Slidy k 1. přednášce - Jihočeská univerzita v Českých

Informace, informační systémy,
informační společnost
Ludvík Friebel
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
Zemědělská fakulta
Číselné soustavy
• libovolné číslo lze zapsat polynomem
• an . zn + an-1 . zn-1 + … + a2 . z2 + a1 . z1 + a0 . z0 +
a-1 . z-1 + a-2 . z-2 + … + a-m+1 . z-m+1 + a-m . z-m,
• Kde ai jsou koeficienty u příslušných mocnin
základu soustavy z, ve které je dané číslo
zobrazeno. Základ soustavy z je libovolné
přirozené číslo splňující podmínku, že z > 1,
a koeficienty ai jsou přirozená čísla splňující
nerovnost 0 ≤ ai ≤ z.
Desítková (dekadická) soustava
Číselné soustavy
• Pro zápis čísel používáme zkrácený zápis ve tvaru
(an an-1 … a2 a1 a0)z, resp. zápis jen ve tvaru an an-1
… a2 a1 a0, pokud nemůže dojít k pochybnosti, ve
které číselné soustavě je číslo vyjádřeno.
• Příklad: Dekadické číslo zapisujeme formálě
396,47 (396.47). Zapisujeme pouze koeficienty u
daných mocnin základu desítkové soustavy. Jde
tedy o číslo: 3 . 102 + 9 . 101 + 6 . 100 + 4 . 10-1 +
7 . 10-2.
z=10
soustava o základu 10 – používá deset číslic: 0, 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9
Příklad rozkladu dekadického čísla po řádech: 14589 10 =
9*100+8*101+5*102+4*103+1*105 =
9+80+500+4000+10000
Obecné principy, které při práci s desítkovou soustavou
využíváme (např. jednotkový přenos do vyšších řádů při
sčítání čísel apod.), platí i ve všech ostatních číselných
soustavách.
Zobrazení čísel v pohyblivé řadové čárce
Mantisa + exponent – 6,6260755*10-34, 6,6260755e-34
Dvojková (binární) soustava
Šestnáctková (hexadecimální) soustava
z=2
soustava o základu 2
používá dvě číslice 0, 1
Příklad rozkladu binárního čísla a jeho převodu na číslo
dekadické:
1011012 = 1*20+0*21+1*22+1*23 +0*24+1*25 =
1+0+4+8+0+32 = 4510
Řada po sobě jdoucích čísel ve dvojkové soustavě: 100,
101, 110, 111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, ...
Pomocí této soustavy lze dobře popisovat nejnižší úroveň
činnosti logických obvodů, tedy i procesoru počítače.
Problematický je však zápis vyšších čísel!
z=16
soustava o základu 16 - používá šestnáct znaků: 0, 1,
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.
Příklad rozkladu hexadecimálního čísla a jeho převodu
na číslo dekadické
1F8A16 = 10*160+8*161+15*162+1*163 =
10+128+3840+4096 = 807410
Řada po sobě jdoucích čísel 78, 79, 7A, 7B, ..., 7E, 7F,
80, 81, 82, ..., FD, FE, FF, 100, 101, ...
1
Převod mezi soustavou dvojkovou a šestnáctkovou lze
provádět po čtveřicích (161 = 24).
10 0011 1010 1111 1001 00012
2
3
A
F
9
1 16
Převod mezi soustavou dvojkovou a desítkovou takto
provádět nelze.
Šestnáctková soustava se v praxi používá pro zkrácený
zápis obsahu paměťových buněk, obsahu registrů.
Pomocí této soustavy se zapisují programy ve strojovém
kódu počítače, a používá se také k adresaci paměti.
Osmičková (oktálová) soustava
• z=8
• Analogie s ostatními soustavami.
• Lze provádět převod mezi soustavou
dvojkovou, šestnáctkovou a osmičkovou
(23=81 a 163=84)
Obsah jednoho byte (osmi bitů) tak můžeme pohodlně
zaznamenat pomocí dvoumístného šestnáctkového čísla.
