FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita PB001: Uvod do informačních technologií Luděk Matýska & Eva Hladká podzim 2024 Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 1/27 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Obsah přednášky Organizační úvod Informační technologie Společenský rozměr Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 2/27 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Základní podmínky ■ Forma přednášek a vzájemné interakce viz dáLe ■ Zkouška bude pouze písemná ■ Po zkušenostech z předchozích let on-line přes IS ■ Open book formát, bez omezení přístupu k pomocným materiálům ■ Otázky otevřené, „konstrukční", musíte využít znalostí (cut&paste nestačí) ■ AI asistenty bude možné využít ■ Jeden společný termín - poslední rozvrhovaný termín pro přednášky, tj. 17. prosince 2024 od 16 hodin ■ Oprava 1.12.: Na přednášce omylem zaznělo 19.12., další viz IS ■ Následné termíny i podle individuální domluvy ■ Informace k písemce bude podávána průběžně ■ Rozvrhovaná setkávání budou nahrávána na video ■ Videa budou dostupná v IS MU Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 3/27 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Forma výuky ■ Klasické přednášky se záznamem, pokud nebudu služebně mimo ■ V případě nepřítomnosti bud poskytnu přednahranou přednášku nebo bude přednášet doc. HLadká. ■ cca 5x za semestr včetně této přednášky ■ Cca dvakrát za semestr uděláme seminární formu ■ Interaktivní diskuse o dosavadním průběhu a přednesených oblastech, spojená se Sli.do seancí ■ Poskytne Vám prostor pro otázky nad předneseným materiálem a pro zpětnou vazbu/pomoc tam, kde narazíte na nějaký problém ■ Průběžně budu ukazovat a diskutovat otázky (klíčové části) pro závěrečnou zkoušku, včetně využití AI při zkoušce ■ Předpokládám využití AI (např. ChatGPT) v rámci přednášek Luděk Matýska & Eva HLadká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 4/27 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Cíle přednášky ■ Základní orientace v oblasti informačních technologií. ■ Systémový (konceptuálni) pohled na celou oblast. r m Uvod 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 Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 5/27 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Východiska - Dualita Informatiky ■ Informatika představuje unikátní kombinaci 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 2024 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Východiska - Dualita Informatiky ■ Informatika představuje unikátní kombinaci reálných a abstraktních (virtuálních) systémů ■ Technické komponenty (hardware) ■ podléhají fyzikálním zákonům ■ Programy (software): ^tělesnění" abstraktních konstrukcí ■ podléhají formálním zákonům ■ Důsledky: ■ Vzniká skutečně 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 ■ Společný nešvar vývoje informačních systémů Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 6/27 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Společenské aspekty - IT revoluce ■ Extrémně rychLý inovační cyklus ■ Postupná konvergence ■ Původně nezávislé věci mají společnou IT základnu ■ od mobilního telefonu k počítači s aplikacemi, který také umí telefonovat ■ Od pasivní televize přes streamovací služby po interaktivní hry ■ Liberalizace a deregulace trhů ■ Zásadní ovlvnění výroby, distribuce, obchodu i spotřeby (využití) produktů i služeb ■ Zásadní vliv na mezilidskou interakci a chování ■ Jayzkové modely a Umělá inteligence (ChatGPTa další) představují další cyklus Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 7/27 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Role IT ■ Ovlivňuje prakticky vše ■ Zkuste najít oblast lidských aktivit, která zatím není informačními a komunikačními technologiemi zasažena Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 8/27 Organizační úvod FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Role IT ■ Ovlivňuje prakticky vše ■ Zkuste najít oblast lidských aktivit, která zatím není informačními a komunikačními technologiemi zasažena ■ Odpovědnost autorů IT systémů ■ viz Oppenheimer v jiné oblasti ■ Co je kvalitní IT systém ■ Chyby v hardware ■ Chyby v software ■ Ale také chyby v samotné koncepci/architektuře ■ Kriminální činnost Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 8/27 