IT v praxi pro 3. a 4. ročník

• Úvod do předmětu
• Základy HW
• Operační systémy
• Databáze
• Programování
• MCU PLC mikropočítač
• 3D tisk
• Technologie chytrých domů a měst
• Sítě
• Kybernetická bezpečnost
• Licence a GDPR
• Maturitní okruhy
• Cvičná zadání

Úvod do předmětu

Účelem tohoto předmětu je kombinovat získané znalosti z předchozích let s novými technologiemi, v souvislostech spojených s praxí. Věnuje se jak základním tématům IT, tak i nejnovějším trendům v této oblasti. Tento předmět není o historii železa, tento předmět je o zajímavých tématech a věcí používaných v praxi. Oblasti, kterým se v tomto předmětu věnujeme jsou neustále doplňo

Základy HW

Základní deska

Ačkoliv se může zdát, základní deska není jen komponenta o patici a soketech, kam je možné připojit komponenty jako je procesor, grafická karta, operační paměť a další, ale je o výstupních a vstupních konektorech na ni integrovaných např. HDMI, USB 2.0/3.0, výstupy z integrované zvukové a síťové karty a podobně, což je důležité zohlednit v případě pořízení nové. Jsou zde také chipy Severní a Jižní Most a BIOS, které mohou ovlivnit výkon celé sestavy. Základní desky obsahují mnohých montážních děr, do kterých je možné umístit různé druhy chlazení. 

Podle čeho vybírám základní desku:

Výrobce: Asus, MSI, GIGABYTE a další

Socket: Je „konektor“ do kterého vkládáme procesor, socketů je mnoho typů a liší se výrobcem procesorů, nebo i generacemi

Chipset: Na základní desce jsou již integrované čipy, které se starají o komunikaci mezi jednotlivými komponenty, řadiči a dalšími součástmi na základní desce. Liší se v kompatibilitě s procesory a prvky které na základní desku umisťujeme.

Velikost/ formát základní desky: Formáty základních desek jsou standardizované. Jsou důležitým parametrem při výběru počítačové skříně. Formát ATX má výhodu v konektivitě (větší variabilitě možnosti umístění prvků) oproti formátu mATX, který je menší

Slot pro RAM: Další komponent, který se umisťuje na základní desku je operační paměť. Na dnešních základních deskách jsou běžně 2 až 8 slotů, v závislosti například na formátu. Tyto sloty umožňují připojit vždy jednu konkrétní generaci operační paměti, protože generace nejsou zpětně kompatibilní. Liší se umístěním dělícího pruhu viz obrázek „Slot RAM na základní desce“

Další parametry: příprava na vodní chlazení, integrované prvky jako zvuková karta a síťová karta, konektory (USB, HDMI, eSATA, a další)

Rozměry základní desky

Procesor

Procesor je hardwarové zařízení, integrovaný obvod, který slouží ke zpracovávání a vykonávání instrukcí. Provádí výpočty, zpracovává data, řídí ostatní komponenty počítače. Každý procesor má svojí instrukční sadu, pomocí které s ním můžeme komunikovat. Jedná se o soubor všech jeho možných funkcí, které umí provádět. Velikost instrukční sady je dána počtem všech kombinací počtu bitů, které může procesor najednou načíst z paměti. Osmibitový procesor má tedy 2^8 instrukcí, šestnáctibitový 2^16 Při výrobě procesorů se určuje jejich kvalita, která poté nese různá označení, u Intelu označení i3, i5, i7, i9, které musí sdílet stejnou architekturu. 

Princip fungování procesoru probíhá pomocí spínání malých tranzistorů (velikost dnešních tranzistorů je v řádu nižších desítkách nm) parametr frekvence procesoru je ovlivněný právě rychlostí jakou dokáže tranzistor sepnout a znovu se zapnout. V dnešní době už narážíme na fyzikální limity vlastnosti křemíku. Velikost atomu křemíku je cca 0,21nm, pro zachování vlastností křemíku je ale nutné mít těchto atomů více a tak se již těžko budeme dostávat pod dnešní výrobní hranici 5nm. V současné době nejmenší vyrobený tranzistor má velikost 1nm, ale je vyrobený jinou technikou, než se využívá při výrobě procesorů. 