Př: 1011 0101 odpovídá B516 a 18110
Ostatní soustavy
Měření času a úhlů – šedesátková soustava, některé
starší monetární soustavy - proměnlivý základ u různých
řádů
Problematika jiných než celých čísel
0.1H = 0.0625D
10.01B=2.75D
0.1D = 0.0001100110011B
Převod mezi soustavami
• Desetinná čísla: Desetinnou část čísla
vynásobíme základem soustavy, do které
číslo převádíme. Má-li výsledek nenulovou
desetinnou část, tuto opět vynásobíme
základem soustavy atd. Algoritmus končí, je-li
desetinná část čísla rovna nule, nebo mámeli číslo převedeno s požadovanou přesností
(s požadovaným počtem desetinných míst).
Celá část výsledku po prvním násobení, je
první číslicí za desetinou čárkou hledaného
čísla.
Převod mezi soustavami
• Algoritmus je jiný pro převod celé části čísla, jiný pro
převod jeho desetinné části.
• Celá čísla: Převáděné číslo postupně dělíme
základem soustavy, do které číslo převádíme, tak
dlouho, dokud nedostaneme nulový podíl. Zbytek po
posledním dělení pak je nejvyšším řádem hledaného
čísla, zbytek po prvním dělení nejnižším řádem
hledaného čísla.
• Dělitel musí být zobrazen v číselné soustavě
převáděného čísla (dělence)! V této číselné soustavě
se též provádí veškeré aritmetické operace.
Celá čísla
Příklad: Převod čísla 27410 do dvojkové soustavy
Řešení:
Dělení dvěma
Zbytek
274 : 2 = 137
0
137 : 2 = 68
1
38 : 2 = 34
0
34 : 2 = 17
0
17 : 2 = 8
1
8:2 = 4
0
4:2 = 2
0
2:2 = 1
0
1:2 = 0
1
Tedy 27410 = 1000100102
2
Desetinná čísla
Příklad: Převod čísla 0,27510 do dvojkové soustavy
Řešení:
0,275 . 2
0,55 . 2
1,1 . 2
0,2 . 2
0,4 . 2
0,8 . 2
1,6 . 2
1,2 . 2
0,4 . 2
0,8 . 2
Převod do desítkové soustavy
• Hornerovo schéma
an . zn + an-1 . zn-1 + … + a2 . z2 + a1 . z1 + a0 .
z0 = ((…(an . z + an-1) . z + … + a2) . z + a1)
. z + a0
- násobíme pouze desetinnou část čísla
• Převod končí pokud je desetinná (červená) část čísla rovna nule
nebo při dosažení dostatečné přesnosti.
• Pak již můžeme psát, že 0,27510 = 0,01000110011001100..2.
Boolova algebra
Boolova algebra
• Negace - NOT p (~p or ¬p),
• Konjunkce, logický součin - p AND q (p
∧ q, p & q, nebo pq),
• Disjunkce, logický součet p OR q (p ∨
q),
• Implikace p implikuje q (p ⇒ q),
• Ekvivalence p EQ q (p = q, p ⇔ q, or p
≡ q),
• Neekvivalence, exklusivní disjunkce p
XOR q (p + q, p ⊕ q, or p ≠ q),
• Schefferova funkce p NAND q , NOT
AND (p | q or p ↑ q),
• Pieceova funkce p NOR q (p ⊥ q or p ↓
q).
Základní a odvozené jednotky
z oblasti informatiky
U odvozených jednotek v informatice neodpovídají
odvozeným jednotkám v SI (k = 103, M = 106)!
Informace
Příklady:
velikost souboru ve Wordu (neobsahuje
obrázky) 10 – 100 kB,
kapacita diskety 3,5“ 1,44 MB,
bit
b
základní jednotka informace
může nabývat pouze dvou stavů
0a1
bajt (byte)
B
8 bitů (slabika) – může nabývat
28 (256) stavů
kilobajt (kilobyte)
kB
210 bajtů = 1024 bajtů
velikost filmu na DVD 4,5 GB,
kapacita pevného disku 320 GB,
barevná hloubka (kvalita barev) 1, 8, 16, 24,
32 bitů odpovídá 2, 256, 65536, … barvám,
megabajt (megabyte)
MB
220 bajtů = 1048576 bajtů
32 bitový procesor,
gigabajt (gigabyte)
GB
230 bajtů = 1073741824 bajtů
512 MB paměti.
terabajt (terabyte)
TB
240 bajtů = 1099511627776 bajtů
3
Frekvence
Čas
sekunda
s
základní jednotka SI
milisekunda
ms
10-3 sekundy
nanosekunda
ns
10-9 sekundy
Příklady:
přístupová doba pevného disku 8-9 ms,
přístupová doba paměti RAM 70 ns,
záznam má kvalitu 25 snímků za sekundu.
herz
Hz
1/s, s-1 základní jednotka
frekvence
kiloherz
kHz
megaherz
MHz 106 Hz
gigaherz
GHz
Příklady:
103 Hz
109 Hz
vnitřní frekvence procesoru je 3,4 GHz,
snímková frekvence monitoru je 100 Hz,
řádková frekvence monitoru je 95kHz,
vzorkovací frekvence nahrávky v CD kvalitě
je 44.1 kHz.
