Informatika A Pc

Informatika a PC Peter Ižol, KTaM, www.tuke.sk/ktam K zápočtu vypracovať zadania samostatne, poslať na [email protected] Literatúra:

TUKE EF – Miro, Informatika I. (2004) TUKE SjF VT – Novák, Marcinčin, Teoretické základy PPVI (2000)

INFORMÁCIE Informácie: - hnací motor informovanosti spoločnosti - koniec 20. stor. – tzv. Informačná revolúcia - poskytovanie služieb v oblasti HW, SW Informatika: - od r. 1960 je to samostatná vedná disciplína - zaoberá sa systematickým spracovávaním informácií hlavne pomocou počítačov - náplňou tejto vedy je štruktúra, spracovanie a využitie informácií - 1958 – nástup tranzistorov umožnil nástup výpočtovej techniky Informácia – poznatok zrozumiteľný pre prijímateľa a znižujúci jeho nevedomosť alebo neistotu pri rozhodovaní. Vyvoláva zmenu stavu alebo chovania príjemcu.

1

Dáta alebo údaje – akékoľvek zaznamenané fakty a poznatky. Zobrazujú stav objektov alebo prebiehajúce procesy a popisujú tieto objekty alebo procesy. Znalosť – zovšeobecnené poznanie častí reality (know-how). Komunikácia – výmena informácií medzi dvomi alebo viacerými objektmi (napr. ľudia) Formy komunikácie rozdeľujeme: -

klasické (rozhovor medzi ľuďmi, diskusia, konferencie, poštová komunikácia, telefonický rozhovor) elektronické (email, sms, chat, diskusie na internete)

Informačný systém – systémy na spracovávanie informácií. Informačné systémy sa členia podľa rôznych kritérií. IS pracujú v 4 fázach: - získavanie údajov - ukladanie (uchovávanie) údajov - spracovanie údajov - prezentácia údajov Informačné technológie – súhrn všetkých prostriedkov, ktoré slúžia na spracovanie informácií. Fungujú na základe vyššie uvedených bodov. IT zahŕňajú SW aj HW. Informačná spoločnosť – spoločnosť, ktorej najväčším bohatstvom sú informácie a celé bohatstvo spoločnosti vytvára tá časť priemyslu, ktorá využíva informačné technológie. Firmy produkujúce SW alebo HW na základe informačných systémov. •

Európska únia má komisiu pre informačnú spoločnosť, ktorá posudzuje krajiny na základe vyspelosti informačných technológií: o počet počítačov v domácnostiach o počet pripojení v domácnostiach o počet mobilných telefónov

•

Štatistika hovorí, že priemerný človek vyprodukuje 800 MB ročne. V dnešnej dobe 92% všetkých zaznamenaných informácií je na magnetických nosičoch (HDD) 0,003% informácií je v papierovej podobe (knihy, zborníky...)

•

Informačné preťaženie – vyjadruje nesúlad medzi a schopnosťou človeka zaznamenávať tieto informácie.

pribúdajúcimi

informáciami

E – množstvo informácií (exponenciálne)

L – človek (lineárne)

Digitálna priepasť – rozdiel medzi ľuďmi, ktorí zvládajú IT a ktoré nie. Dosah je taký, že hrozí rozdelenie spoločnosti spôsobom podobným ako je sociálne rozdelenie na chudobných 2

a bohatých. Človek, ktorý nie je pripravený na používanie IT nie je schopný triediť informácie a vyťažiť z nich hlavnú podstatu toho, čo je potrebné, tým pádom stráca potrebnú výkonnosť. * EÚ Komisia pre informačnú spoločnosť má v programe: - prispôsobiť ceny - systémy prispôsobiť potrebám spoločnosti - hi-tech systémy - zaškolenie ľudé - implementovať prvky elektronickej demokracie (možnosť vidieť návrhy zákonov pred ich schválením, možnosť vyjadriť sa, možnosť elektronického volenia vo voľbách,...) Informačné správanie človeka - orientačné štádium: - človek formuje problém, rozpoznáva jeho podstatu a plánuje si výber informácií - spracovanie informácií - človek triedi a spracováva informácie už podľa stanovených bodov

