· charakterizujte históriu vývoja výpočtovej techniky
Od pradávna si ľudia vymýšľajú stroje a pomôcky, ktoré by im uľahčovali prácu s číslicami. Už pred piatimi tisícmi rokov sa v Malej Ázii objavil stroj, nazývaný abakus – počítacia pomôcka založená na systéme korálkou (v Ríme nazvaných „calculli“ – odtiaľ názov kalkulačka), ktoré sa na tyčkách kĺzajú hore a dole. V sedemnástom storočí boli v Anglicku postavené prvé logaritmické tabuľky, po nich nasledovalo i logaritmické pravítko. Objavujú sa i prvé počítacie stroje, ktoré pracovali na princípe ozubených kôl. Boli to rôzne pokladne a mechanické kalkulátory, ktoré pretrvali až do dvaciateho storočia, ale prvá doložená kalkulačka bola od Blaise Pascala, ktorá vedela sčítať a odčítať, ktoru skonštruoval pre svojho otca – daňového úradníka v 17.stor.
História vývoja samočinných počítačov sa začína odvíjať začiatkom 40 rokov 20. storočia.
12. mája 1941 konštruuje v Nemecku Konrad Zuse malý reléový samočinný počítač Zuse Z4.
Vie sčítať, odčítať, násobiť, deliť a vypočíta druhu odmocninu. Nedarí sa mu však vzbudiť pozornosť armády, preto tento počítač upadá do zabudnutia a je pozdejšie pri jednom z leteckých náletov zničený.
V januári 1943 Howard H. Aiken a jeho spolupracovníci na Harvardskéj univerzite uviedli do prevádzky prístroj nazývaný Harvard Mark I. Bol dlhý takmer šestnáct metrov, vážil 5 ton a celkom obsahoval tri štvrte milionou súčiastok a cez 800 kilometrov drôtených spojov. Bol to elektronický reléový počítač, ktorý používal elektrické impulzy k pohybu s mechanickými súčiastkami. Bol pravdepodobne použitý k výpočtom pri vývoji prvej atómovej bomby.
V roku 1944 bol na univerzite v Pensylvánii vo Filadelfii uvedený do prevádzky ENIAC (Electronic Numerator Integrator And Computer) – prvý stroj na svete, ktorý mal všetky architektonické rysy moderných počítačov. Za vývojom ENIACu stáli John W. Mauchly (1907 – 1980) a John Presper Eckert (1919 – 1995), obaja elektro – inžinieri a John von Neumann (1907 – 1980) vynikajúci matematik. ENIAC obsahoval 17 468 elektroniek, okolo päť miliónov pájaných spojov, 10 000 kondenzátorov, 7 000 odporov, 1 300 relé, vážil okolo 30 ton a zaberal plochu asi 310 m2. Jeho spotreba elektrickej energie sa pohybovala okolo 140 kW (toľko vtedy potrebovala na svoje osvetlenie značná časť Filadelfie) a bol chladený dvoma lietadlovými motormi. Bol riadený pomocou elektronických impulzov a robil 5 000 operácii za sekundu, no napriek tomu, dokázal pracovať bez poruchy len 30 sekúnd .Bol dokončený až po vojne –16.
Dôležitým rokom v histórií počítačov kategórie PC je rok 1983, keď IBM uviedla svoj model IBM PC/AT (eXtended Technology) a v auguste 1984 výkonejši typ IBM PC/AT (Advanced Technology ).Tieto počítače sa stali najrozšírenejším štandardom tej doby.
Roku 1983 sa začína používať disketa, ktorá úspešné nahradila doposiaľ používanú magnetickú pásku.
Roku 1984 začína Hewlett-Packard predávať LaserJet – prvá osobná laserová tlačiareň. Laserové tlačiarne mali oproti atramentovým omnoho lepšiu kvalitu tlače .
V roku 1985 Microsoft vyvinul, pre IBM PC, Windows 1.0, čo bola zdokonalená verzia MS-DOS.
Prvé PC ktoré bolo najznámejšie u nás, bol počítač, ktorý mal už 10 MB pevný disk, čo výrazné zjednodušilo jeho obsluhu (nebolo nutné meniť diskety s rôznymi programamy), hnal ho procesor Intel 286 a adaptér CGA vedel zobraziť 16 farieb. O rok pozdejšie dobývajú svet procesory Intel 386 podporující multitasking (súčasné spracovanie viacerých úloh naraz), prvá verzia Windows.
