1. Údaj, informácia, jednotky informácie Flashcards
Údaj, informácia a ich vlastnosti
Údaj je každá správa bez ohľadu na to, či má pre nás nejaký informačný obsah alebo nie - inými slovami - či nám daná správa povie niečo nové, alebo nie.
Informácia je súhrn údajov o tom, že nastal jeden z možných javov z množiny existujúcich javov, čo u prijímateľa zníži neznalosť o tomto jave.
Každá informácia má tieto vlastnosti:
1. možno ju merať – jej množstvo (kvantitu), napr. na pošte sa platí za telegram podľa počtu slov (počet slov je vyjadrením množstva informácie)
2. má svojho adresáta – pre ktorého môže, ale nemusí mať význam. Z tohto hľadiska teda môžeme informácie rozdeliť na užitočné a neužitočné
Základná jednotka informácie
1 bit (označenie 1b – bit = ang. binary digit) je označenie informácie, ktorá môže nadobúdať buď hodnotu nula alebo jedna. Je to najmenšia jednotka informácie. Na popísanie viac ako dvoch stavov je potrebné použiť viacero bitov.
1 kilobyte (1 kB) = 1 024 B (kilo = približne tisíc)
1 megabyte (1 MB) = 1 024 kB = 1 048 576 B (mega = približne milión)
1 gigabyte (1 GB) = 1 024 MB = 1 073 741 824 B (giga = približne miliarda)
Existuje ešte väčšia jednotka a tou je 1 terabyte (1 TB) = približne 1 bilión Bytov.
Digitalizácia
Pri procese digitalizácie sa analógová informácia (alebo údaj) prevádza na digitálnu. Ku každému údaju sa priradí určitý počet bitov čiže jedinečná kombinácia jednotiek a núl. Toto priradenie musí byť také, aby sa údaj z digitálnej podoby dal jednoznačne pretransformovať späť do analógového tvaru.
Podľa spôsobu získavania dát delíme digitalizáciu na:
*primárnu digitalizáciu (je to napríklad získanie digitálneho obrazu priamym zberom digitálnou kamerou, prípadne iným snímačom.)
*sekundárnu digitalizáciu (je to napríklad získanie digitálneho obrazu digitalizovaním analógového obrazu (snímky, mapy) spravidla skenerom.)
Číselné sústavy
*Prevod čísel medzi desiatkovou a dvojkovou sústavou
Prevod čísla z desiatkovej sústavy do dvojkovej postupným delením daného čísla 2 a zapisovaním zvyškov.
Prevod čísel medzi desiatkovou a šestnástkovou sústavou
Číslo v desiatkovej sústave x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 10 11 12 13 14 15
Jeho symbol v šestnáskovej sústave 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
Prevod čísla z desiatkovej sústavy do osmičkovej postupným delením daného čísla 8 a zapisovaním zvyškov.
Algoritmus
Algoritmus je postup alebo sada pravidiel navrhnutá k vykonaniu konkrétnej úlohy alebo riešeniu špecifického problému. Je to dobre definovaná postupnosť inštrukcií, ktoré, keď sa dodržiavajú, vedú k riešeniu daného problému.
- Sekvenčný algoritmus: Tento typ algoritmu nasleduje lineárnu postupnosť krokov, kde každý krok musí byť vykonaný v špecifickom poradí.
- Paralelný algoritmus: Tieto algoritmy sú navrhnuté na vykonávanie viacerých krokov alebo úloh súčasne, zlepšujúc efektívnosť využívaním paralelného spracovania.
- Rekurzívny algoritmus: Rekurzívny algoritmus je taký, ktorý sám seba volá na riešenie menších prípadov toho istého problému, často rozkladajúc zložitý problém na jednoduchšie podproblémy.
- Algoritmus triedenia: Triediace algoritmy usporadúvajú prvky v špecifickom poradí, ako napríklad vzostupne alebo zostupne, na základe preddefinovaného kritéria.
- Algoritmus vyhľadávania: Tieto algoritmy sa používajú na nájdenie prítomnosti alebo polohy konkrétneho prvku v kolekcii údajov.