Další parametr procesoru je počet jader (fyzická a virtuální) ten určuje kolik vláken bude schopný procesor zpracovávat. Dříve byl tento problém řešen víceprocesorovou architekturou. Dnešní procesory v uvozovkách obsahují tolik procesorů, kolik má jader.  Výrobce Intel však nevyužívá jen fyzická jádra, ale využívá jádra virtuální (Hyper-threading). Tato technologie především zefektivňuje využití výpočetní kapacity procesoru, protože při zpracování instrukce není vždy využitý celý výkon jádra, jádro procesoru rozdělíme na dvě části, kde druhá část využívá "přebytečného" místa v původním fyzickém jádru. Tuto technologii podporují jak procesory, tak základní deska.

Podle čeho vybírám procesor:

Značka: Intel, AMD – podle značek se odvíjí nejen výkon a použité architektury, ale i následná volba základní desky.

Řada procesoru: i7, i5, Celeron, Ryzen 5, Ryzen 7 - "Určuje výkon procesoru" a použitou architekturu, některé řady mají i své generace u kterých se právě architektura může měnit.

Socket: je konektor na základní desce, určený pro připojení procesorů. Intel i AMD mají patice rozdílné, stejně tak jsou rozdíly mezi jednotlivými modelovými řadami.

Počet jader/ počet vláken: jak již bylo zmíněno, některé technologie nám umožňují zpracovat více vláken, než je počet fyzických jader na procesoru. Parametr počtu jader určuje, kolik jich je fyzických a díky technologiím není vždy rovný počtu vláken.

Frekvence procesoru/ frekvence v boostu: dnešní většina procesoru umožňuje na základě podmínek měnit svůj maximální takt (frekvenci) ta se odehrává bez vědomí uživatele a díky ní dosahujeme lepšího výkonu (pokud tomu dovolí ostatní komponenty). Takže procesory mají svou základní rychlost a svou maximální rychlost.

Podpora RAM: díky různým konfiguracím zapojení RAM můžeme dosáhnout lepších výkonnostních výsledků, to je však nutné s podporou například procesoru, ale i další komponentů, který nám musí umožnit využít dual/triple/quad  channel.

Integrovaná grafická karta: Některé procesory mají integrovaný grafický čip, ten však sdílí například operační paměť s procesy, ukládané procesorem.

CPU Benchmark: jedná se o test založený na různých parametrech a testuje různé části a schopnosti procesoru, výsledkem je bodové ohodnocení. V IT se používá na testování jak komponentů, tak i celých systémů. Test jednotlivé komponenty je však ovlivněný fungováním celé stanice (OS a ostatní komponenty)

Rozložení procesoru arch. Kaby Lake intel

# Víceprocesorová problematika

V případě že vyvíjíme stroj, který bude obsahovat více procesorů, zajišťujeme tak větší výkonost systému u kterého nejsme schopni dále zvyšovat frekvenci výpočtu. V takovém případě rozdělujeme úlohu na jednodušší části, aby jsme efektivně využili všechny procesory. Tímto způsobem zpracováváme instrukce paralelně. Na rozdělení úlohy však již využíváme nějaký výkon, který by mohl být využitý pro zpravování úlohy jako takové a nemuseli jsme k tomu využít více procesorů. Kvůli tomuto problému je nutné takový víceprocesorový systém používat na úlohy právě k tomu určené. Kvůli tomu vývoj takové aplikace je mnohem složitější a nejenom kvůli tomu, pokud úlohu rozdělíme na menší kousky, musíme celou úlohu znovu spojit a zde se můžeme znovu zdržet . Kvůli těmto problémům tento způsob není úplně oblíbený, bohužel dnes narážíme na omezení frekvence (řešíme efektivitu chlazení s rychlostí frekvence procesoru, pokud budu taktovat procesor na 5GHz budu muset využít drahého chlazení, u víceprocesorového systému použiji procesory s menší frekvencí, které nebude potřeba tolik chladit a rychlost výpočtu bude na stejné úrovni) a tak se o takové systémy znovu zvedá zájem. 

