Zkouška 2

Question 1

Jaký je rozdíl mezi Von Neumannovou, Harvardskou a „data-flow“ architekturou?

Answer 1

• Von Neumannova architektura: společná paměť pro instrukce i data, použití jedné sběrnice, na kterou jsou připojeny všechny aktivní prvky (procesor, paměť, vstupy a výstupy), zpracování je sekvenční
• Harvardská architektura: Paralelní zpracování, oddělení instrukcí od dat
• Data-flow architektura: každý krok je automaticky generován akcí předchozí funkce (také známé jako reaktivní programování.)

Question 2

Charakterizujte stručně čtyři generace hardware elektronických počítačů

Answer 2

• 1. generace: Používaly elektronky, neměly OS, neexistovaly vyšší operační jazyky, každý počítač měl vlastní assembler
• 2. generace: Používaly tranzistory, dávkový systém práce, více programovacích jazyků (př. FORTRAN, COBOL)
• 3. generace: Elektronické počítače, první OS, vyšší programovací jazyky (př. BASIC, PASCAL), disketová mechanika, možnost paralelního zpracování dat
• 4. generace: Použití mikroprocesorů (první mikroprocesor od firmy Intel), začíná éra osobních počítačů

Question 3

Vysvětlete, co říká Moorův zákon, dokladujte na několika příkladech z posledních 30 let, že prozatím přibližně

Answer 3

• Počet tranzistorů, které mohou být umístěny na 1 mm 2 integrovaného obvodu, se při zachování stejné ceny zhruba každých 18 měsíců zdvojnásobí.
• Poslední dobou dochází ke zdvojnásobení cca. každé dva roky, zpomalování trendu

Question 4

Uveďte přibližné základní parametry momentálně vyráběných mikroprocesorů (frekvence, počet tranzistorů, šířka sběrnice, počet jader, technologie v nm…). Který či které z nich se v posledních letech z technologických důvodů nedaří příliš zlepšovat, a proč?

Answer 4

• Stovky MHz, miliony tranzistorů, 8-128 bitů, 1-16 jader, 25 nm

Question 5

Vysvětlete rozdíl mezi tlustým a tenkým klientem. Který se podle vás v blízkém budoucnu více rozšíří mezi běžné uživatele?

Answer 5

• Tlustý klient: Příkazy zpracovává sám, je potřeba hardware, funguje i bez sítě
• Tenký klient: Průběh závisí na chodu jiného počítače (jeho serveru), je potřeba jen OS, který zajišťuje komunikaci mezi serverem a uživatelem, př. webový prohlížeč
• Více se rozšíří tenký klient (má více výhod, př. větší zabezpečení, klient nevyžaduje výkonný hardware, snadné aktualizace, přístroj není zbytečně zahlcen daty atd.)

Question 6

Kolik bitů má jeden byte? Co znamenají zkratky KB, MG, GB, TB, PB? Kolik bytů má jeden KB, MG, GB, TB, PB?

Answer 6

• 8
• Kilobyte, megabyte, gigabyte, terabyte, petabyte
• 2 na 10, 2 na 20, 2 na 30, 2 na 40, 2 na 50

Question 7

Co je ASCII kód? Jaká je jeho nevýhoda při kódování znaků národních abeced? Jaké řešení se dnes používá k překonání tohoto problému?

Answer 7

• Nejrozšířenější znakový kód užívaný u osobních počítačů, původně byl sedmibitový a mohl tak vyjádřit 128 různých tisknutelných i netisknutelných znaků
• Každý jazyk nebo skupina jazyků má vlastní mutaci ASCII kódu, protože se všechny znaky národních abeced do ASCII kódu nevejdou
• Vícebytové kódování (se znakem se uchovávají další informace, množství neabecedních znaků, umožní kódovat i abecedy s enormním množstvím znaků)

Question 8

Jaký je rozdíl mezi uložením čísel v pevné a plovoucí řádové čárce?

Answer 8

• Pevná řadová čárka: Čísla jsou na číselné ose rozložena rovnoměrně
• Plovoucí řadová čárka: Čísla nejsou na číselné ose rozložena rovnoměrně, což umožňuje zvýšit přesnost nebo rozsah oproti pevně řadové čárce

Question 9

Jak ukládáme zvuk v počítači, co to je vzorkovací frekvence? Jaký je rozdíl mezi uložením zvuku na hudebním CD a ve formátu MP3?