3

POČÍTAČE Počítač – univerzálny stroj na automatické spracovávanie informácií. Je to zariadenie schopné prijímať dáta, samostatne ich spracovávať podľa zadaného programu a poskytovať výsledky spracovania. Zariadenie schopné spracovávať nevymedzenú množinu úloh. Rozdiel medzi obyčajným strojom a počítačom je, že stroj spracováva vymedzenú množinu úloh. História počítačov: 1939 – reléový počítač (fy. BELL – určený na prevádzku, nie na testovanie) 1946 – IEEE Computer Society – vznik organizácie, ktorá zlučovala záujemcov o výpočtovú techniku 1950 – počítač s pamäťou 1952 – prvý tranzistorový počítač 1960 – prvý počítač „do skrine“ 1969 – fy. Intel – prvý 8-bitový procesor pre počítače, tzv. alfanumerický procesor 1971 – prvá inzercia v tlači na osobný počítač 1978 – nástup 16-bitových procesorov 1981 – prvý vírus 1985 – 32-bitový počítač 1990 – začali sa vyrábať prenosné počítače, a takisto sa počítače začali montovať do iných zariadení Rozdelenie z hľadiska histórie do generácií: 0. generácia – od r. 1940, reléové počítače 1. generácia – práca počítača na základe binárnych kódov 2. generácia – nástup programovacích jazykov (Cobol, Fortran), vznik prvých operačných systémov 3. generácia – od r. 1960, nástup programovacích jazykov Basic, Pascal, ďalej sa zdokonaľujú operačné systémy 4. generácia – od r. 1981, vznik databázových programov Rozdelenie PC: • • • • • • • • •

4

PDA, handheldy, pocket PC, palmtop – malé počítače, používajú špeciálne vytvorené OS, dotykovú klávesnicu Tablet PC – dotyková obrazovka alebo ako notebook s otočným displejom, využívajú špeciálne OS, napr. Windows XP Tablet PC Notebook – nadobúdacia cena je stále vyššia ako u bežných PC Deskbook – používaný hlavne v USA, prenosný PC bez akumulátorov E-PC – používaný hlavne v USA, je to PC určené pre firemné sieťové prostredia – maximálne odľahčené PC Desktop/Multimediálne PC (stolový počítač) – najpoužívanejšie Workstation (pracovné stanice) – majú viac procesorov Server – počítač, ktorý iným počítačom poskytuje služby, hlavnou podmienkou je zabezpečenie nepretržitej prevádzky a spoľahlivosť Mainframe – skriňové PC v osobitných klimatizovaných miestnostiach (špeciálne OS na báze UNIX-u)

•

•

Terminál – počítač, ktorý sprostredkováva úlohy a prijíma výsledky od nadradeného počítača. Väčšinou nemajú HDD ani výmenné mechaniky. OS a potrebné programy sú uložené v pamäti, pracujú s OS napr. Windows CE. Umožňujú budovať bezpečné siete. Superpočítače – sú robené na objednávku. Sú určené na spracovanie najnáročnejších úloh (napr. finančné inštitúcie, vojenské inštitúcie, NASA...)

POČÍTAĆOVÉ SIETE Počítačová sieť – vzájomné prepojenie počítačov a ďalších zariadení umožňujúce ich komunikáciu. Časti siete: HW vybavenie, SW vybavenie a organizačné zabezpečenie. Dôvody zavádzania sietí (aj výhody): -

zdieľanie prostriedkov - súborov, programov, techn. prostriedkov (tlačiareň, skener) komunikácia medzi užívateľmi a programami zvýšenie spoľahlivosti celého výpočtového systému finančné úspory zrýchlenie komunikácie

Rozdelenie počítačových sietí: Podľa rozsahu: • WAN (Wide Area Network) – globálna PC sieť. Funguje bez priestorového obmedzenia, využíva rôzne technológie prenosu, dochádza k prenajímaniu prenosových trás, má mnoho správcov siete. • MAN (Metropolitan Area Network) – mestská PC sieť. Znaky sú približne ako u WANky. • LAN (Locan Area Network) – pokrýva priestory jednej formy. Dosahujú sa vysoké prenosové rýchlosti, má jedného správcu, technologické vybavenie je na jednej úrovni, je zaručená technologická homogenita v rámci firmy. • PAN (Personal Area Network) – osobné siete. Dosah majú niekoľko metrov, spôsoby prenosu sú drôtové alebo bezdrôtové. Podľa vzťahov: • Peer-to-peer (PTP) – sieť s pracovnými stanicami. Každé PC môže byť poskytovateľom služieb, sú to rovnocenné PC. (WORKGROUP) • Server/klient – práca klientov je riadená serverom. (DOMAIN)

