Návrat na detail prednášky / Stiahnuť prednášku / Trenčianska univerzita A. Dubčeka / Fakulta Sociálno Ekonomických vzťahov / Informatika

prednášky (prednasky_informatika.doc)

Kybernetika – zaoberá sa informatikou, zakladatel 1948 Norbert Wiener – „Kybernetika alebo riadeni a výmena informácií v živom organizme a v stroji“.

História

427-347 p.n.l. Platón – veda o riadení lodí (kybernetika)

1834 – Ampér – veda o riadení spoločnosti

cca 1930 Wiener

Kybernetika sa zaoberá štúdiom systémov ľubovolnej povahy, ktoré sú schopné prijímať, uchovávať a spracovávať informácie a využívať ich na riadenie.

Členenie kybernetiky:

1. Teoretická – samostatné vedné disciplíny:         a) teória hier – riešenie konfliktov 2 strán

b) teória systémov

c) teória algoritmov

d) teória dát

e) teória automatov

f) teória učenia

g) teória riadenia

2.) Aplikovaná – aplikuje výsledky teoretických oblastí na technické systémy s praktickým využitím v reálnom svete: technická kybernetika, robotika,....

Informatika je veda, ktorá má svoj:

1. vývoj
2. tvorbu – veda by sa mala tvoriť
3. využitie
4. materialno technické zabezpečenie – hardvér, softvér

Pôsobenie informácií:

1. priemyselné
2. ekonomické
3. sociálne
4. politické

Informatika je veda, ktorá sa zaoberá prácou s informáciou. Informácia je:

1. významová veta, o ktorej má zmysel uvažovať, či je pravdivá
2. účelné zoskupené dáta

Pravdivosť informácie je subjektívna záležitosť.

Dáta (údaje) – sú tvorené číselnými, abecednými, abecedno-číselnými znakmi. Izolované údaje, bez definovania väzieb alebo jeho charakteristiky nemožno použiť. (košeľa – neviem aká – nemá význam, zelená košeľa – každý si predstaví to isté) vzniká informácia

Vznik informácie:         

-         zber dát

5. prenos dát (ústnym podaním, pošlem SMS)
6. spracovanie dát
7. uchovávanie dát
8. výber a triedenie dát

Informácia je hmotný objekt.

Množstvo informácie – zaoberá sa ňou kvantová teória.

1 bit – množstvo informácie, ktoré získame správou o realizácií jedného z 2 možných rovnako pravdepodobných stavov

1 = log2 (N)

1 – množstvo informácie

N – počet možností

2 – počet možných kombinácií

Pr: hod mincou – strany mince 1 a 0

1. hod – stav 1, 0
2. hod – stav 11,10,00,01
3. hod – stav 111,110,101,011,010,001,000,100

Záver: 1 hod – 2 možnosti (21) – 1 bit

        2 hody – 4 možnosti (22) – 2 bity

        3 hody – 8 možností (23) – 3 bity

Parametre:

Merné kapacity, ktoré sa používajú pri počítačoch sú vždy párne, pretože počítače pracuju v podstate iba s dvojkovou sústavou.

1 byte = 8 bitov

1 kB = 1024 bytov

1 MB = 1024 kilobytov

1 GB = 1024 megabytov

1 TB = 1024 gigabytov

1 PB = 1024 terabytov

Ďalšie atribúty informácie

9. cena – má objektívny charakter – pre každého rovnaká
10. hodnota – má subjektívny charakter – pre každého iná
11. redukovateľnosť – informáciu je možné zredukovať, ale tak, aby sa nestratila jej významová hodnota
12. dostupnosť:         - časová

- finančná

13. redundancia – viacnásobnosť
14. možnosť prenosu        - objemové hľadisko

- časové hľadisko

15. možnosť skladovania

DÁTA – INFORMÁCIE – ZNALOSTI

dáta – modrá, auto

informácie – modré auto

znalosť – modrý favorit

Teória systémov

zaoberá sa štúdiom všeobecných, abstraktných, ale aj reálnych systémov, ich správania sa, adaptibilitou a interaktívnosťou s okolím.