Answer 9

• Zvuk= spojité chvění, spojité hodnoty tohoto záznamu lze digitalizovat vzorkováním
• Vzorkovací frekvence: jak často měřím momentální úroveň zvukového signálu
• MP3 využívá ztrátové komprese (objem dat se zmenší na zlomek původní velikosti)

Question 10

Jaký je rozdíl mezi mikroprocesory RISC a CISC?

Answer 10

• RISC: procesor s redukovaným instrukčním souborem, omezení počtu a zjednodušení kódování instrukcí, rychlost, nízká spotřeba, menší počet tranzistorů, pro zakódování instrukce je ovšem potřeba více místa
• CISC: procesor se složitým instrukčním souborem, podporuje mnoho formátů a druhů instrukcí, úspora místa v programové paměti, pomalejší zpracování instrukcí

Question 11

Co je Northbridge a Southbridge, jaká je jejich úloha v počítači?

Answer 11

• Jsou to fyzické ovladače systémových a periferních zařízení, starají se o komunikaci mezi součástmi na základní desce
• Northbridge: systémový řadič, realizuje spojení jižního můstku a procesoru
• Southbridge: vstupně-výstupní řadič

Question 12

Co znamenají zkratky RAM, DDR, PCI, USB, GPU?

Answer 12

• RAM: Random Access Memory (paměť s přímým přístupem)
• DDR: Dual Data Rate
• PCI: Peripheral Component Interconnect (počítačová sběrnice pro připojení periferií k základní desce)
• USB: Universal Serial Bus (Univerzální sériová sběrnice)
• GPU: Graphics Processing Unit (grafický procesor)

Question 13

Jaká je úloha cache paměti?

Answer 13

Urychlit přístup k často používaným datům na disku nebo v RAM

Question 14

Popište, jak funguje klasický pevný disk, z jakých součástí se skládá, jeho srovnání s SSD diskem (výhody, nevýhody)?

Answer 14

• Zařízení k trvalému uchování většího množství dat, data se při odpojení disku od napájení neztrácí, data se zapisují na plotny pokryté magnetickou vrstvou
• Plotny, hlavy, elektromagnet
• SSD: nabízejí mnohem lepší vlastnosti, nedosahují kapacity klasických pevných disků, ale kapacita rychle roste, problém při častém přepisu dat – má být odstranitelný

Question 15

Jaká jsou základní média pro optické datové jednotky, jaká je jejich kapacita?

Answer 15

• CD: do 1GB
• DVD: do 10GB
• Blu-ray disk: 25+GB

Question 16

Jaký je rozdíl mezi systémy kódování barev RGB a CMYK, k jakému účelu se každý z nich používá?

Answer 16

• RGB: Barevný model (červená, zelená, modrá), aditivní způsob míchání barev, př. monitory, projektory
• CMYK: Barevný model (tyrkysová, purpurová, žlutá, černá), subtraktivní míchání barev, př. inkoustová tiskárna

Question 17

K čemu slouží operační systém (OS) v počítači, co umožňuje uživateli a co koncovým aplikacím?

Answer 17

• Zajišťuje pohodlnost používání počítače, OS je prostředníkem rozhraní člověk/stroj a uživatelský program/stroj
• vytváří tzv. virtuální počítač, díky čemuž se různý hardware navenek chová stejně
• poskytuje uživateli komfortní (většinou grafické) rozhraní k ovládání počítače

Question 18

Srovnejte stručně výhody a nevýhody operačních systémů Windows, Linux, Apple OS

Answer 18

• Windows: Dnes nejrozšířenější, asi největší nabídka koncových aplikací pro osobní počítače, také nejvíc ohrožen viry
• Linux: veškerá vylepšení rychle hotova, absence jasné vývojové linie, řada verzí
• Apple OS: Určen pouze pro stroje firmy Apple, náskok v GUI, intuitivní a efektivní ovládání, špička v multimédiích a grafice

Question 19

Jaká je úloha následujících komponentů OS: aplikační rozhraní

Answer 19

Množina příkazů, jejichž provedení může aplikace žádat na OS (př. „vytvoř soubor“, „přečti vstup z klávesnice)

Question 20

Jaká je úloha následujících komponent OS: jádro

Answer 20

Celkový správce systému, řídí multitasking, správu paměti, přidělování zařízení aplikacím atd.

Question 21

Jaká je úloha následujících komponent OS: ovladače zařízení?

