Základy informatiky a počítačových vied

Základy informatiky a počítačových vied: Komplexný Prehľad pre Študentov

Vitajte v komplexnom prehľade základov informatiky a počítačových vied, ktorý vám pomôže nielen pri štúdiu, ale aj pri maturite. Informatika je dynamický odbor, ktorý sa zaoberá zberom, uchovávaním, spracúvaním a využívaním údajov a informácií pomocou moderných informačno-komunikačných technológií. Nezameriava sa len na počítače, ale aj na vytváranie a skúmanie modelov, ktoré nám pomáhajú porozumieť procesom a situáciám v reálnom svete.

Čo je počítač a ako funguje?

Počítač, alebo po anglicky Personal Computer (PC), je zariadenie, ktoré vykonáva rôzne operácie na základe inštrukcií. Pozostáva z dvoch hlavných častí:

• Hardvér (Hardware): Predstavuje technické vybavenie počítača, súhrn všetkých fyzických súčiastok. Patria sem základná doska, procesor, pamäte (RAM, ROM, Cache), pevný disk, grafická karta, zvuková karta, ale aj periférne zariadenia ako myš, klávesnica, monitor, tlačiareň, skener, reproduktory, mikrofón, USB kľúč a mnohé ďalšie. K hardvéru patrí aj modem, ktorý slúži na komunikáciu počítačov prostredníctvom telefónnej linky, a USB port na pripájanie externých zariadení.
• Softvér (Software): Je to programové vybavenie počítača. Predstavuje súhrn všetkých programov, ktoré počítaču hovoria, čo má robiť. Patrí sem operačný systém, kancelárske balíky, internetové prehliadače, antivírusové programy a rôzne aplikácie.

Kľúčové hardvérové komponenty

Procesor (CPU) je základná súčiastka v počítači, ktorá vykonáva matematické a logické operácie pomocou súboru inštrukcií. Riadi a koordinuje všetky zariadenia počítača. Jeho rýchlosť sa meria v hertzoch a jeho násobkoch (napr. GHz).

Pamäť počítača slúži na ukladanie údajov. Rozlišujeme:

• Vnútorné pamäte: Medzi ne patria RAM (Random Access Memory), ktorá je charakterizovaná vysokou rýchlosťou a energetickou závislosťou (obsah sa po vypnutí stratí), a ROM (Read Only Memory), ktorá je energeticky nezávislá a zachováva obsah aj po odpojení napájania. Súčasťou procesora je aj Cache pamäť, ktorá slúži na urýchlenie jeho činnosti.
• Vonkajšie pamäte: Používajú sa na prenos a archiváciu dát. Patria sem:
• Pevný disk: Slúži na ukladanie dát magneticky a je vnútornou pamäťou PC. Jeho formátovanie slúži na prípravu na ukladanie súborov, vytvorenie oddielov a odstránenie údajov o umiestnení pôvodných súborov.
• USB kľúč: Moderné a prenosné médium.
• DVD, CD nosič, Blu-ray disk: Optické médiá, ktoré zaznamenávajú informácie pomocou laserového lúča.
• Disketa: Staršie pamäťové médium s kapacitou menšou ako 2 MB.
• Externý disk, magnetická páska.

BIOS (Basic Input/Output System) je základný vstupno-výstupný systém, ktorý vykonáva test pri zapnutí počítača a spúšťa operačný systém.

Periférne zariadenia

Periférne zariadenia delíme na:

• Vstupné: Slúžia na zadávanie údajov a príkazov do počítača. Príklady: klávesnica, myš, skener, mikrofón, webkamera, joystick, čítačka biometrických dát, svetelné pero, tablet.
• Výstupné: Slúžia na zobrazovanie údajov z počítača. Príklady: monitor (displej), tlačiareň, ploter, dataprojektor, reproduktory, slúchadlá.
• Vstupno-výstupné: Umožňujú zadávanie aj zobrazovanie údajov. Príklady: dotyková obrazovka, multifunkčné zariadenie (kopíruje, skenuje, tlačí), handsfreesada, externá napaľovačka.

NumLock prepínač aktivuje numerickú klávesnicu. Klávesa Insert prepína medzi režimom prepisovania a vkladania.

Softvérové vybavenie a jeho úloha

Operačný systém je základný softvér počítača, ktorý zaisťuje jeho chod, komunikáciu medzi užívateľom a počítačom, prideľovanie prostriedkov systému aplikáciám a riadenie prístupu k súborom. Príkladom je MS DOS (jeden z prvých operačných systémov) alebo Windows.