Pri skúmaní týchto systémov sa zameriava na:

16. vytvorenie všeobecnej systémovej terminológie (musí byť dostatočne všeobecná)
17. nájdenie metajazyka ( slová, ktoré majú v danej oblasti presne špecifikovaný význam) pre opis pojmov a ich vzťahov
18. nájdenie formálne analogických zákonov, platných v rôznych systémoch
19. štúdium matematického izomorfizmu systémov
20. formalizácia prístupov pri definovaní systémov na objektoch a subsystémov v systémoch
21. štúdium podmienok existencie systémov
22. štúdium správania sa a ovládania systémov
23. štúdium cieľov systému a metód testovania systémov z hľadiska týchto cieľov

Systém (pochádza z gréčtiny) – všeobecne členitý celok. Systém je vtedy systémom, ak viem pomenovať množinu prvkov, popísať vzťahy medzi prvkami.

Pr.: hviezdne systémy – galaxie, sústavy hviezd, geologické systémy – rieky, horské masívy

tieto dokážu fungovať bez toho, aby človek do nich zasahoval – materiálne systémy

Členenie systémov:

1. Materiálne
2. Abstraktné – cielené (vytvorené s nejakým cieľom) vytvorené človekom:

- sociálne –zákony, colné systémy

        - dopravné – letecké,...

        - komunikačné

        - výrobné

        - finančné

Prvky systémov:

1. Materiálne – objekt, ktorá je súčasťou celku
2. Abstraktné – človek ako tvorca, ako uživateľ. Tu vzniká konflikt, lebo ak je systém vytvorený človekom pre človeka, vzniká konflikt, lebo nie každému sa ná vyhovieť.

Časti systému: - vstup

- výstup

                 - spracovanie

                 + pomocné a podporné prostriedky, napr. počítač

Automatizované systémy

24. hardvér
25. softvér
26. dáta
27. procedúry (postupnosti nejakých krokov, pomocou ktorých zmením vstup na výstup)
28. ľudia (nie použivatelia)

Teória systémov

1. Systém – účelovo definovaná, neprázdna množina prvkov, väzieb medzi minci, pričom obe množiny určujú vlastnosti celku
2. Subsystém – teká časť celku, ktorá dokáže existovať samostatne
3. Prvok systému – časť systému, kotrá na vopred určenej rozlišovacej úrovni tvorí nedeliteľný celok. Každý prvok má aspoň jeden vstup a výstup
4. Väzba – spojenie, navzájom interakcia medzi prvkami systému, aleb aj medzi prvkami systému a okolím
5. Štruktúra systému – množina prvkov a väzieb systému
6. Okolie systému – množina prvkov, ktoré nie sú súčasťou systému, ale majú väzby s jeho prvkami

Delíme ho na:

1. bezprostredné – má vplyv na prvky systému
2. ???

Každý prvok má aspoň jednu vstupujúcu alebo vystupujúcu väzbu.

Zobrazenie štruktúry systému:

29. slovný opis (používa sa na doplnenie grafického znázornenia)
30. grafické znázornenie
31. tabuľka väzieb
32. všeobecný tvar

 - spätná väzba

GRAF:

A                        C

B                        D                Y – prvok z okolia

X – je spojený priamou väzbou s B

Tabuľka ovládacích prvkov

O                        OVLDÁDACIE

V                        X        A        C        D

L                A         0        0        1        0

Á                B        1        1        0        0

D                C        0        0        1        0

A                D        0        0        1        0

N                Y        0        0        0        1

É

Všeobecný tvar:         ovládajúce:        X        A        C        C        C        D

                        ovládané:        B        B        A        C        D        Y

Okolie systému

Prvky popisujeme 4 kategóriami:

1. repertoár vstupova a výstupov – množina jednoznačne určených a rozlíšiteľných vstupov a výstupov. Pr: farebné ceruzky – vstup: drevo, tuha, výstup: modrá, zelená ceruzka.
2. Varieta – počet umožnených stavov tvoriacich repertoár. Každý vstup aj výstup má svoju varietu.
3. Kalendár – množina časových intervalov, v ktorom nastávajú zmeny repertoáru alebo variety
4. Trajektória (dráha) vstupov a výstupov – časová a priestorová postupnosť zmien vstupov a výstupov. Je to grafické zobrazenie nejakej závislosti vstupov a výstupov.