Přenosová rychlost
kilobit za sekundu
kb/s (kbps) 210 bitů za sekundu
megabit za sekundu Mb/s
220 bitů za sekundu
gigabit za sekundu
Gb/s
230 bitů za sekundu
kilobajt za sekundu
kB/s
210 bajtů za sekundu
megabajt za sekundu Mb/s
220 bajtů za sekundu
gigabajt za sekundu Gb/s
230 bajtů za sekundu
Příklady:
Informace
• Sdělení, které odstraňuje nebo
snižuje naši neznalost či nejistotu
• Informace vyvolává změnu stavu
nebo chování příjemce
přenosová rychlost připojení Internet pomocí
ADSL modemu je až 2048 kb/s pro download a
512 kb/s pro upload.
100 Mbit Ethernet má rychlost 100 Mb/s v obou
směrech tzv. full duplex
Data
• Data jsou jakékoli zaznamenané
poznatky a fakta
• Data zobrazují stavy objektů či
probíhající procesy v realitě
kolem nás
Znalosti
• Znalosti představují zobecněné
poznání určité části reality
4
V současnosti primárním motorem
hospodářského rozvoje přestávají
být hmotné zdroje (energie,
vyrobená ocel) a stávají se jím
informace, znalosti a nové
technologie.
Informace představují obrovský růstový
potenciál pro každou firmu. Stále se
zvyšuje počet firem jejichž aktivity jsou
zaměřeny na poskytování informací.
Informace jako růstový potenciál firmy
představují hlavní důvod, proč dnes
dochází k intenzivnímu rozvoji
informačních systémů
Možnosti budování IS
Informační systém
Dva pohledy:
• systém zpracování dat (pořízení dat uchování dat - zpracování dat prezentace dat)
• systém pravidel a způsobů řízení v
určité organizaci.
• Vývoj specializovaného
jednoúčelového SW
• Nákup typového aplikačního SW
• Komplexní projekt založený na
výběru velkých aplikačních SW s
dořešením těch částí, které typový
SW nepokrývá
Typy úloh IS
Definice informačního systému
Informační systém je komplex:
•lidí,
•informací,
•informačních technologií,
•organizace práce,
•technických prostředků a metod zabezpečujících
sběr, přenos aktualizaci, uchovávání a další
zpracování dat.
• Úlohy manažerské – EIS
• Úlohy pro podporu taktického a
operativního řízení – MIS
• Úlohy typu datový sklad – DWH
• Úlohy elektronické výměny dat –
EDI
• Další úlohy – CAD/CAM,…
5
EIS - Executive Information
System
• Úlohy orientované na podporu
vrcholového vedení organizace,
tj. úlohy na podporu
strategického řízení
TPS - Transaction
Processing System
• Skupina úloh spojených
bezprostředně s informační
podporou výrobních činností či
služeb
WWW - World Wide Web
• Skupina úloh umožňujících přistup ,
vyhledávání a využívání informací v
síti Internet. Jde o využití možností
Internetu v prostředí organizace.
MIS - Management
Information System
• Úlohy podporující zejména
taktickou úroveň řízení a
částečně i operativní úroveň
OIS - Office Information
System
• Jde o skupinu úloh pro podporu
individuální práce uživatele (jednoduché
bilancování, evidence a rozbory), podporu
převážně rutinních kancelářských prací
(psaní dokumentů, kreslení obrázků,
příprava prezentací, správa dokumentů,
elektronická pošta) a podporu práce v
pracovních skupinách.
Příklady – MS Office, Open Office, …
EDI - Electronic Data
Interchange
• Skupina úloh zajišťujících
elektronickou výměnu dat mezi
organizacemi navzájem (např. mezi
bankami, obchodními partnery
apod.), na základě stanovených
pravidel pro výměnu dat.