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 2024 9/27 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon pro procesory a paměti Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: ÚvodMtodpítotma^clTidiecírigologií • podzim 2024 10/27 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon pro transistory Moore's Law: The number of transistors on microehips doubles every two years Moore's law describes the empirical regularity lhal the number of Lransislors on integrated circuits doubles approximately every two years. This advancement is important for other aspects of technological progress in computing - such as processing speed or the price of computers. Transistor count 50,000,000,000 Our World in Data 10,000 5,000; 1,000: 500 100 50 10 5. 000,000 000,000 000,000. 000,000 000,000. 000,000 000,000 000,000 gc2 iiji ntriq 2400 ^ <>AWS Grdviton2 Nt$32-core AMD Epyc 8-COI Six-ccie Xeo i 7-100 Xial-core Itanium 9 A ♦AMD Epyc Rome 72-core Xeon SPARC M7-. ibm zl3 Storage Controller ^\ " Apple A1 2X Rionic IB-core Xeon Haswell-E5 . ^x.-^>_ A ft » H Silicor Kirin 990 5G Xhox One main SoC O $ » X »Apple A13 (iPhorie 1] P-o! 12-core POWERS^v " ♦ A " HiSilicon Kinn 71L Xeon Ncialeťi-EX"-*. a SC ♦ Älp"1^1"^ Care i7 3rc>adweJJ--E _ _Pcnti uro _D_ P_ esic r _N Itanium 2 with 9 MB cache O Itanium 2 Madison óM Pcnti 2 Mel Pentii . ijunlco n v 5r;". )c-neoi 835 A Dual-core ■ GPU ris Core i7 Broadwel -U A ▼Quad-cure i GPU GT2 Core i7 Skylake K Quad coro ■ GPU Coro i7. Harwell t;] Madison óMA 4^' itium D Smithícld>_ ířCorf- cKinlevO- Ä XCbI1" tium 4 Prcscott^M-P1 Ä><«0< pow; ró A A " A|)j o A/ [Ci,:: cot A-;.Mň'l rnoiile SoC. i \ vCcrc i7 (Quad) AMC) K10 quad rare 2ML"3" Core ? D jo1 Wolf dale ----AM-">KR-Pontiům 4 Northwood^^-^^^ Pentjjrr III Tualatin Coppe rminf Core 2 Duo Wolfdale 3M ♦Core 2 Duo Allendale ► """-Pentium 4 Ceda- Mill Féň [fuiří 4~ Fresco IT Pentium 4 Willamette^ Pentitim II Mcbile Dixon^v AMD K7 0 ♦Penlurr AMD K6-III AAtom #ARM Cortex- ^entii, m Pro Pentium. A-"Ä.-Kt. AMD K! $ ♦Pfc'tum'T EntiLm II < I a íl all" ,000,000 500,000 100,000 50,000 10,000 _TMa, OBa.... -zijos zaa.... ^ 5,000 * RCA,802 *nte|S08Ll Intel 8008- 9lr__' soöc Lisp machine chip Inte 80386^ Motorola 03020^ ----Int-el1x)28ó ♦ lntel-80-lSÓ Intel 3036-O ♦ Intel 8088 C816 Mi: oit:P fiB" ' ,'dř><;, «♦ _ ♦arm ^\rm 1 ♦ arm 3 1,000 ♦ ntel 4004 M MC /y /{V s> Ab A% nO c e&> cP> a ^ ^ Qb _ib (-P ^ ^ nci? o> oř c,° c?3 ^ s> isr -vP -$> n° n?° n?° d?° d?° n? # # n?N # # Data source: Wikipedia (wikipedia.org/wiki/Transistor_count) Year in which the microchip was first introduced OurWorldinData.org - Research and data to make progress against the world's largest problems. Licensed under CC-BY by the authors Hannah Ritchie and Max Roser. Zdroj: http: //ourworldindata. org Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 11/27 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 Zdroj: http: //ourworldindata. org Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 OurWorld in Data World 2016 CC BY-SA 12/27 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 Our World in Data World 100 million 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 2024 13/27 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Moorův zákon a Internet of Things n li *i Ii li li 'li li li li íl íl i* it it n yeab Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 14/27 3^3300 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Informační služby ■ Vývoj toho, co společnost chápe jako „služby" informačními technologiemi zajištěné ■ "Everything as a service" (XaaS) ■ začínali jsme s „kolosy" ■ sálové počítače ■ software společně s hardware ■ IT služby zprostředkovány týmem expertů („ajťáci") ■ oddělení hardware a software ■ oddělení výrobci hw a sw ■ Microsoft jako příklad „zachyceného trendu" ■ ovšem Apple úspěšně využil původní koncept společného vývoje ■ Software stále více na popředí ■ user friendliness ■ webové služby, cloudové služby, aplikace v mobilech,... Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 15/27 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,... ■ Aplikace v cloudu i a vmobilech ■ Ovšem kde Leží embedded systémy? Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 16/27 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 m dramaticky posun v užitečnosti ■ Distribuované systémy ■ Cloudovésystémy a Internet of Things (loT) m vše propojeno se vsím ■ Bezpečnost stale podstatnejší Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 17/27 Informační technologie FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Standardizace a kompatibilita ■ Divergentní vývoj ■ můj systém je lepší než Váš ■ mnoho alternativních cest k řešení konkrétního problému ■ podpořeno „nehmotnou" povahou software (bez surovin) ■ různé editory, různé textové procesory, tisíce analogických aplikací, ... ■ 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?) ■ zde pomáhají (evropské) regulace, které kompatibilitu vynutí ■ Digitální stavební řízení, starý a nový systém ■ Standardizace jako reakce ■ shoda na rozhraních ■ způsob řešení (poskytnutí služby) zůstává různorodý Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 18/27 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Role ITve Lidských činnostech ■ V průmyslu a obchodu ■ Ve finančním sektoru ■ V domácnosti a zábavě ■ V Lékařství ■ V právu ■ Ve výuce ■ Ve vědě Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 19/27 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita IT v průmyslu a obchodu ■ Řízení výrobních procesů a obecně jejich změna ■ Informační a manažerské systémy ■ Řízení organizace ■ Plánování, logistika, zrychlkení obchodních transakcí ■ Automatizace a robotizace (Průmysl 4.0) ■ Nové formy vývoje (simulace místo fyzických modelů) ■ Ovlivnění forem spolupráce/komunikace ■ B2B, B2C,C2C (Bussiness a Customer) ■ Profilování (potenciálních) zákazníků ■ Zcela nové příležitosti (mapy, GPS,...) ■ Cílená reklama a sociální sítě Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 20/27 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Finanční sektor ■ Odstranění prostředníků (internetové bankovnictví a „banka v mobiLu") ■ Otevření se veřejnosti (kdo může dělat transkace na burze) ■ Vedení záznamů výhradně v digitální podobě ■ Ochrana proti zneužití ■ Využití umělé inteligence, detekce „podivných" transakcí ■ FinTech Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 21/27 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Domácnost a zábava ■ Zvýšení komfortu a efektivity bydlení ■ osvětlení, vytápění, spotřeba vody, elektřiny i plynu,... „Chytré" domácnosti ■ Internet of Things (loT a jeho využití ■ Digitální TV, Video on Demand, streamovací služby, počítačové hry ■ e-shopping a e-komerce obecně ■ Sociální sítě ■ Prolínání soukromého a pracovního života Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 22/27 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Lékařství a péče o zdraví ■ Digitální pacientské záznamy ■ ZceLa nové vyšetřovací metody ■ Počítačová tomografie ■ Obecně „chytré" přístroje ■ Komplexní pohled na pacienta (komplexní zpracování zázanmů) ■ Personalizované Lékařství ■ cílený (personalizovaný) výběr nejvhodnějších léčebných postupů i preparátů ■ Telemdicína Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 23/27 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Nástroj vědy a vývoje ■ Původní použití počítačů ■ Trvale klíčový směr využití ■ Ovlivňuje způsob vědecké práce ■ Experimenty versus simulace ■ Zpracování velkých souborů (Big Data) ■ Astronomie ■ Bio-informatika ■ Lingvistika ■ Postupně i další vědecké oblasti Původně statistika, nyní umělá inteligence ■ IT jako nová metodologie vědy (vedle indukce a dedukce) m Virtuální vědecké ty my (spolupráce) ■ Superpočítače jako formule 1 výpočetní techniky Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Kriminální činnost ■ Kriminalita bílých Límečků ■ Zneužívání zdrojů na síti (účty, výpočetní výkon, kapacita sítě, poštovní služby,...) ■ Krádeže informací, phishing,... ■ Viry ■ Záměrně špatné informace, fake news ■ 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 2024 25/27 Společenský rozměr 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 2024 26/27 Společenský rozměr FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Shrnutí ■ Informační technologie ■ se extrémně rychle vyvíjí ■ mají společné základy ■ představují obrovský průmysl ■ extrémně ovlivňují společnost ■ Tato přednáška naznačila ■ zákonosti geometrického růstu (Moorův zákon) ■ společenské dopady Luděk Matýska & Eva Hladká • PB001: Úvod do informačních technologií • podzim 2024 27/27