5

Podľa topológie: • Zbernicová topológia – je to priama linka PC ku PC. Avšak porucha pri jednom PC mohla spôsobiť nefunkčnosť celej siete – nie veľmi výhodná topológia. • Kruhová topológia – málo používané zapojenie. Málo náchylná na poruchy. • Hviezdicová topológia – k HUB-u alebo SWITCH-u sa pripájajú iné zariadenia. Je málo náchylná na poruchy. V minulosti bolo nevýhodou že bola finančne náročná.

Štruktúrovaná kabeláž – je to využitie hviezdicovej topológie = štandard v dnešnej dobe.

PERIFÉRNE ZARIADENIA 1. Vstupné periférne zariadenia – klávesnica, grafické vstupné zariadenia (myš, joystick, dotyková obrazovka), grafické snímače (skenery a tablety), komunikačné snímače (mikrofón, kamera), snímače fyzikálnych veličín. 2. Výstupné periférne zariadenia – dočasné zobrazovače (monitor, dataprojektor), permanentné zobrazovače (tlačiarne, plotre), zvukové výstupy (repro), permanentné priestorové (3D) zobrazovače, tzv. graphic prototyping. 3. Kombinované (I/O, resp. vstupno-výstupné) periférne zariadenia – modem, sieťové prvky, multimediálne zariadenia (VR – virtuálna realita)

1. ZADANIE Text: cca 3 strany (doplniť obrázkami, tabuľkami, grafmi) Téma: k predmetu IaPC – teda akákoľvek téma Veľkosť: do 1 MB 6

Práca sa netlačí, posiela sa v elektronickej podobe na emailovú adresu [email protected] Práca má preveriť znalosti práce s textovým editorom MS Word alebo OpenOffice textovým editorom. - odstavce, používanie štýlov, zarovnanie textu, tabelátory, nakreslenie tabuľky a vloženie obrázka

RAPID PROTOTYPING -

„Tlač“ 3D objektov, určená pre rýchlu výrobu modelov (prototypov). Určené pre vývojové, konštruktérske a dizajnérske kancelárie. Prevod 3D virtuálneho modelu na dvojrozmerný výkres - znehodnotenie úsilia dizajnéra, konštruktéra.

Ďalšie možnosti použitia : - Rýchla príprava prezentácie nového výrobku. - Nedeštruktívne skúšky (prúdenia tekutín, aerodynamické testy a pod.). - Testy zmontovateľnostia funkčnosti, overovanie rozmerov a tvarov. - Kusová a malosériová výroba, výroba náhradných dielcov (RapidManufacturing). - Výroba nástrojov a prípravkov (RapidTooling). - Špeciálne programy -vytváranie priestorových kópií kostí, kĺbov, lebky a pod. na základe CT (počítačová tomografia). - Využitie napr. v traumatológii pred operačným zákrokom, pri príprave stomatologických a kĺbových protéz, ... Prínosy : - Skráteniu času vývoja (o 30 až 70 %). - Zníženie nákladov na vývoj (lacnejšie výroba vzoriek, prototypov). - Skvalitnenie vývojových prác (možnosť porovnať viacero variantov, možností, ...). - Najlepšie výsledky -pri vývoji celých montážnych skupín alebo zariadení. Doterajšie nevýhody : - Cenová náročnosť. - Pre výrobu presnejších súčiastok zatiaľ nedostatočná presnosť (v súčasnosti ±0,1 %rozmeru). - Vytvorenýmodeljepotrebnédopracovaťručne. Základný princíp - tvarovanie sa nevykonáva odoberaním, ale postupným pridávaním materiálu. Metódy : - Stereolitografia - SGC -SolidGroundCuring - SLS -SelectiveLaser Sintering - LOM -LaminatedObjectModelling - MJM –MultiJetModeling 7

-

FDM -FusedDepositionModelling EBM -tavenie materiálu pomocou elektronového lúča ďalšie ...