Answer 21

Programy umožňující jádru vykonávat základní požadavky a předávat je odpovídajícím zařízením (př. „přečti polohu myši“)

Question 22

Vyjmenujte aspoň tři textové procesory, jakým způsobem lze řešit přenos dokumentů mezi nimi?

Answer 22

• Google Docs, Office Word, Pages
• Soubory, které používají textové procesory, jsou často binární a liší se podle konkrétního text. procesoru. Proto bývají vzájemně nepřenositelné

Question 23

Jaký je rozdíl mezi bitmapovým a vektorovým grafickým procesorem a jejich typické použití? Uveďte alespoň jednoho zástupce v každé kategorii.

Answer 23

• Bitmapový procesor: umožňuje vytvářet a upravovat soubory s rastrovou grafikou, použití: úprava digitálních fotografií a ilustrací, př. GIMP
• Vektorový procesor: umožňuje vytvářet a upravovat soubory s vektorovou grafikou, použití: vytváření schémat, nákresů s ostrými hranami, technických výkresů, diagramů atd., př. Adobe Illustrator

Question 24

Jaké druhy virů znáte, jak se proti nim lze bránit? Jaké nejběžnější antivirové programy jsou k dispozici?

Answer 24

• Druhy: Malware (počítačový program, př. trojský kůň, spyware, adware), škodlivé kódy (př. počítačový červ, spam, hoax, phishing)
• Jak se bránit: př. antivirus, firewall, antispam, antispyware atd.
• Nejběžnější antivirové programy: Windows Defender, ESET, AVG, Avast…

Question 25

Srovnejte generace programovacích jazyků 1–2, uveďte, jaké nevýhody nižší generace odstranila ta vyšší, jaké nové vlastnosti přinesla?

Answer 25

• 1. generace: Programy rychlé a efektivní, obtížné hledání chyb, velká nepřehlednost
• 2. generace: Odstranily číselné kódy instrukcí a nutnost vypočítávat adresy skoků a umístění dat, nevýhoda strojová závislost, programátor se zabývá převážně instrukcemi – ladění programu velmi zdlouhavé

Question 26

Srovnejte generace programovacích jazyků 2–3, uveďte, jaké nevýhody nižší generace odstranila ta vyšší, jaké nové vlastnosti přinesla?

Answer 26

• 2. generace: Odstranily číselné kódy instrukcí a nutnost vypočítávat adresy skoků a umístění dat, nevýhoda strojová závislost, programátor se zabývá převážně instrukcemi – ladění programu velmi zdlouhavé
• 3. generace: strojově nezávislé, strukturované programování, velký pokrok v teorii formálních jazyků, přenositelnost jazyka

Question 27

Srovnejte generace programovacích jazyků 3–3 ½, uveďte, jaké nevýhody nižší generace odstranila ta vyšší, jaké nové vlastnosti přinesla?

Answer 27

• 3. generace: strojově nezávislé, strukturované programování, velký pokrok v teorii formálních jazyků, přenositelnost jazyka
• 31/2: Objektově orientované programovací jazyky (OOP), př. Java, C++, C#, Python…

Question 28

Uveďte alespoň tři základní vlastnosti objektově orientovaných jazyků, vysvětlete, v čem jsou výhodné pro programátora

Answer 28

Zapouzdření (objekt nemůže přistupovat k “vnitřnostem” jiných objektů

Dědičnost (objekty nějakého druhu mohou dědit z jiného druhu objektů)

Polymorfismus (objekt se chová podle toho, do jaké třídy patří)

Question 29

Jaký je rozdíl mezi interpretem a kompilátorem? Uveďte alespoň dva zástupce soudobých interpretovaných a dva zástupce kompilovaných jazyků.

Answer 29

• Interpret: Vykonává instrukce zapsané v programovacím jazyce bez jejich předchozího překladu do strojového kódu, př. Python, Java
• Kompilátor: provádí překlad z vstupního jazyka do výstupního jazyka, př. C, C++, vytváří efektivní a rychlý kód, který ale bývá větší než u interpretu

interpret nevytváří přímo spustitelnou aplikaci ve strojovém kódu

Question 30

Co je to integrované vývojové prostředí (IDE), jaké výhody přináší, jaké základní komponenty obsahuje?