Väzby systému:

33. otvorené: priama väzba        A         B

paralelná zvodná väzba        A

                                B                C

paralelná rozvodná väzba        A                 B

                                                C

sériová väzba        A                 B                 C

- uzavreté:         vlastná spätná väzba                A

                priama spätná väzba                A                B

                nepriama spätná väzba        A        B        C

Izomorfné systémy

2 systémy sú izomorfné vtedy, ak sú identicé

Pozícia prvkov je nepodstatná,

podstatná je väzba.

Homomorfné systémy

Model ľubovolného systému je homomorfný

Typy systémov:

1) podľa funkcie: a) systém s jednoduchou funkciou        X     SYSTÉM        Y

                                1) priebežné – vstup zodpovedá pramo výstupu a naopak

                                2) oneskorovacie – výstup sa oneskorí oproti vstupu

                        b) zvodný systém

                                vstupy                systém                výstupy

1. funkčné konjunktívy – výstup y je splený len vtedy, keď má aktívne všetky vstupy
2. funkčné disjunktívy – výstup y je splnený len vtedy, kedď má aspon jeden vstup aktívny
3. paralelne sčítací systém (pobočky firiem)

c) rozvodný systém        

                vstupy                systém                výstupy

d) kombinované systémy

e) systémy s vlastnou spätnou väzbou

        1) sebaovládacie a sebakontrolné

Znakové rozhranie – rozhranie znakov v nejakom ľubovolnom kóde

kód – súhrn jednoznačných a jedinečných pravidiel na zobrazenie znakov

kódovanie – postup, ktorým používam kód

34. zobrazovanie ľubovolného znaku abecedy postupnosťou binárnych číslic

Každý kód musí byť jedinečný a jednoznačný.

Jedinečnému kódu zodpovedá 1 znak

každá postupnosť núl a jednotiek vyjadruje práve 1 informáciu. Kód musí byť tvorený tak, aby bol čo najmenší (minimálny počet bitov)

A = {n} -> každý prvok môže nadobudnúť k-stavov. Koľko stavov môže nadobudnúť pri binárnom kódovaní??? 2

Zobrazujem priestor 2n alebo kn

A = {D,P,X,2,0}        k =1

A = {}                 k = 0

A = {0}                k = 1

Ainekinov kód – pracuje s pravdepodobnosťou

ASCII tabuľka – vychádza zo 7bitového registra. 8. bit sa nazýva paritný – príšeme sem 1 alebo 0 podľa toho, čo potrebujeme dopárovať.

Pr.        ?        1        1        0        1        1        0        0

        4 krát 1 + 3 krát 0 + paritný bit = 0

Binárne rozhranie

1. pevná rádová čiarka – dokážu ňou zobraziť LEN celé čísla
2. pohyblivá rádová čiarka – čísla usporiadavam v semilogaritmickom tvare

N = X * Z P, kde Z = číslo, ktoré hľadám, X = mantisa, Z = numerická hodnota čísla, P = exponent

2,14 -> 2*10 0 + 1*10 -1 + 4*10 -2

3,1415926= ČÍSLO        31415926           MANTISA        0,31415926        EXPONENT 00000001

                                        1. bajt                        2.bajt

-126312754 ->ČÍSLO        1 0 0 0 0 0 0 1                2 6 3 2 1 7 5 4

prvé číslo určuje, či ide o kladné, ak je tam 0, alebo záporné, ak je tam 1

MANTISA                        0 0 0 0 0 0 0 1                2 6 3 2 1 7 5 4

EXPONENT                        1 0 0 0 0 0 0 0                0 0 0 0 0 0 0 9