Stereolitografia -

Najstarší využívaný princíp (od r. 1987). Patent z r. 1986 –tekuté fotopolymérypo osvietení UV lúčmi hustnú a tvrdnú. Vznik dátových formátov STL a SLA –matematický popis modelu na základe 3D modelu súčiastky. Podpora CAD systémami (ComputerAidedDesign) –výstup v tvare STL, SLA, ... Model vytvorený z úplne uzavretých plôch alebo objemov. Určenie orientácie modelu v priestore s ohľadom na presnosť, rýchlosť, efektívnosť. Virtuálne rozrezanie modelu na tenké vrstvy hr. jedna ~niekoľko desatín mm (podľa požadovanej presnosti výsledného modelu). Generovanie programu pre riadiaci systém stereolitografickéhozariadenia.

Zariadenie – základné časti: - nízkoenergetickýUV laser, - sústava zrkadiel riadená servopohonmi, - nádrž s pracovnou platňou, riadenou servopohonom, naplnená fotopolymérom.

8

Proces: - laserový lúč cez sústavu zrkadiel vykreslí na hladine kvapaliny plochu jednej vrstvy rozrezaného modelu, - platňa sa ponorí do nádrže o hrúbku vrstvy, - proces sa opakuje do dokončenia celého modelu. - vytvrdnutie a vysušenie modelu ožiarením v ultrafialovej peci, - úprava modelu napr. obrábaním -vŕtanie otvorov, rezanie závitov, brúsenie, leštenie (rozmerová presnosť v stotinách mm), - povrchová úprava farbami na epoxidové živice.

Stereolitografickémodely - aj na prípravu foriem pre rôzne metódy odlievania, vrátane presného odlievania metódou vytaviteľného modelu. 9

SGC – Solid Ground Curing Postup výroby modelov založený opäť na princípe fotopolymerizácie. Oproti stereolitografii hladina osvetľovaná pomocou UV lampy cez masku - celá vrstva sa vytvára naraz. Proces - vytvorenie negatívnej masky, - osvietenie fotopolymérua jeho stvrdnutie. LOM – Laminated Object Manufacturing Postupné vrstvenie laserom vyrezaných fólií. Postup: - natiahnutie fólie s lepiacou vrstvou, - prilepenie fólie pohyblivým vyhrievaným valcom, - vyrezanie požadovaného tvaru vrstvy, - prebytočná fólia je rozrezaná na štvorce, odstraňuje sa neskôr, - pokles nosnej dosky o hrúbku fólie, - opakovanie postupu.

MJM – Modeling

Multi

Jet

Nanášanie ohriateho termoplastu na predchádzajúce vrstvy pomocou tlakovej hlavy. Tlaková hlava – 96 trysiek v rade, každá zvlášť ovládaná programom. Pohyb hlavy len v jednej osi (druhú os nahradzuje šírka radu trysiek). FDM – Fused Deposition Modeling Princíp: - model sa vytvára horizontálnym nanášaním tenkých vrstiev materiálu na podložku. - materiál vo forme drôtu sa pretláča cez vyhrievanú trysku. - pri styku s povrchom vytváranej súčiastky materiál tuhne -vytvára požadovanú vrstvu. 10

-

materiál -polyamid, polyetylén, ABS, vosk, ... dosiahnuteľná presnosť dielcov je +/-0,13 mm.

EBM Tavenie materiálu pomocou elektronového lúča Postup: - nanesenie vrstvy prášku na platňu, - fixovanie prášku tavením elektronovým lúčom, - pokles platne o hrúbku vrstvy, - opakovanie procesu.

SLS – Selective Laser Sintering Princíp: lokálne sintrovanie, príp. natavenie práškových materiálov pôsobením lúču lasera. Postup: ako u EBM. Výhoda metódy: - možnosť spracovávať väčšie spektrum materiálov - všetky teplom taviteľné, prípadne teplom mäknuteľnépráškové materiály. SLS -

Kovové a keramické prášky, plasty, napr. termoplastickémateriály (polyamid, polykarbonát, polystyrol), kovové zliatiny z niklových bronzov, polymérom potiahnutý (obalený) oceľový prášok. Dosahovanie skoro 100% hustoty pôvodného materiálu.