Grafická karta

Základní rozdělení grafických karet je ne integrovanou a dedikovanou. Integrovaná grafická karta je levnější variantou, je umístěna na procesoru a využívá tak i jeho zdrojů a tím se stává méně efektivní, například pro ukládání dat využívají operační paměť, která je vytěžování ze strany procesoru. Dedikovaná grafická karta je vhodnou volbou v případě náročnějších grafických požadavků, jak ze strany aplikací, tak z pohledu monitoru. Všeobecně se o grafických kartách hovořit jako o výstupním zařízení, které má na starosti vykreslování dat na monitor, některé však obsahují i vstupní analogových konektorů. Grafická karta obsahuje GPU, které se stará o výpočty spojené nejen s grafickým výstupem, ale zároveň s matematickými operacemi a z paměti podobné operační, moderní typy grafické paměti mají větší frekvenci, a tak i větší propustnost dat, označují se GDDR2-5. 

Podle čeho vybírám grafickou kartu: 

V základu je ideální sledovat u grafických karet pouze test grafických karet u konkrétní hry, neb používaného SW. Grafická karta je vlastně počítač uvnitř počítače a skládá se z mnoha prvků, které mají vliv na celkový výkon jako celek.

Značka: ASUS, GIGABYTE, MSI a další

Výrobce: Nvidia GeForce, AMD Radeon

Řada grafických karet: GTX, RTX, GT, RX a další

Paměť: GDDR5, GDDR6 a další. Je to jeden z klíčových parametrů grafické karty je v řádech GB. V paměti se ukládají informace nutné pro grafické výpočty. Vyšší číslo na konci označuje novější technologii. Například GDDR5 přenáší 4 bity za jeden takt. 

Frekvence: Vzhledem k tomu, že grafický karta provádí výpočty, měříme počet operací za jednotku času a prezentujeme jí pomocí frekvence.

Rozhraní: Pro připojení grafické karty k počítači se nejčastěji používá slot PCI-Express, standardně se jedná o variantu x16. 

Výstupní porty: Pro připojení zobrazovacích jednotek, jak je třeba monitor, slouží například HDMI, DVI-D, USB-C, DisplayPort. Každá grafická karta umožňuje připojení i více monitorů najednou.

GPU Benchmark: jedná se o test založený na různých parametrech a testuje různé části a schopnosti grafické karty, výsledkem je bodové ohodnocení. V IT se používá na testování jak komponentů, tak i celých systémů. Test jednotlivé komponenty je však ovlivněný fungováním celé stanice (OS a ostatní komponenty)

Další parametry: různé druhy chlazení (pasivní, aktivní (voda/ vzduch), rozměry, podsvícení

Benchmark grafických karet při hře Cyberpunk2077

Proč se hodí grafická karta k vypočítáváním matematických operací více než klasický procesor? 

# Nejprve jaký je rozdíl mezi GPU a CPU:

GPU je optimalizované na počítání s plovoucí desetinnou čárkou, vektory a maticemi. Má méně vnitrní logiky na rozdíl od CPU, neobsahuje například logikou pro obsluhu přerušení nebo ochranou paměti. Tímto zjednodušením dosahuje větší efektivity právě potřebnou pro výpočty. Pak je zde rozdíl v počtu výpočetních jednotek, kde CPU disponuje běžně 4-8 jádry, v GPU jich najdeme okolo 800. Nejedná se však o plnohodnotná jádra. Díky tomuto rozdílu je počet FLOPS, které dokáže GPU provést o 50x víc, ve výsledku to v některých případech může znamenat zvětšení rychlosti až 25x. Není tomu však ve všech případech. Ideální zadání pro GPU:

V případě, že využíváme grafické karty k matematickým výpočtům označujeme to zkratkou GPGPU (víceúčelové pročítání na grafických procesorech)

