FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita PB001: Uvod do informačních technologií Luděk Matýska (Eva Hladká) podzim 2020 Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 1/22 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Obsah přednášky Organizační úvod Společenské aspekty Informační technologie Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 2/22 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Základní podmínky ■ Forma přednášek a vzájemné interakce viz dáLe ■ Zkouška je pouze písemná ■ Dvě varianty podLe epidemiologické situace ■ Volný pohyb osob, žádná omezení: cca 5 termínu, nejméně 2 řádné, poslední výhradně opravný) ■ Omezený pohyb osob, problém přechodu přes hranice: zkoušení v IS MU, jeden společný termín pro všechny, následně domluva na opravných termínech ■ Informace k písemce podle dohodnutého charakteru přednášek ■ Přednáška je v každém případě nahrávána na video Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 3/22 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Forma výuky ■ Navrhuji dvě alternativy: 1. „Tupý" převod z fyzické formy do videopresenční 2. Přednahrané přednášky, rozvrhovaný čas využit k diskusi a upřesnění a prohloubení znalostí Osobně preferuji druhou formu Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 4/22 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Forma výuky ■ Navrhuji dvě alternativy: 1. „Tupý" převod z fyzické formy do videopresenční 2. Přednahrané přednášky, rozvrhovaný čas využit k diskusi a upřesnění a prohloubení znalostí Osobně preferuji druhou formu ■ Nahraná přednáška k dispozici do konce předcházejícího týdne. ■ Vyji samostatně shlédnete před rozvrhovaným časem přednášky ■ V rozvrhovaném čase budu k dispozici a na základě Vašich podnětů a otázek probereme složitější partie, případně si ukážeme, jak by mohly znít otázky a správné odpovědi. Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 4/22 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Cíle přednášky ■ Základní orientace v oblasti informačních technologií. ■ Systémový (konceptuálni) pohled na celou oblast. ■ Úvod do technického a programového vybavení současných počítačů a propojovacích sítí. ■ architektura počítačových systémů ■ základní pojmy ■ technologické trendy ■ Etické a sociální rozměry informačních technologií. ■ dopad informačních technologií na společnost ■ Průvodce" následujícím studiem informačních technologií Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 5/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Dualita Informatiky ■ Unikátní kombinace reálných a abstraktních (virtuálních) systémů ■ Technické komponenty (hardware): podléhají fyzikálním zákonům ■ Programy (software): ^tělesnění" abstraktních konstrukcí, podléhají formálním zákonům Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 6/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Dualita Informatiky ■ Unikátní kombinace reálných a abstraktních (virtuálních) systémů ■ Technické komponenty (hardware): podléhají fyzikálním zákonům ■ Programy (software): ^tělesnění" abstraktních konstrukcí, podléhají formálním zákonům ■ Důsledky: ■ Virtuální prostředí ■ Pocit, že IT stojí mimo jealitu" ■ Pocit, že IT systémy s programovou komponentou nepodléhají žádným zákonům a omezením ■ „naprogramovat Lze vše" ■ Fenomén vaporware ■ oznámený produkt, který se neobjevil ■ obecně sliby, nenaplněná očekávání - náraz na realitu Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 6/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Společenské aspekty ■ Výrobní a obchodní procesy ■ Nástroj vědy ■ Komunikace ■ Zábava Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 7/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Společenské aspekty ■ Výrobní a obchodní procesy ■ Nástroj vědy ■ Komunikace ■ Zábava ■ Kriminální činnost Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 7/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Výrobní a obchodní procesy ■ Řízení výrobních procesů ■ Informační a manažerské systémy ■ Řízení organizace ■ Nové formy vývoje (simulace místo fyzických modelů) ■ Ovlivnění forem spolupráce/komunikace ■ Mezi institucemi (B2B, Bussiness to Bussiness) ■ Instituce a zákazník (B2C, Bussiness to Customer) ■ Mezi zákazníky (C2C) ■ Zcela nové příležitosti (reklama, mapy, GPS,...) ■ Sociální sítě Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 8/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Nástroj