Kancelársky balík je súbor aplikácií pre bežnú prácu. Príkladom je Open Office alebo MS Office, ktorého súčasťou sú MS Word (textový procesor na prácu s textom, kontrolu pravopisu, hromadnú tlač, makrá, šablóny, obsah) a MS Excel (tabuľkový procesor na výpočty a kontingenčné tabuľky).

MS Internet Explorer je internetový prehliadač, slúžiaci na prezeranie www stránok, zobrazovanie stránok so živou grafikou a interaktívnym obsahom. Medzi ďalšie internetové prehliadače patria Mozilla Firefox, Opera, Google Chrome, Netscape Navigator, Safari.

Lokalizácia softvéru znamená vytvorenie národnej verzie softvéru, ktorá umožňuje komunikovať s daným softvérom v materinskom jazyku.

Update je aktualizácia programu na úrovni opráv chýb a drobných vylepšení. Upgrade predstavuje aktualizáciu s významnými zmenami, ktorá smeruje k zvýšeniu verzie programu.

Zmeny nastavení v systéme

• Reštart počítača: Klávesová skratka Ctrl + Alt + Delete.
• Nastavenie myši: Cez ponuku Štart – ovládacie panely – ikona Myš.
• Nastavenie klávesnice: Cez ikonku klávesnica na dolnej lište, kombináciou kláves Shift + ľavý Alt alebo Ctrl + Shift, na paneli Jazyk kliknutím na tlačidlo Vstupný jazyk, alebo cez ponuku Štart – Nastavenia – Ovládací panel a ďalej cez príkaz Klávesnica či Zmena klávesníc.
• Minimalizácia okna: Kliknutím na ikonu pre minimalizáciu okna alebo na symbol s pomlčkou na vrchnej lište v pravom rohu (odložiť na Panel úloh).

Súbory a dáta

Základná jednotka informácie je bit (b). Byte (B) je skupina 8 bitov. Väčšie jednotky sú kilobyte (KB) (1024 B), megabyte (MB) (1024 KB), gigabyte (GB) (1024 MB) a terabajt (TB) (1024 GB).

Súborové systémy: Medzi správne označenia patria NTFS, FAT32, FAT16.

Textové dokumenty majú prípony.doc,.pdf,.txt,.odt,.docx,.rtf.

Grafické formáty využívajúce bezrastrovú kompresiu nie sú uvedené v materiáloch, ale formáty ako BMP, TIFF, GIF, JPG, JPEG, PDF sú spomenuté. Parameter dpi pri skenovaní obrázkov určuje počet bodov na palec.

Prístupové práva priečinkov (adresárov) slúžia na zabránenie nepovolaným osobám vidieť obsah priečinka a regulovať prístup k súborom a podadresárom zdieľaného priečinka.

S textovým súborom uloženým na pevnom disku možno vykonávať činnosti ako kopírovať, komprimovať, vymazať, zálohovať, presunúť a premenovať.

Bezpečnosť a hrozby v informatike

Antivírusové programy majú úlohu odhaliť vírus pri pokuse o infikovanie systému.

Počítačové vírusy sú napádajúce programy, ničiace alebo modifikujúce dáta, prípadne ničiace hardvér. Delia sa podľa miesta ukladania (v spustiteľných súboroch, systémových oblastiach, dokumentoch s makrami) a podľa vlastností (rezidentné/nerezidentné, polymorfné/stealth).

Adware je druh voľne šíreného malwaru, ktorý sa používa na zobrazovanie reklamy.

Spyware je počítačový program, ktorý informuje bez nášho vedomia nejaký server o informáciách v počítači a môže prepisovať URL zadané v internetovom prehliadači. Nešíri sa vlastnou replikáciou.

Hoax je nevyžiadaná e-mailová správa, v ktorej sa počítačový pirát prezentuje ako dôveryhodná osoba (napr. banková inštitúcia, systémový administrátor).

Spam je nevyžiadaná e-mailová správa, ktorej predmetom je šírenie obchodných informácií a reklám. Je hromadne rozposielaná a obťažuje príjemcov.

Cracker je počítačový pirát prenikajúci do bankových informačných systémov za účelom elektronických bankových krádeží. Naopak, Firewall predstavuje hardvérové a softvérové riešenie, ktoré riadi prístup do a z chránenej siete.

Počítačové siete a internet

Internet je globálna, otvorená celosvetová počítačová sieť, ktorá spája mnoho počítačových sietí a vychádza z projektu ARPANET. Pracuje na základe protokolu TCP/IP.

Počítačové siete sa delia podľa rozlohy na PAN (Personal Area Network), LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) a WAN (Wide Area Network). Internet je rozľahlá celosvetová sieť.