Představte si, že máte pole o 10 000 000 prvcích a je třeba hodnotu každého prvku zdvojnásobit. V případě zpracování na CPU by byl nejspíš použitý nějaký cyklus, pravděpodobně for, který by prošel celé pole a každý prvek vynásobil dvěma. CPU by zadaný úkol provádělo ve více jak 10 000 000 taktech. Zatím co GPU by vzalo celé pole a během jednoho taktu všechny prvky zároveň vynásobilo dvěma. Jak je vidět, GPU je vhodné použít pro úkoly, které je možné dobře paralelizovat, jako jsou operace nad poli a maticemi prvků. Podmínkou ovšem je, že se nad všemi prvky bude provádět stejná operace a, že jednotlivé položky jsou na sobě nezávislé! I na GPU je sice možné provádět nad každým prvkem jinou operaci, ale v takovém případě bude výkonnostní přínos malý, nebo žádný. Dále je vhodné, aby úloha zpracovávaná na GPU využívala tisíce, v lepším případě desetitisíce a více, vláken (threadů). Pokud úloha využívá jen 2 nebo 3 vlákna, je zbytečné přepisovat ji pro GPU. Jenom pro ilustraci uvedu ze GPU na GTX 285 od nVidie má omezení na maximálně 2 198 956 147 200 vláken.

Operační paměť

Je druh volatilní paměti (energeticky závislá) , sloužící pro uchování zpracovaných daty, spuštěných programů a operační systém. Patří k rychlým paměťovím médiím v počítači, což se dá určit už jen podle polohy, protože je umístěna přímo vedle procesoru na základní desce. V dnešní době se používají dynamické paměti, neboli DRAM, které k uchování dat využívají kondenzátor, který se neustále musí dobíjet, aby udrželi potřebná data uchovaná ve formě náboje. Kvůli této vlastnosti je nutné toto paměťové médium neustále napájet a to i v případě úsporného režimu, nebo režimu spánku počítače. Dnešní RAM se architekturou nikterak neliší od RAM ze 70. let. V současné době se RAM kategorizují označením DDRx kdy x označuje generaci paměti. Každá generace má jiný slot pro zapojení na základní desku, to zabraňuje nekompatibilitě, protože jednotlivé verze se od sebe liší počtem pinů. Slot má v sobě umístěnou dělící čáru, podle které se dá poznat kompatibilní generace viz. obrázek "slot RAM na základní desce". Dříve byly RAM paměťové moduly označovány jako PC133 (133MHz frekvence paměti), dnešní označení jsou například PC4-25600 (4. generace s propustností 25600 MB/s).

Slot RAM na základní desce 

Podle čeho vybírám operační paměť: 

Popisek základní desky může sloužit jako návod, jak správně zapojit RAM ve správné konfiguraci

Podle čeho vybírám 

Značka: Kingston, ADATA a další.

Určení / provedení: V dnešní době rozdělujeme základní dva typy formátu RAM DIMM a SO-DIMM, DIMM je primárně určená pro klasické stolní počítače a servery, SO-DIMM je zhruba poloviční oproti DIMM, proto je vhodná pro použití v notebooku, nebo v dražších síťových zařízení.  

Typ paměti: Dnešním standardem je již paměť typu DDR4, je to poslední verze paměti DDR, která není zpětně kompatibilní s předchozí řadou DDR3 a DDR2, kvůli jinému počtu pinů. Aby se zamezilo různým problémům v kompatibilitě, je na paměti výřez, který sedí jen do slotu na základní desce odpovídajícího typu. Dříve byli paměti označovány

Frekvence: Frekvence operační paměti udává, kolik operací vykoná operační paměť za jednu sekundu.

Propustnost: je údaj který hovoří o tom, kolik daná paměť dokáže za jednu sekundu zapsat, dnešní RAM paměti zvládnou i několik GB. Propustnost se dá zvětšit pomocí využití funkce dual/triple/quad  channel, která musí být kompatibilní se základní deskou a procesorem. 

Časování / latence: Latence RAM udává čas, který spotřebuje paměťový řadič, když vyšle příkaz k paměti RAM a načte data. Latence CAS (např. CL9-9-9-24), kterou najdete běžně ve specifikacích operačních pamětí, však popisuje pouze celkový počet cyklů, nikoli dobu jejich trvání v ns.