Roku 1989 Tim Bernes-Lee vynašiel World Wide Web, programovací jazyk, pomocou ktorého su tvorený webové stránky na Internetu.
S prvým rokom devedesiatych, výrobnú linku opúšťa procesor Intel 486 a spolu s ním i Windows 3.0, ktorý sa vďaka štyriosmičke začína výrazne presadzovať. O tri roky pozdejšie vzniká prví procesor s vlastním menom - Pentium. Windows 95 je na svete, s veľkou reklamou prišla 24. augusta americká softwarová firma Microsoft na trh s novým programovým vybavením W95. Ponúka väčší komfort, multimediálnej aplikácie a prístup k onlinovým službám Microsoft - Network.
Potom prišla verzia Windows 98 , W 98 plus , W milénium , W 2000 , W xp , a tiež kancelárske balíky Office .
Ďalej to už nie je zase taká vzdialená história. Vedúcu pozíciu diskiet preberajú cédéčka a okrem procesoru začali hrať veľkú rolu i grafické akcelerátory. Počítače sa spojili do celosvetovej sieti Internet. Objavil sa štandard ATX, smerujúci k začleneniu všetkých dôležitých komponentov do základnej dosky, nečakane pomaly nastupuje DVD.
Dnes je štandardom na PC CD-ROM, CD napalovačka alebo DVD, DVD-RW a staré monitory RTC už pomaly, ale iste, nahradzujú nové LCD. To, čo dnes ponúka trh ako nové , je už v laboratóriách vývojových firiem staré.
· Nakreslite a vysvetlite Von Neumanovu koncepciu počítača
· charakterizujte vývoj polovodičov a mikroprocesorov a ich význam pre ďalší vývoj v oblasti IT
Počítač (computer) je podľa definície stroj na číslicové a logické spracovanie údajov, ktorý pracuje podľa programu vopred uloženého do pamäti.
Procesorom (CPU - central processor unit) sa rozumie základná jednotka počítača, t.j. logický automat pre spracovanie informácii, obsahujúci hlavne aritmetickú (ALU) jednotku a riadiacu jednotku. Je to vlastne "počítač bez hlavnej pamäte a a bez periférnych zariadení". Mikroprocesor je CPU vyrábaný technológou veľkej integrácie. Procesory sa oceňujú predovšetkým podľa:
- Rýchlosti CPU (v Hz)
- Efektivita mikrokódu, charakterizujúca počet krokov potrebných na vykonanie jednej inštrukcie (napr. vynásobenie dvoch čísel).
- Počet inštrukčných kanálov, udávajúci maximálny počet inštrukcii, vykonávateľných počas jedného taktu procesora (napr. 4).
- Šírka slova (v počte bitov) určuje jednak maximálne číslo, ktoré je schopný procesor spracovať počas jednej operácie a tiež udáva veľkosť dátovej zbernice procesora, ktorá slúži na prenos dát do a z procesora.
- Interná cache pamäť, ktorej použitie si vyžiadala nutnosť prispôsobiť prístupovú dobu pamäti k taktu procesorov. Interná cache pamäť je súčasťou procesora. Medzi procesor a operačnú pamäť sa vkladá tzv. externá (L2, sekundána) vyrovnávacia pamäť (s kapacitou 32 - 1024 kB), označovaná ako cache pamäť
· vymenujte a charakterizujte druhy počítačov
Oblasti použitia počítačov:
· pri riešení vedecko-technických úloh (výpočtové strediská pri vysokých školách, výskumné ústavy)
· pri hromadnom spracovaní údajov (štatistika, účtovníctvo, bankovníctvo, evidencia obyvateľov,...)
· pri riadení rôznych technologických procesov (riadenie výroby ocele, cementu, automobilky...)
· v nevýrobných oblastiach, napr. v oblasti školstva (školské výpočtové strediská, školské laboratóriá), zdravotníctva, kultúry, športu, ...
· v domácnosti napr. (robenie úloh, projektov, textov, komunikácie, zábavy...)