Kompresia
Komprimácia (kompresia, pakovanie, balenie) je proces, pri ktorom sa prekódujú údaje tak, aby zaberali menší objem a dali sa opačným postupom odkódovať
*Stratová kompresia (tzv. lossy) je kompresia, pri ktorej sú niektoré informácie nenávratne stratené (nedajú sa zrekonštruovať). Výsledný signál po dekompresii nie je totožný s pôvodným signálom, ale je mu doistej miery podobný. Veľkou výhodou je významné zmenšenie súboru. Stratová kompresia sa využíva hlavnepri spracovaní obra
*Bezstratová kompresia (tzv. lossless) je kompresia, po použití ktorej je možné pôvodný signál obnoviť bez akejkoľvek straty informácie. Používa sa v prípadoch, keď je zachovanie pôvodnej informácie nutnou podmienkou. V praxi sa aplikuje hlavne pri prenose textu alebo počítačových dát.
*Kompresný pomer je pomer veľkosti nekomprimovaných dát ku veľkosti komprimovaných. Pokiaľ skomprimujeme niektorým kompresným algoritmom 20MB dát do 5MB dát, tak je kompresný pomer 5:20, čo je 1:4, a teda kompresný pomer je 0,25. V prípade, že sa podarí súbor zmenšiť, je kompresný pomer vždy menší ako 1. Ak by sme sa pokúšali napríklad komprimovať MP3 pomocou formátu zip, mohlo by sa stať, že kompresný pomer by bol väčší ako 1, teda výsledný ZIP súbor by bol väčší ako pôvodný súbor MP3. V takomto prípade kompresia nemá zmysel.
Princíp počítača, von Neumannova schéma
- 1.ALU-Aritmeticko-Logická jednotka- jednotka vykonávajúca všetky aritmetické a logické operácie. Obsahuje bloky určené na aritmetické operácie ako sčítanie, odčítanie, násobenie a delenie a bloky na logické operácie ako porovnávanie a pod. Úlohou ALU je krok po kroku vykonávať program uložený v pamäti.
- Operačná pamäť – skladisko pre samotný program, dáta programu, dočasné skladisko pre medzivýpočty a samotné výsledky. V operačnej pamäti sa nachádzajú miesta na uloženie daných dát,ktoré možme adresovať a tým čítať a zapisovať do ľubovoľného miesta v pamäti Základnou jednotkou pamäte =1 BIT , ktorý reprezentuje logický stav 0 alebo 1.
- Radič – riadiaca jednotka počítača, ktorá riadi jeho celú činnosť. Toto riadenie sa uskutočňuje pomocou riadiacich signálov, ktoré predáva každému zariadeniu.
- Vstupné zariadenie – zariadenie, ktoré slúži na vstup programu a dát
- Výstupné zariadenie – zariadenie, ktoré slúži na výstup spracovaných dát, ktoré A Von Neumannova schéma predstavuje len teoretickú schému a popis činnosti počítača.
Časti počítača
Central Processing Unit (CPU - Procesor):
CPU, často nazývaný mozgom počítača, je zodpovedný za vykonávanie inštrukcií a vykonávanie procesov. Interpretuje a vykonáva inštrukcie z pamäte počítača a riadi tok údajov systéme.
Frekvencia CPU:
Ak funkčnosť procesora veľmi zjednodušíme, môžeme tvrdiť, že ide iba o početnú sústavu tranzistorov, ktoré veľmi rýchlo menia svoje stavy podľa toho, ako vykonávané operácie vyžadujú.
O jadrách sa dá s čistým svedomím prehlásiť, že ide o samostatné výpočtové jednotky a viacjadrový procesor možno považovať za vysoko integrované zapojenie viac jednojadrových.
Výrobcovia CPU:
1. Intel
2. Amd
Socket procesora:
Tieto sockety sú navrhnuté tak, aby poskytovali spojenie medzi procesorom a základnou doskou, čo umožňuje efektívny prenos dát a elektrickú komunikáciu medzi týmito dvoma kľúčovými komponentami.