Reálná latence = čas cyklu (ns) × počet cyklů (CL)

DDR4: frekvence: 2666, čas cyklu 0.75ns, latence: 18CL, reálná latence: 13.50ns

Další parametry: s krystaly, osvětlené, pozlacené 

Paměťový disk

Paměťový disk je největší datové úložiště počítače. Nesprávně se nazývá pevným diskem. Slouží k dlouhodobému uchování dat, jedná se o non volatilní médium (energeticky nezávislé) Vzhledem ke vzdálenosti od procesoru se jedná o paměť levnou, ale pomalou. Momentálně rozdělujeme do dvou kategorií HDD (hard-disk drive), SSD (solid-state disk), existují také hybridní disky, které kombinují obě technologie. Dále se mohou nacházet i v provedení externím a interním, nejčastěji jsou však externí disky typu SSD, vzhledem k absenci mechanických součástí. 

HDD je paměťové médium, které používá magnetismu materiálů, které pomocí změny magnetického pole zapisují data. Nevýhodou tohoto druhu média jsou mechanické části, které nejsou vhodné pro časté přenášení, je důležité je chránit před prachem a magnetickými poli a další problém, je pomalá rychlost této paměti. Výhodou je veliká kapacita a nízká cena, bohužel je zde větší spotřeba elektřiny. 

Princip zápisu na HDD

SSD je paměťové médium, které k svému fungování nepoužívá žádných pohyblivých komponent. Jeho velkou výhodou nad HDD disky je, vyšší rychlost zápisu a čtení, právě díky absenci pohybujících se součástek, zápis prakticky probíhá okamžitě, protože nedochází k rozpohybováním součástek. Další výhodou těchto disku je, že je možné je prakticky využít i v nepříznivých podmínkách, jako jsou místa s vysokou vibrací nebo s velkou změnou tlaku a teploty (letadla, raketoplány, ...). Má také nižší spotřebu energie. Její, již dnes drobnou, nevýhodou je, že je cena tohoto disku na GB, byla oproti HDD vysoká. Využívají se tak dodnes kombinace těchto dvou disků, kdy na SSD je uložený operační systém, který bude rychle nabootován a na uživatelská data jako fotky a dokumenty, se používá HDD.     

Značka: Samsung, Western Digital, ADATA

Typ: SSD, HDD, SSHD

Formát disku: udává velikost disku v palcích 3.5“ (pro stolní PC a servery), 2.5“ (pro notebooky)

Kapacita: Dnešní paměťové disky mají kapacitu v řádek TB, nebo ve stovkách GB

Rychlost čtení a zápisu: rychlost zápisu bývá o něco pomalejší než rychlost čtení, dnešní SSD umožňují čtení až několik GB/s

Rozhraní: PCIe M.2, SATA, eSATA //dopsat 

Další parametry: životnost, určení provozu

Cache paměť

Technologie RAID nám umožňuje vytvořit jeden úložný prostor z více fyzických disků. Díky tomu můžeme získat rychlejší přístup k datům, zálohu, nebo obojí.

Pro co nejoptimálnější chod RAID pole, je nejlepší využít disky se stejnou kapacitou, od stejného výrobce ale z jiné série výroby. Předejdeme tak chybě všech disků, která by mohla nastat při chybné výrobě právě určité výrobní série. 

Kalkulačka pro výpočet zrychlení, kapacity nebo počtu chybných disků. raid-calculator.com

# Základní typy RAIDů

JBOD – Jednotlivé disky seskupuje do jednoho úložného prostoru. Kapacita tohoto prostoru se rovná součtu všech disků v něm.

RAID 0 proužkování– RAID ukládané informace rozdělí na části (proužky), poté jednotlivé „proužky“ dat rozdělí mezi disky v poli. Tento typ RAIDu nezálohuje data, ale díky rozdělení informace mezi několik disků zapříčiní rychlejší zápis a čtení dat. Celková kapacita pole se rovná součtu všech disků.

RAID 1 zrcadlení– Tento typ diskového pole při ukládání dat na disk, přesně zrcadlí ukládaná data a zároveň je ukládá na ostatní disky v poli. Pokud máme v poli 3 disky a 2 z nich se porouchají, všechna data zůstanou zachována na posledním disku. Celková kapacita se rovná velikosti nejmenšího disku.