Answer 30

• Co je to: Software usnadňující práci programátorů, většinou zaměřený na jeden konkrétní programovací jazyk, ale jsou i univerzální
• Výhody: př. poskytuje programátorům zařízení pro vývoj softwaru, usnadňuje vizuální reprezentaci souborů
• Základní komponenty: editor zdrojového kódu, kompilátor, příp. interpret a většinou také debugger

Question 31

Vysvětlete podstatu neprocedurálního programování u prostředků/jazyků 5. generace, uveďte alespoň jednoho zástupce a jeho vlastnosti

Answer 31

• Uživatel zcela zbaven potřeby algoritmického myšlení, počítač sám hledá nejvhodnější způsob dosažení řešení
• Př. Prolog: logické programování, program v Prologu je seznam tzv. logických klauzulí (logické implikace, fakta)

Question 32

Jaké kódy určené k ochraně dat proti poškození (například při přenosu, nebo uložení na paměťových médiích) znáte, a jak fungují?

Answer 32

• Paritní kód, Hammingův kód
• Paritní kód: schopen detekovat jednoduché chyby, tzn. dojde-li ke změně 1 bitu v užitečné části na opačnou hodnotu, než má správně mít
• Hammingův kód: schopen opravovat jednoduché a detekovat dvojné chyby, ať k nim dojde na jakémkoli místě kódu

Question 33

Co zkoumá obor umělá inteligence, jaké jsou jeho cíle a nevyřešené výzvy?

Answer 33

• Snaha o řešení problémů strojem tak, aniž bychom museli specifikovat způsob, jakým má být problém řešen
• Výzvy: Vnímání, pohyb a manipulace, reprezentace znalostí, dedukce, logické usuzování, řešení problémů, strojové učení…

Question 34

Co je program Eliza, jaký je jeho princip?

Answer 34

• Primitivní software pro komunikaci v přirozeném jazyce, vystupuje v roli psychoanalytičky
• Pracuje se seznamem klíčových slov a s ním porovnává slova věty

Question 35

Jaké jsou základní vlastnosti algoritmu?

Answer 35

• Konečnost, determinovanost, universálnost, resultativnost, efektivnost

Question 36

Co rozumíme v informatice pojmem graf? Nakreslete příklad, uveďte nejméně tři praktické aplikace teorie grafů.

Answer 36

• Množina uzlů vzájemně propojených jednosměrnými nebo obousměrnými vazbami – hranami
• 3 praktické aplikace: dopravní problémy, Eulerův tah, planarita grafů

Question 37

Jaké jsou základní požadavky na kryptografický systém, který šifruje data kvůli jejich utajení?

Answer 37

• Výpočet musí být nenáročný
• Zakódovaný text by neměl být delší než původní
• Malá změna originálu by měla vést ke změně velké části zakódovaného textu

Question 38

Jaký je rozdíl mezi komunikačním modelem file server / stanice a klient / server?

Answer 38

• File server/stanice: Data jsou zpracována jinde, než jsou umístěna, a proto musí být přenášena ze serveru na stanice k aplikacím (př. Dropbox, iCloud, Google Drive)
• Klient/server: Zpracování dat tam, kde se data nachází a výstupy pro uživatele generovat tam, kde se nachází uživatel

Question 39

Jak funguje síťový protokol peer-to-peer? Uveďte příklady aplikací, které jej používají.

Answer 39

• Každý počítač přímo komunikuje s každým jiným (nemusí být přímo propojeny, přenos může probíhat skrze další uzly
• Př. BitTorrent, Gnutella, bitcoin

Question 40

Jaký je vztah mezi síťovým modelem ISO/OSI a TCP/IP? Popište, z jakých vrstev se skládá model TCP/IP

Answer 40

•	ISO/OSI: Model se sedmi vrstvami, zajišťuje komunikaci v rámci sítě LAN a také mezi různými sítěmi
•	TCP/IP: Čtyři vrstvy:
o	4.Aplikační
o	3. Transportní
o	2. Internet
o	1. Síťové rozhraní

Question 41

Jaký je rozdíl mezi paketem a rámcem při přenosu dat, na kterých vrstvách síťového protokolu se přenášejí?

Answer 41

• Paket: formátovaný blok dat, který se přenáší v počítačové síti, přenos v síťové vrstvě
• Rámec: to, co skutečně putuje v síti, přenos ve spojové vrstvě

rámec vzniká doplněním paketu o hlavičku, patičku a pomocné sekvence.

Question 42

Jaké topologie počítačových sítí znáte? Uveďte příklad z vašeho okolí.

Answer 42

• Sběrnice, kruh, hvězda, hvězda-kruh, strom, magistrální páteř a hvězda

Question 43

Uveďte příklady aktivních a pasivních síťových prvků, jaký je mezi nimi rozdíl?