DSPC – Direct Shell Production Casting Princíp: podobný ako u SLS. Materiál: hlavne keramický prášok. Rozdiel: - východiskový materiál je zlepovaný pomocou tekutého spojiva. - nanášanie spojiva sa vykonáva pomocou Ink-Jettryskovej hlavy. Využitie: výroba súčiastok, foriem a jadier pre presné liatie.

11

PODPORA KANCELÁRSKYCH ČINNOSTÍ -

spracovanie textov, tabuliek, práca s obrázkami tvorba grafov, databáz, prezentácií e-mail, fax, správa kontaktov

Štandard: MS Office Ďalšie kancelárske balíky: Open Office: Writer, Calc, Impress, Draw -

multiplatformový, zadarmo

602 Office: všetko ako Open Office + 602SQL - šírený komerčne, multiplatformový - RTU licencia 602 Suite: 602 Text, 602 Tab, 602 Photo, 602 Album - hlasité čítanie (český jazyk) Corel Word Perfect – vychádza z Word Perfect, Quattro Pro Easy Office

DTP (Desktop Publishing) -

tlač písanie a editácia textu príprava grafických prvkov návrh stránok sadzba

Elektronické DTP – publikovanie elektronických dokumentov Corel Draw Corel Ventura Adobe Design Adobe Press Ready TeX TeX – – – –

12

typograf. Systém graf. Nadstavby multilinguálny LaTeX, AmSTeX, LamSTeX

OCR/ICR SYSTÉMY OCR – optické rozpoznávanie znakov ICR – inteligentné rozpoznávanie znakov OMR – opt. Rozpoznávanie značiek OBR – opt. Rozpoznávanie čiarových kódov (barcode) Digitalizácia dokumentácie: -

príprava šablóny distribúcia a zber skenovanie, digitalizácia verifikácia údajov spracovanie údajov

ABBYY Form Reader Teleform

POČÍTAČOVÁ PODPORA PRODUKČNÝCH ČINNOSTÍ CA systémy (computer aided) – strojárstvo, stavebníctvo, elektrotechnický priemysel Požiadavky na strojársku výrobu: - skracovanie inovačného času - výrobný sortiment - variantnosť - znižovanie výrobných nákladov

TPV (Technická Príprava Výroby) 13

konštrukcia technológia projekcia

Sú to inžinierske činnosti a výrazne ovplyvňujú neskoršie výrobné náklady a kvalitu. CAD – Computer Aided Design -

počítačovo podporovaná konštrukcia 2D, 3D forma výrobku MKP (FEM) – metóda konštrukcie prvkov Kinematika Vizualizácia

CAPP – CA Process Planning -

pre NC stroje

CAM – CA Manufacturing -

pre podporu výroby simulujú výrobnú činnosť a riadenie výroby

Pozn.: CAD/CAM – zlučujú CAD, CAPP a CAM systémy CAE – CA Engineering -

podporovaná inžinierska činnosť

CAQ – podpora riadenia kvality PPS – Production Planning System -

podpora plánovania a riadenia výroby alternatívy CAPC, CAPM,...

CAPE – CA Production Engineering -

podpora výrobného inžinierstva skúšanie a diagnostika výrobkov

CIM – Computer Integrated Manufacturing -

počítačom integrovaná výroba súhrn všetkých CA systémov do jedného celku

CAD rozdelenie: Malé: pracujú na 2D základe, vytváranie výkresov, škicí (DesignCAD, EasyCAD, AutoCAD LT, AutoSketch) Stredné: aj pre 3D prostredie (FastCAD, CADKey, AutoCAD) Veľké: pracujú s parametrizáciou, asociativita (SolidWorks, CATIA, SolidEdge) 14

-

spoločným znakom je, že všetky sú schopné pracovať s databázami

Parametrizácia: stanovenie vzťahov medzi rozmermi súčiastky Asociativita: výkres, 3D model, TP, program NC, projektová dokumentácia – keď v jednom zmením hodnotu, zmení sa všade.

15