RAID 5 -  Funguje na stejném principu jako RAID 0, ale ke každému „proužku“ přidá takzvanou paritu, ta zapříčiní, že v případě poruchy jednoho disku dokáže data dopočítat z parit ze zbylých disků. Zvýší se tak rychlost čtení ne zápisu. Vždy se ale může porouchat jen jeden disk, aby nedošlo ke ztrátě dat. Celková kapacita se dá vypočítat pomocí vzorce (N – 1) x (velikost nejmenšího pevného disku HDD), zjednodušeně se dá říct, že pokud máme pole se čtyřmi disky, každý o velikosti 1 TB, celková velikost bude 3 TB. 

RAID 10 (1+0) – Kombinuje Výkon RAIDu 0 a ochranu dat jako RAID 1. Nejdříve se data „rozproužkují“, poté se zrcadlí na jiný disk a až poté se jednotlivé RAIDy 1 spojí v RAID 0. Kombinuje se tak ochrana dat a rychlost čtení. Minimální počet disků je 4, počet musí být vždy sudý. Celková kapacita se rovná polovině součtu kapacity všech disků. (N / 2) x (velikost nejmenšího pevného disku HDD).

Rozšiřující karty 

Rozšiřující karty jsou elektronické komponenty, které se vkládají do slotů v počítačové základní desce, aby rozšířily funkce a výkon počítače. Tyto karty umožňují přidání nových funkcí, jako jsou grafické schopnosti, síťové připojení, zvukové efekty a další.

Každá rozšiřující karta obsahuje speciální čipset, který komunikuje s počítačovou základní deskou a umožňuje komunikaci s dalšími zařízeními. Tyto karty jsou obvykle navrženy tak, aby byly kompatibilní s určitými typy základních desek a operačních systémů.

• Grafické karty (GPU) - tyto karty umožňují vylepšit grafický výkon počítače, což je užitečné pro hraní her a práci s grafikou.
• Zvukové karty - tyto karty zlepšují kvalitu zvuku, který vychází z počítače a umožňují připojení dalších externích zvukových zařízení. Zvukové karty se obvykle používají v počítačích, které mají základní zvukové schopnosti integrované na základní desce. Rozšiřující zvuková karta umožňuje uživatelům upgradovat zvukový výstup na vyšší úroveň, což zlepšuje zvukovou kvalitu a poskytuje více možností připojení zvukových zařízení. Výhodou rozšiřující zvukové karty je možnost vylepšení zvukového výstupu a získání více konektorů pro připojení externích zvukových zařízení, jako jsou reproduktory, sluchátka, mikrofon a další. Tyto karty mohou také poskytnout výhody pro nahrávání zvuku, jako jsou vylepšené možnosti nastavení a připojení kvalitního mikrofonu.
• Síťové karty - tyto karty umožňují připojení k počítačové síti, což je užitečné pro přístup k internetu a sdílení dat. Existují různé typy rozšiřujících síťových karet, jako jsou Ethernetové karty, Wi-Fi karty nebo modemy pro připojení k internetu. Ethernetové karty umožňují připojení kabelové sítě pomocí ethernetového kabelu, zatímco Wi-Fi karty umožňují bezdrátové připojení k Wi-Fi sítím. Výhodou použití rozšiřující síťové karty je, že poskytuje vyšší rychlost a spolehlivost připojení, což může být důležité pro přenos velkých souborů nebo pro hraní online her. Rozšiřující síťová karta také poskytuje více možností připojení k počítačové síti, což je užitečné v případě, že potřebujete připojit více počítačů nebo další síťová zařízení k vaší síti.
  USB karty - tyto karty umožňují připojení dalších USB portů k počítači.
• RAID karty - tyto karty umožňují vytvoření RAID systému pro zlepšení výkonu a bezpečnosti dat.
• SATA karty - tyto karty umožňují připojení dalších interních pevných disků k počítači.
• FireWire karty - tyto karty umožňují připojení FireWire zařízení k počítači.
• Modemové karty - tyto karty umožňují připojení k internetu přes telefonní linku.