TCP/IP je sada protokolov (nie programov, ako je niekedy chybne uvádzané), ktoré zabezpečujú prenos dát v internete. FTP protokol určuje pravidlá pre prenášanie súborov na internete.

Prenos dát paketmi v internete funguje tak, že dáta sú prenášané vo viacerých paketoch, ktoré môžu prichádzať v rôznom poradí a sú rovnakej alebo rôznej dĺžky.

IP adresa je číselný identifikátor sieťovej karty (napr. 205.116.137.15), ktorý obsahuje štyri čísla v dvojkovej sústave oddelené bodkami.

Služby internetu

Internet slúži na mnoho účelov:

• WWW (World Wide Web): Prezeranie webových stránok.
• Elektronická pošta (e-mail): Klientovo prevzatie správy od servera, otvorenie správy, spustenie poštového klienta na počítači. Patrí k najstarším službám internetu. Skratka FW vyjadruje poslanie elektronickej pošty ďalším adresátom, RE odpoveď. Skratky ADD, TCP/IP, CPU, NTFS sa nepoužívajú pri posielaní e-mailov.
• Prenos elektronických súborov (FTP).
• Interaktívna komunikácia: VoIP (Voice over IP), Skype.
• E-banking: Elektronické bankovníctvo.
• Vyhľadávanie informácií.
• Prihlásenie sa na vzdialený počítač.
• Sociálne siete: Napríklad Facebook.

Na surfovanie po internete používame internetové prehliadače. Hypertextovým odkazom môže byť text, obrázok, logo alebo menu.

Zdieľanie v sieti

Na počítačovej sieti môžeme zdieľať:

• Dáta a dokumenty.
• Hardvér (napr. tlačiarne).
• Softvér.
• Prístup na internet.
• Externú pamäť.

Algoritmy a informačná spoločnosť

Algoritmus predstavuje presný postup riešenia problému, je determinovaný, rezultatívny a konečný. Musí byť tiež hromadný.

Outsourcing v informačných technológiách je nákup služieb z vonkajších zdrojov, odovzdanie realizácie vnútropodnikových aktivít externému subjektu a včlenenie externe zaisťovaných služieb do vnútorných procesov organizácie.

Prínosy informačnej spoločnosti zahŕňajú výkonnejšiu štátnu správu, zvýšenie kvality života, sprístupnenie informačných zdrojov pre širokú verejnosť, podporu vzdelávania, nové možnosti uplatnenia pre tvorivých ľudí a rozšírenie ponuky služieb a ich skvalitnenie.

Najčastejšie otázky študentov o základoch informatiky

Ako dlho sa prenáša súbor v sieti?

Pre súbor s veľkosťou 10 MB pri komunikačnej rýchlosti 56 kbps bude prenos trvať približne 25 minút.

Aký je rozdiel medzi bitom a bytom?

Bit (b) je základná jednotka informácie. Byte (B) je skupina ôsmich bitov, teda 1B = 8b. Byte je väčšia jednotka a používa sa na vyjadrenie veľkosti súborov alebo pamäte.

Čo je to zástupca v MS Windows a ako sa líši od objektu?

Zástupca (odkaz) v MS Windows je ikona so šípkou, ktorá odkazuje na konkrétny objekt (súbor alebo program). Nemá vlastný obsah, je to len prístup k objektu. Objekt neodkazuje na zástupcu. Slúži na rýchly prístup k často používaným súborom alebo aplikáciám bez nutnosti hľadať ich v pôvodnom umiestnení.

Aký je vzťah medzi zásobníkom a frontom v dynamických dátových štruktúrach?

Zásobník (stack) a front (queue) sú dynamické premenné štruktúry dát. Líšia sa spôsobom prístupu k prvkom. V zásobníku sa prvky pristupujú v poradí LIFO (Last In, First Out – posledný dnu, prvý von). Vo fronte sa prvky pristupujú v poradí FIFO (First In, First Out – prvý dnu, prvý von).

Ktoré grafické formáty využívajú bezrastrovú kompresiu?

Podľa poskytnutých materiálov nie je možné presne určiť, ktoré formáty využívajú bezrastrovú kompresiu. Materiály spomínajú formáty ako BMP, TIFF, GIF, JPG, JPEG, PDF, ale nešpecifikujú typ kompresie pre každý z nich. Všeobecne sa však bezrastrová (vektorová) kompresia využíva pre vektorové grafiky, zatiaľ čo rastrová (bitmapová) kompresia pre bitmapové obrázky (napr. JPG, GIF, PNG, BMP).