6
DDS - Decision Support
System
KWS - Knowledge Work
Systems
• Skupina úloh podporující obvykle
taktické rozhodování a opírající se
o optimalizační a simulační
algoritmy
• Úlohy orientované na aplikování
expertních systémů a využití
znalostních bází
CRM -Customer
Relationship Management
• CRM je aktivní řízení vztahů s
jednotlivými zákazníky
• CRM je podniková strategie pro
výběr a řízení zákazníků
GIS - Geografical
Information System
• Skupina úloh podporujících kreslení,
vyhodnocování a využívání map,
vytváření územních modelů, plánů
měst, při sledování různých
rozvodných sítí atd.
RIS - Reservation
Information System
• Úlohy podporující rezervace
jízdenek, vstupenek, hotelových
zařízení, učeben apod. Využívá se
jich v oblasti cestovního ruchu,
hotelnictví, u dopravních
organizací, …
CAD - Computer Aided
Design
• Skupina úloh podporujících
konstrukční, návrhářské a
designérské práce
7
Informační systémy veřejné
CAM - Computer Aided
Manufacturing
• Skupina úloh pro podporu
dílenského řízení, výrobních
linek, NC strojů apod.
Informační technologie - IT
• zahrnuje
všechny
prostředky,
kterých se využívá k pořízení,
uchování, zpracování, prezentaci a
přenosu dat
• IT
tvoří jeden funkční celek, ve
kterém se stírají jasné rozdíly mezi
HW a SW
ICT
• Informační technologie
+
• Komunikační technologie
správy
• registr obyvatel
• registr vozidel
• registr ekonomických subjektů
(právnických osob včetně
živnostníků)
• registr pozemků a nemovitostí
• registr geografického informačního
systému
Komunikační technologie
Proces integrace všech
komunikačních a informačních
technologií je zřejmý. Jednotlivé
technologie stále více prorůstají v
ucelené funkční komplexy
Informační technologie
vyvolávají zásadní změny v
procesech na úrovni:
• jednotlivých technologií, resp.
vzniku nových produktů a služeb
• celých výrob, kde nejmarkantnější
je přechod od hromadné výroby k
zákaznické
• osobní, obecně lidské a mezilidské
8
Informační společnost
• společnost, v níž největším
bohatstvím jsou informace,
jejichž ovládnutí je pak
důležitější, než vlastnictví
nerostných nebo energetických
zdrojů
Hlavní přínosy
•
•
•
•
•
Informační společnost
• hlavním rysem informační
společnosti je vytvoření
podmínek pro hodnotnější a
spokojenější život lidí
Hlavní přínosy
vlídnější společnost s vyšší kvalitou života a
širším výběrem služeb a zábavy
nové možnosti pro uplatnění tvůrčích schopností
lidí
nové možnosti uplatnění kulturních tradic a
identity regionů a odstranění odlehlosti
periferních oblastí
účinnější a transparentnější administrativa, bližší
k občanovi, pracující s nižšími náklady
efektivnější řízení podniků a usnadnění spojení
výrobců a poskytovatelů služeb se zákazníky,
které zvýší konkurenceschopnost
• nové služby poskytované v rámci telekomunikací umožní
zlepšit kvalitu života především pokud jde o:
– možnost distančního a interakčního vzdělávání,
– možnost spolupráce na dálku a usnadnění setkávání lidí
prostřednictvím videokonferencí,
– zvýšení informovanosti spotřebitelů a tím i zvýšení
jejich ochrany,
– zdravotní péči, možnost práce na dálku,
– zlepšení toku informací a komunikace mezi místy
rozhodování a občany.
Informační společnost a
Ohrožení související s
informační společností
stát
• nadnárodní evropské struktury
považují za potřebné do dané
oblasti poměrně značně zasahovat
– Nebezpečí ztráty informací
– Růst spotřeby energie
– Růst počítačové kriminality
– Rozpad sociálních vazeb ve společnosti
– Zhroucení základních funkcí státní
správy
9
Nebezpečí ztráty informací
• Úmyslný útok
• viry
• zahlcení
• Živelná pohroma
• Technologický vývoj
Růst počítačové kriminality
• útoky na vlastní nástroje ICT
• využití ICT při obecné kriminalitě
– zneužití kreditních karet (e-business)
– poškozování práv autorů
– šíření pornografie
10