Zdroj

Úkolem počítačového zdroje je přeměnit střídavé napětí ze sítě na stejnosměrné napětí používané v počítači, v ČR dochází ke zpracování 230V/50Hz AC na 12V, 5V, 3,3V DC. Ze zdroje formátu ATX vychází několik kabelů, určených pro napájení, základní desky, několika pevných disků, mechaniky, aktivního chladiče, grafické karty  a dalších komponent v záležitosti na výrobci a modelu. V základu jsme schopni rozeznat na zdroji to, jestli se jedná o spínaný zdroj, nebo o transformátor, spínaný zdroj je o poznání lehčí a kompaktnější. V dnešním IT se setkáme spíš se spínanými zdroji, které dosahují mnohem větší účinnosti, než transformátorové. Jejich nevýhodou je však rušení, které především v audiotechnice může zapříčinit šum či pískot, který negativně ovlivňuje kvalitu zvuku, zároveň extrémní namáhání součástek (především kondenzátorů) snižuje životnost, nejsou tedy vhodné k trvalému provozu. 

# Výkon zdroje

Výkon zdroje udává maximální množství Wattů, kterými je zdroj schopen souvisle zásobovat komponenty v počítači. V následující tabulce najdete orientační nasazení zdroje v různých systémech.

# Účinnost PC zdroje

Účinnost je parametr vypovídající o procentu elektrické energie ze sítě, která je využita a rozdělena mezi komponenty. Zbývající procenta reprezentují ztrátový výkon samotného zdroje, který se mění na teplo.

Ačkoliv si můžete vybrat zdroj přímo podle hodnoty účinnosti, je lepší využít standardizovaného rozdělení pomocí certifikací 80 PLUS.

Počítačová skříň

Počítačová skříň je kovová nebo plastová krabice, která slouží jako hlavní komponenta počítače. Skříň chrání vnitřní komponenty počítače před poškozením a prachem, a zároveň umožňuje snadnou údržbu a výměnu těchto komponent. Většina počítačových skříní má několik otvorů pro větrání, které umožňují proudění vzduchu uvnitř skříně, což udržuje teplotu uvnitř na optimální úrovni a chrání tak počítač před přehřátím. Skříň také bývá vybavena několika externími konektory pro připojení periferií, jako jsou například USB porty, zvukové výstupy, ethernetové porty a další.

Výběr vhodné počítačové skříně závisí na mnoha faktorech, jako jsou potřeby uživatele, výkon počítače a také designové preference. Níže uvádím několik kritérií, která byste měli zvážit při výběru počítačové skříně:

• Velikost: Skříň by měla být dostatečně velká, aby do ní vešly všechny potřebné komponenty, jako jsou například základní deska, procesor, paměťové moduly, pevné disky, optické mechaniky a napájecí zdroj. Ujistěte se také, že skříň bude vhodná pro velikost vaší grafické karty, pokud ji plánujete do počítače instalovat.
• Vzduchový tok: Skříň by měla mít dobře navržený systém větrání, aby byl zajištěn dostatečný přívod čerstvého vzduchu a odvod tepla. Ujistěte se, že skříň má dostatek ventilátorů a otvorů pro větrání a že lze snadno přidat další, pokud to bude potřeba.
• Kvalita zpracování: Skříň by měla být vyrobena z kvalitních materiálů a měla by být dostatečně pevná, aby chránila vnitřní komponenty počítače před poškozením a prachem.
• Funkce: Skříň by měla mít dostatek externích konektorů pro připojení periferií, jako jsou například USB porty, zvukové výstupy, ethernetové porty a další. Ujistěte se, že skříň má dostatek volných pozic pro další interní komponenty a že lze snadno přidat další.
• Design: Vzhled skříně je subjektivní, ale měli byste zvážit, zda vám skříň bude vyhovovat vizuálně a zda bude ladit s celkovým designem vašeho pracovního nebo herního prostoru.
• Cena: Skříň by měla být cenově dostupná, ale zároveň by měla splňovat vaše potřeby a požadavky. Ceny počítačových skříní se mohou lišit v závislosti na výrobci, kvalitě a funkcích, které nabízejí.

Air flow untiř počítačové skříně

Monitory

Monitor slouží jako výstupní zařízení pro grafickou kartu. Stejně jako všechno počítačové příslušenství i monitory mají své parametry. Dle parametrů se dá určit k čemu je monitor určený (v jaké oblasti vyniká). 

