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)


Inžinierstvo

- systematický prístup

- aplikovanie vedy,pri ktorom saprostredníctvom :

3

- aplikovanie vedy,pri ktorom saprostredníctvom :

• postupov

• dokumentácie

• technických možností

stávajú výsledkyužitočnými


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 )


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


• veda o všeobecných zákonitostiach

7

• veda o všeobecných zákonitostiachtransformovania informácií v zložitýchsystémoch


- 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


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


• 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


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



• Wilhelm SHICKARD ( 1592 – 1635 )

21

• Mechanická kalkulačka ( sčítanie –odčítanie )



• 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


• Gottfried Wilhelm von LEIBNITZ ( 1673 )

23

• automatický stroj ( sčítanie, odčítanie, delenie, násobenie )

• dvojková sústava


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


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 !



• Charles BABBAGE

• Analytical Engine

29

– dierne štítky - operácie, adresy

– mechanická adresovatelná pamäť

– „mlyn ček“ - centrálna aritmetická jednotka



• 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



• Charles BABBAGE – teoretický prínos

• pamäť

• procesor

32

• procesor

• mechanické programovanie komplikovaných algoritmov

• mechanická inteligencia

• automatická zmena programu v priebehu výpočtu



• 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



• 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


Howard AIKEN (1937 )

• Harvardská univerzita

39

• Babbageove myšlienky

• reprezentácia údajov na diernych štítkoch


IBM (1939 - 1944 )

• MARK 1 – 750 000 relé

40

• 5 ton, 16m

• desiatková sústava s pevnou rádovou čiarkou


John ATANASOFF a Clifford BERRY

• ABC - Atanasoff Berry Computer

41

• 300elektrónok

• riešenie sústavy lineárnych rovníc

• magnetické bubny


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


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“


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

[email protected]

Documents

prednáška 1