Vnútorná (Interná) Pamäť:
RAM (Pamäť s náhodným prístupom): Je to typ vnútornej pamäte, ktorý poskytuje dočasné úložisko pre programy a dáta, s ktorými aktuálne pracuje počítač. RAM je rýchla, ale volatilná, čo znamená, že jej obsah sa stráca po vypnutí počítača.
Cache (Vyrovnávacia pamäť): Slúži na rýchle ukladanie dát, ktoré sú často používané, aby sa zrýchlilo ich opakované načítavanie procesorom.
Registrová pamäť: Je najrýchlejšia forma vnútornej pamäte, nachádza sa priamo v procesore a slúži na uchovávanie veľmi malých dát a inštrukcií.
Vonkajšia (Externá) Pamäť:
Hard Disk Drives (HDD): Tieto sú bežne používané vonkajšie pamäťové zariadenia na dlhodobé ukladanie dát. HDD používajú magnetické disky na záznam a čítanie informácií.
Solid State Drives (SSD): Sú moderným alternatívnym riešením pre HDD. SSD nepoužívajú pohyblivé mechanické súčasti a sú rýchlejšie a spoľahlivejšie, ale môžu byť drahšie.
USB Flash Drives: Sú malé, prenosné a často používané pre prenášanie dát medzi počítačmi. Využívajú flash pamäť pre ukladanie informácií.
Optické disky: Napríklad CD, DVD alebo Blu-ray disky, ktoré sú využívané na ukladanie a čítanie veľkého množstva dát, napríklad pre hudbu, filmy alebo programy.
Dalšie typy:
ROM (Read-Only Memory): ROM má obvykle rýchly prístup, pretože jeho obsah sa načíta pri štarte systému a nemení sa počas prevádzky.
Prístupová doba ROM je v zásade okamžitá, pretože sa jedná o pamäť s pevným obsahom.
DDR (Double Data Rate) Synchronous Dynamic Random-Access Memory:
DDR pamäť má nízku prístupovú dobu, čo znamená, že údaje sú rýchlo dostupné požiadavkám procesora.
Prístupová doba DDR pamäte závisí od rýchlosti prenosu dát a štandardu
Kapacita DDR pamäte sa zvyčajne pohybuje od niekoľkých gigabajtov (GB) až po terabajty (TB) v moderných systémoch.
Kapacita je dôležitým faktorom, pretože ovplyvňuje, koľko dát môže byť uchovaných pre rýchle spracovanie.
SDRAM (Synchronous Dynamic Random-Access Memory):
SDRAM pracuje synchronizovane s hodinovým signálom systému, čo umožňuje presný časový harmonogram prenosu dát.
Prístupová doba SDRAM závisí od frekvencie hodín a ďalších parametrov, ktoré ovplyvňujú synchronizáciu.
spoluprácu všetkých zariadení v počítačovom systéme:
1. Zbernice:
Zbernice slúžia ako komunikačné cesty pre prenos dát a signálov medzi rôznymi časťami počítačového systému.
Adresová zbernica umožňuje zariadeniam určiť cieľové miesto v pamäti.
Dátová zbernica umožňuje prenos dát medzi zariadeniami.
Ovládacia zbernica slúži na prenos riadiacich signálov a príkazov medzi komponentmi.
2. Radiče:
Radiče sú zodpovedné za správu a riadenie činností jednotlivých zariadení.
Grafické radiče spracovávajú grafické dáta pre zobrazenie na monitore.
Zvukové radiče riadia spracovanie a reprodukciu zvuku.
Sieťové radiče zabezpečujú riadenie komunikácie v rámci siete.
3. Ovládače Zariadení:
Ovládače sú softvérové programy, ktoré umožňujú operačnému systému komunikovať so špecifickým hardvérom.
Ovládače zabezpečujú, aby rôzne zariadenia boli správne identifikované a mohli byť riadené.
4. Štandardy a Protokoly:
Existujú štandardy a protokoly, ktoré umožňujú zariadeniam komunikovať s inými zariadeniami na úrovni hardvéru alebo softvéru.
Príklady zahŕňajú protokoly komunikačnej siete, ako Ethernet, a štandardy pre zbernice, ako PCIe alebo USB.