vědy a vývoje ■ Původní použití počítačů ■ TrvaLe klíčový směr využití ■ Ovlivňuje způsob vědecké práce ■ Experimenty versus simulace ■ Statistické zpracování velkých souborů (Big Data) ■ Astronomie ■ Bio-informatika ■ Linguistika ■ Postupně i další vědecké obLasyi ■ IT jako nová metodologie vědy ■ Virtuální vědecké týmy (spolupráce) ■ Formule 1 výpočetní techniky Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 9/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Komunikace ■ Komunikace mezi počítači ■ Komunikace mezi Lidmi (případně čLověk-automat) - opět roste význam ■ Telefony ■ Faxy ■ Mobilní komunikace ■ Média ■ Zvýšení fragility společnosti ■ „Syrové" (nezpracované) informace vyvpolávající nečekané interpretace a reakce ■ „Davová" chování ■ Rizikové aspekty Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 10/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Zábava ■ Televize ■ Počítačové hry ■ Fenomén on-line her: specifické prostředí pro spolupráci ■ Pasivní versus aktivní přístup ■ Peer to peer sítě (Napster, Gnutella,...) ■ Virtuální realita ■ Sociální sítě ■ Přínosy versus rizika ■ Soukromí Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 11/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Kriminální činnost ■ Kriminalita bílých Límečků ■ Zneužívání zdrojů na síti (účty, výpočetní výkon, kapacita sítě, poštovní služby,...) ■ Krádeže informací (čísla kreditních karet, telefonní Linky, špionážní činnost) ■ Viry ■ Záměrně špatné informace ■ DestabiLizace společnosti ■ Specifickým šířením (dez)informací ■ Útoky na infrastrukturu ■ Útoky na citlivé informační zdroje ■ Kritická infrastruktura a její ITčást ■ Rostoucí ochrana i v zákoně ■ Útoky přes sociální sítě Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 12/22 Společenské aspekty FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Právo a etika v IT ■ V podstatě inženýrská disciplína avšak neinženýrské přístupy (shrink wrap Licence, minimální odpovědnost za chyby,...) ■ Kódy/normy správného chování/přístupu ■ Faktická a právní odpovědnost ■ IPR (InteUectuaL Property Rights), autorská ochrana, softwarové patenty ■ Nečekané důsledky chování při přenosu do virtuálního prostředí ■ (ne)mazání informací ■ korelovatelná stopa Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 13/22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Informační technologie ■ Extrémně rychle se vyvíjející oblast ■ první počítače jsou záležitostí čtyřicátých let minulého století ■ viz předmět PV109 Historie a vývojové trendy ve výpočetní technice ■ technologie se vyvíjí „před očima" ■ komplikuje pochopení principů versus „technologické pozlátko" ■ Moorův zákon Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 14/22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon pro procesory a paměti Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon pro transistory Moore's Law - The number of transistors on integrated circuit chips (1971-2018) Moore's law describes the empirical regularity that the number of transistors on integrated circuits doubles approximately every two years. This advancement is important as other aspects of technological progress — such as processing speed or the price of electronic products - are linked to Moore's law. OurWorld in Data 50,000,000,000 10,000,000,000 5,000,000,000 1,000,000,000 500,000,000 100,000,000 * 50,000,000 B o 0 2 10,000,000 1 5,000,000 1,000,000 500,000 100,000 50,000 10,000 5,000 1,000 7?-core Xeon Phi Centr q 2400 ^.QC2 IPU SPARC M7^032-core AMD Epyc IBM z13 Storage Controller^^sN^ ^ ^Apple A12X Bionic 18-Gore Xeon Haswcll H5^ \, Xbox One main SoC^ 61-coreXeon PhiÖ Ä X 12-core Powrnš-V ♦ 8-core Xeon Nehalem-EX-*. ^ JT Six-core Xeon 7400_4. S ♦ 4 if1* Dual-core Itanium 2-éy Pentium D Presler. Itanium 2 with 9 MB cache^ Itanium 2 Madison ôM-O Pentium D Smithfield, Itanium 2 McKinley^ 4} Pentium 4 Prescott-2M^ fTen r Quäl •-ms iSilicon Kirin 980 + Apple A12 Bionic HiSilicon Kirin 710 10-core Core i7 Broadwell-E . Qualcomm Snapdragon 835 Dual-core + GPU Iris Core i7 Broadwell-U A ^ Quad-core + GPU GT2 Core i7 Skylake K X)uad-core + GPU Core i7 Haswell Core i7 (Quad) Apple A7 (dual-core ARM64 "mobile SoC") 'Core 2 Duo Woltdnk: ore 2Duo Conroe " ♦Core ? Duo Wolfdale 3M ♦Core 2 Duo Allendale ^Pentium 4 Cedar Mill Pentium 4 NorthwoodÄ Agarton Pentium 4 Willamette** ♦, ' ... __ . „ „ „ ~^ Pentium III Tualatin Pentium II Mobile Dixon^ AMD K7 0 ♦ Pentium III Coppermine AMD K6-III ♦Atom ♦ARM Cortex-A9 AMD K6, Pentium Prq^ Pentium- AMI ♦ Ml ! ft o 3ntium II Klamath I Katmai -'e Intel 80486- 11 explorer s j^-uitjw Lisp machine chipV Intel 80386^ Motorola 68020 A A ^T>E < Intel 80286 ♦Intel 8018 <>♦ ♦Intel £ TMS 1000 Zilog Z80 ^ RCA 1802 ♦, Intel 8008- $"ntel 8080 M8Wa ^ Intel 4004 M-: ,n 6809 ♦ ntel 808b A OftRM 2 ^.RM 1 MOS Technology AF?M 9TDMI Aö VV Afc CKV OvV OA 9? 