· Podľa spôsobu zobrazenia informácií a účelu ich použitia môžeme počítače rozdeliť na:
· analógové používajú pre sledovanie javu spojitý priebeh nejakej fyzikálnej veličiny. Spracúvajú analógové hodnoty, ktoré sú väčšinou reprezentované veľkosťou elektrického napätia. Pre svoju činnosť využívajú modelovanie na základe matematických podobností. Riešia matematicky formulované úlohy, najmä z oblasti automatizačnej a regulačnej techniky, pre riadenie technologických procesov a pod. Podľa funkcie sa delia na matematické stroje, simulátory, trenažéry (pre výcvik pilotov lietadiel, lodí). Analógové počítače slúžia teda v technickej praxi. (napr. analógový výstup majú ručičkové hodinky)
· číslicové pre sledovanie javu používajú vopred pripravené číslicové (digitálne) hodnoty. Tieto počítače pracujú s dvoma stavmi 0 a 1. Riešia úlohy v oblasti vedeckotechnických výpočtov, ekonomických výpočtov, riadenia strojov... (napr. číslicový výstup majú digitálne hodiny)
· hybridné majú vlastnosti aj analógových aj číslicových počítačov.
Podľa spôsobu použitia môžeme počítače rozdeliť na:
· univerzálne počítače - používajú sa na riešenie úloh rôzneho typu
· špecializované počítače - používajú sa na riešenie úloh jedného typu.
Podľa režimu práce môžeme počítače rozdeliť na počítače pracujúce v režime:
· dávkový režim (BATCH PROCESSING) - historicky staršia forma spracovania, kedy užívateľ je fyzicky oddelený od počítača. Jej podstata spočíva v tom, že vstupné dáta sa zhromaždujú za určité časové obdobie do dávky, ktorá sa potom naraz spracuje. Dáta, ktoré prídu po stanovenom termíne, budú spracované v nasledujúcej dávke.
· interaktívny režim - užívateľ je v trvalom kontakte s počítačom. Podmienka: po obdržaní vstupov výstupy musia byť k dispozícii v rámci požadovaného časového intervalu (milióntiny sekundy, minúty, hodiny - závisí to od typu aplikácie), napr. rezervácia leteniek, prevádzka výrobnej linky, ...
Podľa výkonnosti a veľkosti sú to:
Osobné (personálne) počítače (PC) sú dnes najrozšírenejšie a sú určené pre jedného používateľa - "osobu". Používajú sa v úradoch, firmách, školách, ale aj doma, pre prácu, vzdelávanie, komunikáciu i zábavu. Podľa vyhotovenia rozlišujeme osobné počítače stolné a prenosné.
1. Stolný počítač je väčší, ale spravidla lacnejší a umožňuje pohodlnejšiu prácu "pri stole". Môžu mať prevedenie:
· naležato (desktop) - plochá skrinka umiestnená na stole a na ktorej leží monitor
· nastojato (tower) - vežová skrinka, ktorú je možné postaviť vedľa monitora, alebo na podlahu pod pracovným stolom. Tri prevedenia týchto krytov: minitower, miditower, bigtower
2. Prenosný počítač je svojou konštrukciou prispôsobený na ľahké prenášanie. Klávesnica aj monitor sú spojené do jedného celku. Pracujú aj na napájanie zo siete aj na napájanie batériami Vďaka tomu, že je napájaný z batérie, ktorá vydrží niekoľko hodín, môžeme na ňom pracovať aj tam, kde nie je možné pripojiť sa na elektrickú sieť - v teréne, vo vlaku a pod. Prenosný osobný počítač vyzerá ako kufrík, do ktorého sú uložené všetky jeho časti. Po odklopení hornej časti prenosného počítača sa sprístupní obrazovka počítača, klávesnica, ktorá je menšia ako klávesnica stolného počítača. V domácom alebo firemnom prostredí môžeme prenosný počítač zapojiť do elektrickej siete a ak nemu pripojíme displej, klávesnicu a myš, môžeme ho používať ako stolný počítač.
· portables - prenosné počítače závislé na napájaní zo siete
· laptops - počítače "na kolená". napájané z batérie. Majú veľkosť kufríka a hmotnosť 6-7 kg. Displej je sklápací vyrobený väčšinou ako LCD-displej.