5. Interrupts (Prerušenia):
Mechanizmus prerušení umožňuje jednému zariadeniu prerušiť bežiacu činnosť procesora a upozorniť ho na potrebu jeho pozornosti.
Prerušenia umožňujú rýchle reakcie na udalosti, napríklad stlačenie klávesy alebo príchod dát zo siete.
6. Operačný Systém:
Operačný systém (OS) hrá kľúčovú úlohu pri správe a koordinácii zariadení.
Poskytuje abstrakciu nad hardvérom a zabezpečuje, aby rôzne zariadenia mohli pracovať harmonicky bez toho, aby bolo potrebné znalosť ich detailnej funkcionality.
Zbernica (anglicky bus) v informatike je systém pre prenos dát medzi rôznymi komponentmi počítača alebo medzi rôznymi počítačmi. Zbernice sú dôležitou súčasťou architektúry počítačov a umožňujú komunikáciu medzi rôznymi časťami systému.
1. Typy Zbernic:
1. Adresová Zbernica:
Slúži na prenos adries, ktoré identifikujú miesto v pamäti, kde sa majú prenášať alebo získať dáta. Umožňuje komunikáciu medzi CPU a pamäťovými komponentami.
2. Dátová Zbernica:
Slúži na prenos dát medzi komponentmi, ako sú CPU, pamäť a periférne zariadenia. Dátová zbernica definuje šírku pásma (počet bitov), ktoré sa môžu prenášať súčasne.
3. Ovládacia Zbernica:
Slúži na prenos riadiacich signálov a príkazov medzi komponentmi. Riadič využíva ovládaciu zbernicu na koordináciu činností rôznych častí systému.
4. Zbernica Expansie (Rozširujúca Zbernica):
Slúži na pripojenie rozširujúcich kariet alebo ďalších periférnych zariadení k základnej doske počítača.
Typickým príkladom je PCI Express (PCIe) pre grafické karty a ďalšie rozširujúce karty.
Karty:
Grafická Karta (Graphics Card):Používa sa na spracovanie grafiky a zobrazovanie obrazu na monitori. Vylepšuje výkon pri hrách, grafickom dizajne a ďalších aplikáciách náročných na grafiku. Moderné grafické karty môžu byť integrované na základnej doske alebo pripojené pomocou zbernice, ako je PCIe.
2. Zvuková Karta (Sound Card):
Zodpovedá za spracovanie zvuku a jeho reprodukciu prostredníctvom reproduktorov alebo slúchadiel. Často obsahuje viackanálové zvukové efekty pre lepšiu zvukovú skúsenosť. Moderné zvukové karty sú často integrované na základnej doske, ale existujú aj externe pripojiteľné možnosti.
3. Sieťová Karta (Network Interface Card - NIC):
Umožňuje pripojenie počítača k počítačovej sieti, či už káblovým alebo bezdrôtovým spôsobom. Podporuje rôzne štandardy, ako sú Ethernet alebo Wi-Fi. Môže byť integrovaná na základnej doske alebo pripojená pomocou PCI alebo PCIe.
Tieto karty sa často pripájajú do zberníc na základnej doske pomocou konektorov ako PCIe alebo PCI, alebo môžu byť integrované priamo do základnej dosky alebo iných komponentov počítača.
4. Rozšírenie USB (USB Expansion Card):
Poskytuje dodatočné porty USB na pripojenie externých zariadení.
Umožňuje rozšíriť možnosti pripojenia USB na počítači.
Kvalitatívne parametre počítača
zahrňujú rôzne aspekty týkajúce sa jeho výkonu, spoľahlivosti, dizajnu a funkcií. Tu sú niektoré kľúčové kvalitatívne parametre, ktoré môžete zvažovať pri hodnotení počítača.
* Procesor (CPU)
* Operačná Pamäť (RAM):
* Grafický Rozhranie:
* Dizajn a Konštrukcia:
* Štandardy Bezpečnosti:
* Pripojenie a Rozhrania:
* Zvukový Výkon:
* Batéria (pre prenosné počítače):
* Chladiaci Systém:
