm von LEIBNITZ ( 1673 )
23
• automatický stroj ( sčítanie, odčítanie, delenie, násobenie )
• dvojková sústava
História počítaniaHistória počítania
Princípy mechanických kalkulátorovPrincípy mechanických kalkulátorov
• Neexistuje program:
• - postupnosť rovnakých krokov musela byť opakovane ručne zadávaná pre rôzne vstupné údaje
24
opakovane ručne zadávaná pre rôzne vstupné údaje
• Vo väčšine prípadov neexistuje pamäť:
• - medzivýsledky zapísané, znovu ručne zadávané
• Vzhľadom na úroveň technológie -mechanické stroje
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadeniaProgramom riadené zariadenia
Spracovanie aSpracovanie a analýza údajovanalýza údajov
• tkáčske stavy: Jacque de VOUCANSON
25
• opakované vzory v látkach programované pomocou papierových kariet – dierne štítky
• dierna „páska“ až z 10 000 kariet
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadeniaProgramom riadené zariadenia
Spracovanie aSpracovanie a analýza údajovanalýza údajov. .
• Sčítanie obyvateľov USA ( 1890 ) Hermann HOLLERITH
• dierne štítky snímané elektricky
• stroj umožňoval:
26
• stroj umožňoval:
• · jednoduché výpočtové operácie
• · triedenie údajov
• · tlačený alebo dierkovaný výstup
• založil firmu
• · Tabulating Machine
• · International Bussiness Machine – IBM- 1924
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadenia Programom riadené zariadenia
Výpočty zložitých aVýpočty zložitých a algebraických formúl algebraických formúl
• Charles BABBAGE ( 1791 – 1871 )
• Stroj poháňaný PAROU !
27
• Stroj poháňaný PAROU !
• Vypočítaval a tlačil matematické tabuľkymetódou diferencií
• vydal osemmiestne tabuľky logaritmov
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadenia Programom riadené zariadenia
Výpočty zložitých aVýpočty zložitých a algebraických formúlalgebraických formúl
• Charles BABBAGE ( 1791 – 1871 )
• Differ ential Engine – 1830
28
• Differ ential Engine – 1830
• ľubovolný polynóm
• presnosť – 20 miest !
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadenia Programom riadené zariadenia
Výpočty zložitých aVýpočty zložitých a algebraických formúlalgebraických formúl
• Charles BABBAGE
• Analytical Engine
29
– dierne štítky - operácie, adresy
– mechanická adresovatelná pamäť
– „mlyn ček“ - centrálna aritmetická jednotka
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadenia Programom riadené zariadenia
Výpočty zložitých aVýpočty zložitých a algebraických formúlalgebraických formúl
• Charles BABBAGE – teoretický prínos
• pamäť
• procesor
30
• procesor
• mechanické programovanie komplikovaných algoritmov
• mechanická inteligencia
• automatická zmena programu v priebehu výpočtu
MetMetóódydy ininžinierskej práce 1žinierskej práce 1
31
• Vývoj a história výpočtovej techniky
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadenia Programom riadené zariadenia
Výpočty zložitých aVýpočty zložitých a algebraických formúlalgebraických formúl
• Charles BABBAGE – teoretický prínos
• pamäť
• procesor
32
• procesor
• mechanické programovanie komplikovaných algoritmov
• mechanická inteligencia
• automatická zmena programu v priebehu výpočtu
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadenia Programom riadené zariadenia
Výpočty zložitých aVýpočty zložitých a algebraických formúlalgebraických formúl
• grófka Augusta Ada King of Lovelace– ( dcéra básnika Byrona )
– spolupracovníčka Ch. Babbagea
33
• Základy programovania
• vetvenie – podmienené výsledkom predchádzajúceho kroku
• cykly, slučky
• program na riešenie sústavy lineárnych rovníc
• úvahy o generovaní hudby pomocou zakódovania zákonov harmónie a kompozície
História počítaniaHistória počítaniaProgramom riadené zariadenia Programom riadené zariadenia
Výpočty zložitých aVýpočty zložitých a algebraických formúlalgebraických formúl
• Augusta Ada King of Lovelace
• „Analytický stroj nemá ambície vymyslieť niečo originálne. Dokáže urobiť iba čokoľvek očom
34
originálne. Dokáže urobiť iba čokoľvek očom vieme, ako mu prikázať aby to vykonal. Môže postupovať podľa výsledkov analýzy riešenia. Nemá ale žiadnu schopnosť vymyslieť akékoľvek analytické vzťahy alebo tvrdenia“
História počítaniaHistória počítaniaVýroba výpočtových strojovVýroba výpočtových strojov
Mechanické systémyMechanické systémy
• Charles Xavier THOMAS
• Arithmometer ( 1500 ks )
35
• nemal program ani pamäť
• stroj poháňaný mechanickou kľukou
• mocnimy, odmocniny, trigonometrické funkcie,
• 20 desatinných mies
História počítaniaHistória počítaniaVýroba výpočtových strojovVýroba výpočtových strojovElektrotechnElektrotechnické systémyické systémy
Vennevar BUSH ( 1930 )
36
Vennevar BUSH ( 1930 )
• analógový elektromechanický diferenciálny analyzátor
História počítaniaHistória počítaniaVýroba výpočtových strojovVýroba výpočtových strojovElektrotechnElektrotechnické systémyické systémy
George BOOLE ( 1815 – 1864 )
• základy binárnej logiky
37
• základy binárnej logiky
• jednoduchá technická realizácia
• RELÉ
História počítaniaHistória počítaniaPočítačePočítače
Konrad ZUSE (1936 – 1944 )
• Z1 - mechanický
• Z2 - elektromagnetické relé
38
• Z3 - 1941 - pamäť na 64 22 bitových čísel
• násobenie v pohyblivej rádovej čiarke
• program na diernej páske
• 2500 relé
História počítaniaHistória počítaniaPočítačePočítače
Howard AIKEN (1937 )
• Harvardská univerzita
39
• Babbageove myšlienky
• reprezentácia údajov na diernych štítkoch
História počítaniaHistória počítaniaPočítačePočítače
IBM (1939 - 1944 )
• MARK 1 – 750 000 relé
40
• 5 ton, 16m
• desiatková sústava s pevnou rádovou čiarkou
História počítaniaHistória počítaniaPočítačePočítače
John ATANASOFF a Clifford BERRY
• ABC - Atanasoff Berry Computer
41
• 300elektrónok
• riešenie sústavy lineárnych rovníc
• magnetické bubny
História počítaniaHistória počítaniaPočítačePočítače
John Prosper Eckert a John Mauchly ( 1943 )
• ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Calculator
• prvý mnohoúčelový elektronický počítač
• výroba atómovej bomby
42
• výroba atómovej bomby
• 150 m2
• 30 ton
• 100 000 súčiastok
• chladený vrtuľami dvoch leteckých motorov
• „mechanické“ programovanie
História počítaniaHistória počítaniaPočítačePočítače
Alan Mathieson TURING
• dekódovanie nemeckých šifier
• Použitie počítačov na riešenie „inteligentných
43
• Použitie počítačov na riešenie „inteligentných úloh (šach, krížovky)
• COLLOSUS – 1 800 elektónok
• „Computer Machinery and Intelligence“
História počítaniaHistória počítaniaPočítačePočítače
John von NEUMANN
• Teoretická práca v oblasti počítačovej architektúry
• pamäť programov a údajov
44
• pamäť – súvislá, adredsovateľná
• program je uložený na za sebou idúcich adresách
• program modifikovatelný v priebehu výpočtu
• binárne kódovanie programu a údajov
Metódy inžinierskej práce 1Metódy inžinierskej práce 1
Ďakujem za pozornos ť
45
Ďakujem za pozornos ť