· notebooks - osobné počítače veľkosti knihy. Ich hmotnosť je spravidla 2-3 kg. V odklopnom veku je vstavaný displej z tekutých kryštálov V zadnej časti je umiestnená všetka elektronika vrátane disketovej jednotky. Zabudovaný je pevný disk . Klávesnica je menšia než je štandardná klávesnica u stolného PC, v zadnej časti je umiestnená batéria, príp. vyvedené výstupy pre prídavné dosky. Rozmery sú zhruba ako formát papieru A4 (preto označenie notebook = zošit). Polohovacie zariadenie - ovláda kurzor (obdoba myši). Možné je pripojiť aj klasickú myš.
1. trackball - tzv. myš na chrbte, ktorá ovláda kurzor pohybom prstu po guličke o priemeru 16, 19, 25 mm, nevýhoda - nabaľovanie nečistôt a časté zašpinenie.
2. trackpoint - malý joystick,
3. touchpad - doštička pred klávesnicou - neobsahuje žiadne mechanické prvky.
Rozdiel v názve Laptop - Notebook je skôr marketingový, nikto nedokáže presne určiť kde je hranica medzi laptopom a notebookom. Obecne sa označenie laptop používa pre staršie, väčšie prenosné počítače. V súčasnej dobe sa používa hlavne označenie notebook. Aj tu však dochádza k ďalšiemu deleniu - kategória subnotebook je počítač o niečo menší a ľahší než je u notebookov obvyklé, ale za cenu kompromisov (napr. menší displej, neobsahuje CD-ROM...)
· palmtops sú označované ako osobné počítače "do dlane". Majú veľkosť zápisníka. Namiesto diskov používajú pamäťové RWM-karty.
· Prenosné PDA (portable data assistant) majú oproti bežným prenosným počítačom jednu veľkú výhodu - nepotrebujú klávesnicu. Všetky vstupy sú riešené dotykovou obrazovkou, pričom drvivá väčšina PDA má funkciu rozpoznávania písaného textu, takže stačí na dotykovej obrazovke len písať text a prístroj si ho sám prevedie. Celá obsluha je zjednodušená na ukazovanie na chcenú položku. PCS - Pen Based - počítače bez klávesnice, ku styku dochádza dotykom elektronického pera na displeji LCD Pero funguje nielen ako ukazovateľ (myš), ale môžu sa s ním písať na displej aj znaky. Obrazovka nemá žiadny ukazovateľ (kurzor) indikujúci, kde možno začať písať. Užívateľ môže začať písať a kresliť na displeji, kde chce. Rozmery sú rovnaké ako u notebooku, ale hmotnosť je výrazne menšia.
Kritéria výberu prenosných počítačov:
· rozmer, hmotnosť
· konštrukčné prevedenie (odolnosť proti nárazu atd.)
· provozuschopnosť počítača na jedno nabitie akumulátora
· softwarová kompatibilita a softwerove vybavenie
· výkonnosť a rýchlosť
· prídavné vybavenie (modem, CD-ROM...)
Pracovné stanice tvoria strednú triedu počítačov. Boli vyvinuté špeciálne pre náročné výpočtové aplikácie ako je návrh automobilov, budov, lodí a pod. pomocou počítačov. Obsahujú špecializovaný hardvér pre rýchle výpočty, ktoré sú pri návrhu a pri práci s trojrozmernou počítačovou grafikou veľmi potrebné. Dnes sa pracovné stanice používajú najmä ako centrálne počítače väčších počítačových sietí - servre a na tvorbu počítačových hier, animácií a videoklipov, ktoré poznáme z reklám, špeciálnych efektov pre sci-fi filmy alebo na tvorbu kreslených filmov.
Vysokovýkonné počítače (superpočítače) sú najväčšie a najvýkonnejšie počítače. Obyčajne sa používajú ako centrálne počítače vo veľkých firmách: na spracovanie veľkého množstva údajov, na náročné výpočty a pre veľký počet používateľov. Typickými predstaviteľmi sú superpočítače Cray, Deep Blue či ASCI White a oblasťami použitia sú seizmický prieskum, v jadrových programoch na simuláciu jadrových reakcii. V meteorológii na predpoveď a simulácii počasia a zložitých trojrozmerných simulácií atmosférických javov, genetika. Vo vojenskom a kozmickom programe napr. virtuálne testy jadrových zbraní a pod.