Answer 43

• Aktivní prvky signály upravují – zesilují, obnovují, směrují, pasivní prvky signály pouze přenášejí
• Aktivní prvky – př. opakovače, rozbočovače, přepínače, mosty, směrovače, brány
• Pasivní prvky – př. kabely, konektory, zásuvky, spojovací a zakončovací prvky…

Question 44

Na jakých frekvencích pracuje WiFi, jaká je typická datová propustnost?

Answer 44

• 2,4 GHz až 6 GHz

Question 45

Jaké jsou hlavní rozdíly mezi generacemi mobilních sítí, jaká je plánovaná průměrná rychlost 5G sítí?

Answer 45

• Rozdíly v rychlosti přenosu a latenci (rychlosti odezvy)

* Rychlost 5G sítě: 500 Mbps

Question 46

Uveďte příklady IoT zařízení pro “chytrou domácnost”, jaké jsou nároky na přenos dat?

Answer 46

• Mnoho typů zařízení, rozdílné nároky na přenos

* Př. dálkově ovládané spotřebiče (př. zásuvky, osvětlení), kamery

Question 47

Co je to url, z jakých částí se skládá?

Answer 47

• Kompletní adresa

* Schéma, server, port, dokument, parametry

Question 48

Na jaké informační systémy a infrastruktury se vztahuje zákon 181/2014 Sb. o kybernetické bezpečnosti? Jaké jsou základní povinnosti provozovatelů těchto IS?

Answer 48

• Na kritické informační infrastruktury a významné informační systémy, primárně IS provozovaných státem
• Povinnosti: Preventivně zavádět bezpečnostní opatření vymezená zákonem, hlásit CSIRT bezpečnostní incidenty, řídit se reaktivními opatřeními uloženými NBÚ

Question 49

Co je to CERT, jaká je jeho úloha při předcházení a řešení bezpečnostních incidentů?

Answer 49

• Computer Emergency Response Team, mezinárodní orgán, u nás tým CSIRT
• mezinárodní tým rychlé reakce při kybernetických bezpečnostních incidentech
• Má za úkol řešit bezpečnostní události v počítačových sítích

Question 50

Jaké jsou pozitivní a negativní stránky softwarových patentů?

Answer 50

• Softwarové patenty: patenty na vynálezy a metody, jejichž provedení vyžaduje použití počítače
• Pozitivní: autor má možnost regulovat používání a distribuci sopftwaru, copyright (omezení/zákaz šíření určitého díla/softwaru)
• Negativní: patentování triviálních a obecních myšlenek, nebezpečné pro svobodný software, v praxi neslouží k ochraně duševního vlastnictví, ale k tzv. patentovému vydírání

Question 51

Neprocedurální programovací jazyky 5. generace určené pro umělou inteligenci

Answer 51

• jsou schopny samy hledat řešení, jež splňuje programátorem definovaná kritéria
• nevyžadují, aby programátor znal přesný postup řešení úlohy

Question 52

Universálnost algoritmu znamená, že

Answer 52

jej lze použít pro všechna možná vstupní data z určité množiny.

Question 53

Determinovanost algoritmu znamená, že

Answer 53

každý jeho krok musí být jednoznačně a přesně definovánpopsán.

Question 54

Jaké typy softwarových licencí znáte, jaké jsou podmínky jejich použití?

Answer 54

• GPL - vyžaduje, aby byla odvozená díla dostupná pod toutéž licencí
• BSD - nutnost uvést autora a informace o licenci, zřeknutí se odpovědnosti za dílo
• MIT - lze kombinovat s různými softwary

Další licence: MPL, LGPL, Artistic Licence, NPL atd.

Question 55

Vysvětlete rozdíl mezi textovým editorem a textovým procesorem, uveďte aspoň dva příklady v každé z těchto kategorií. Vysvětlete zkratky XML a RTF
a jejich vztah k textovým procesorům.

Answer 55

• Textový editor: pracuje s čistě textovými soubory, které obsahují byty podle kódu ASCII, nemožnost formátování vzhledu, textové soubory jsou jednoduše čitelné na všech zařízeních (př. poznámkový blok, PSPad)
• Textový procesor: aplikační software pro vytváření formátovaných dokumentů, obsahují různé fonty písma, tabulky, obrázky apod.(př. Office Word, Google Docs)
• RTF: Přenosný formát dokumentů pro různé textové procesory (zastaralý)
• XML: novější