9?" 9?> ÍS3 f?5 Data source: Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count) The data visualization is available at OurWorldinData.org. There you find more visualizations and research on this topic. Licensed under CC-BY-SA by the author Max Roser. Zdroj: http: //ourworIdindata. org Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Uvod do informačních technologií • podzim 2020 16 / 22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon pro hodiny procesoru Microprocessor clock speed Microprocessor clock speed measures the number of pulses per second generated by an oscillator that sets the tempo for the processor. It is measured in hertz (pulses per second). 10 billion Hz 1 billion Hz 100 million Hz 10 million Hz 1976 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Source: Ray Kurzweil (2005, updated to 2016). The Singularity Is Near: When Humans Transcend Biology. 2010 OurWorld in Data World 2016 CC BY-SA Zdroj: http: //ourworldindata. org Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 17/22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon pro transistory na mikroprocesor Moore's Law: Transistors per microprocessor Number of transistors which fit into a microprocessor. This relationship was famously related to Moore's Law, which was the observation that the number of transistors in a dense integrated circuit doubles approximately every two years. 10 billion 1 billion 100 million Our World in Data World 10 million 1 million 100,000 10,000 1971 1980 1990 2000 2010 2017 Source: Karl Rupp. 40 Years of Microprocessor Trend Data. CC BY Zdroj: http: //ourworIdindata. org Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 18/22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon a Internet of Things Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 19/22 3^3300 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Služby ■ Vývoj toho, co společnost chápe jako „služby" informačními technologiemi zajištěné ■ "Everything as a service" (XaaS) ■ začínali jsme „kolosy" ■ sálové počítače ■ software společně s hardware ■ IT služby zprostředkovány týmem expertů („ajtáci") ■ oddělení hardware a software ■ oddělení výrobci hw a sw ■ Microsoft jako příklad „zachyceného trendu" ■ stále ajťáci na popředí ■ Software stále více na popředí ■ user friendliness ■ přímé interakce mezi IT službou a uživatelem, bez prostředníka Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 20/22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Úrovně abtrakcí ■ Monolitické systémy ■ napr. původní operační systémy společně s konkrétním počítačem ■ Monolitický software ■ Komponentní software ■ explicitně viděné (a samostatně vyvíjené) komponenty ■ middleware ■ Software „nahrazuje" hardware ■ virtualizace ■ Software defined "anything" ■ networks, datacenters,... Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 21/22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Počítačové sítě ■ Vývoj „před očima" ■ Pár desítek Let existence ■ a téměř neuchopitelný dopad na společnost ■ Od sítě přenášející data po obrovskou plejádu aplikací ■ od drátových po bezdrátové ■ Mobilita a always on ■ dramatický posun v užitečnosti ■ Distribuované systémy ■ Internet of Things (loT) ■ vše propojeno se vším ■ Bezpečnost stále podstatnější Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 22/22 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Standardizace a kompatibilita ■ Divergentní vývoj ■ můj systém je lepší než Váš ■ mnoho alternativních cest k řešení konkrétního problému ■ různé editory, různé textové procesory,... ■ podporuje inovace, ale komplikuje život uživatelům ■ vendor Lock-in - např. výběr mýtného na silnicích v ČR ■ kompatibilita systémů (mohu data ze systému A využít přímo v systému B?) ■ Standardizace jako reakce ■ shoda na rozhraních ■ způsob řešení (poskytnutí služby) zůstává různorodý Luděk Matýska (Eva Hladká) • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2020 23/22