Technologické (riadiace) počítače, ktoré sú určené na riadenie technologických procesov, výrobných liniek alebo na automatizáciu budov. Sú zúčastnené vo výrobnom procese a vyznačujú sa vysokou robustnosťou a spoľahlivosťou aj v nepriaznivých pracovných podmienkach. Z najpopulárnejších aplikácii je to robotika, CNC obrábacie stroje.
Špecializované počítače: počítače nájdeme aj vo veľkom množstve spotrebnej elektroniky napr. v televízoroch, programovateľných termostatoch pre kúrenie a klimatizáciu, práčkach, HiFi vežiach, hračkách, videokamerách, v mobilných telefónoch, v bankomatoch... Veľmi bohaté nasadenie je v rôznych prístrojoch najmä lekárskych. Mohutné nasadenie je v každom druhu dopravy, veď snáď každé súčastne vyrábané auto počítač obsahuje.
· charakterizujte osobné počítače, ich vývoj a súčastnosť
Elektrika
· Rozhodnite ako vplýva druh prostredia na činnosť PC
Druh prostredia vplýva na pc veľmi a to: vlhké prostrerdie, prašné prostredie, veľmi horúce prostredie atď....
· Popíšte vlastnosti kondenzátorov a navrhnite možnosti zistenia kapacity neznámeho kondenzátora
Sú to dvoj polové súčiastky konštruované tak aby mali kapacitu definovanej veľkosti. Zložené sú z dvoch vodivých elektród, ktoré sú navzájom oddelené dielektrikom. Rozdelenie kondenzátorov:
- Pevné kondenzátory: ich kapacita je konštantná
- Premenlivé kondenzátory: ich kapacita možno v určitom rozsahu meniť
Charakteristické vlastnosti Kondenzátorov:
- menovitá kapacita – je výrobcom predpokladaná a je vyznačená na C
- menovité napätie – je napätie na ktoré je kondenzátor skonštruovaný
- izolačný odpor – je nameraný medzi elektródami C jednosmerným prúdom pri teplote 20stupňou C
- je stratový činiteľ tg – charakterizuje straty energie v kondenzátore
Po pripojení obvodu na striedavé napätie sa bude kondenzátor striedavo nabíjať a vybíjať a jeho okamžitý náboj bude v každom okamihu iný
Q= u.c týmto vzťahom je daný okamžitý náboj
- pri nabíjaní a vybíjaní kondenzátora prechádza obvodom striedavý prúd, ktorý má sínusový priebeh
Je maximálny v okamžiku, keď napätie U prechádza práve 0 I=max=u=0 to jest v okamihu v ktorom sa začína kondenzátor nabíjať, Prúd má 0 hodnotu vtedy, ak je u = max v tomto okamihu je už kondenzátor nabitý
Zistenie kapacity neznámeho kondenzátora:
Kapacita kondenzátora je napísaná na ňom.(zmeranie meracími prístrojmi)
Kondenzátor je pasívna elektrotechnická súčiastka, ktorá sa do obvodu zapája v dvoch bodoch a má výrobcom stanovenú kapacita. Každé teleso je schopné pojať len určitý najväčší
Voľný náboj. Kapacita platňového kondenzátora závisí od plošného obsahu plochy to znamená tej plochy ktorou sa platne kondenzátora prekrývajú.
Ekonomika
· rozdiel medzi fixnými a variabilnými nákladmi.
Fixné – sa zo zmenou objemu výroby nemenia preto sa volajú aj fixné (pevné, stále) náklady.
Príklad: nájomné za budovu, ktorú si podnik prenajme, a je jedno či v nej vyrobí 1,10,100 kusov. Vždy zaplatí rovnaké nájomné
Variabilné – sa zo zmenou objemu výroby menia, preto sa nazývajú aj premenlivé alebo pružné náklady môžu byť:
- Progresívne náklady – rastú rýchlejšie ako objem výroby
- Degresívne náklady – rastú ale pomalšie ako objem výroby
- Regresívne náklady – klesajú keď objem výroby stúpa