# Parametry

Rozlišení – Jedná se o fyzický počet zobrazovacích bodů (pixelů). Čím větší počet bodů, tím ostřejší obraz bude. Dnes se běžně pohybujeme od FullHD (1920×1080 bodů) do 8K (7680 × 4320 bodů). Každý tento bod se skládá ze tří sub-bodů (sub-pixel). Každý sub-bod je pro jednu ze tří základních barev (červená, zelená, modrá), jakým způsobem jednotlivé body fungují, určuje typ zobrazovací technologie.

Uhlopříčka – Určuje fyzickou velikost zobrazovací plochy. Udává se v palcích [“] (1 palec = 2,54cm). Dnes se monitory běžně pohybují od 24“ do 32“. Velikost obrazovky nám ovlivňuje ostrost obrazu, stejné rozlišení bude na různě velkých monitorech vypadat jinak, jelikož se změní poměr bodů na palec (PPI – pixels per inch). Zároveň je důležité brát v potaz vzdálenost, na kterou se bude na monitor dívat.

Kontrast – Udává se v poměru mezi zobrazením bílé a černé barvy (obvykle 1000:1), čím větší kontrast bude, tím lepší bude podání obrazu.

Jas – Udává se v Nitech, nebo také v kandela na metr čtvereční (1 nit = 1 kandela na m2). Určuje nám, jak moc se dokáže monitor „rozsvítit“, jak jasný bude.

Obnovovací frekvence – Říká nám, kolik snímků za vteřinu dokáže monitor zobrazit. Čím větší obnovovací frekvence bude, tím bude plynulejší obraz. Samozřejmě také záleží na grafické kartě, zda dokáže tolik snímků za vteřinu vyprodukovat. Obnovovací frekvence se udává v Hertzech [Hz], dnes se monitory běžně pohybují od 30Hz do 144Hz.

Technologie zobrazení – Technologie zobrazení ovlivňuje barevné podání, kontrast nebo spotřebu energie. Je to tedy bezesporu jeden z nejdůležitějších parametrů. Dnes se můžeme nejčastěji setkat s displeji typu LCD nebo OLED.

·   Technologie LCD je založena na tekutém krystalu (sub-bod), ten se dle napětí dokáže přeměnit z tekutého stavu na pevný. Tímto způsobem regulujeme průsvit, a tak ve výsledku vzniká barva, kterou požadujeme (barva se samozřejmě „míchá“ ze tří sub-bodů). Zdrojem světla (podsvícení) je dnes nejčastěji technologie LED a zdrojem barvy je barevný filtr.

·   Technologie OLED nedisponuje krystalem měnící skupenství, nýbrž organickou látkou která se skládá z několika vrstev, jedna z vrstev pod napětím vytvářet zdroj světla a není tedy potřeba přídavného podsvícení. Samozřejmě i zde najdeme sub-body a ve stejných barvách. 

I/O [input/output] –  HDMI, DisplayPort, VGA, DVI, USB-C

Diagnostika chyb a ladění PC

Diagnostika

Pro diagnostiku většiny závad na elektrických spotřebičích se provádí pomocí multimetru nebo nástrojů, které indikují napětí. Nejuniverzálnějším nástrojem je však multimetr, který dokáže zjistit více druhů závad, jako je zkrat, pod napětí, přepětí a další. Čím komplexnější nástroj existuje, tím složitější je jeho obsluha.  Multimetry rozdělujeme  do několika kategorií, podle přesnosti, či podle funkcí (automaticky/ manuální škálovatelný, měření/ vykreslení frekvence, ...) 

Dražší multimetr obsahující vykreslování frekvence střídavého proudu, automatická škála (cena 12 000kč)

Levný multimetr s měřením základních veličin, manuální škála (cena 120kč)

Standardní multimetr, používá jednu nebo více sond. Sondy jsou kabely (běžně červený a černý), které na konci mají umístěné dva vodiče. Černý kabel se umísťuje k vodičů, konektorů označené jako zem/ GND/ ground/ nebo schématickou značkou země. Červený kabel se přikládá k vodiči, kde je zdroj nějakého napětí, které chceme změřit, nebo v závislosti na něm určit jiné hodnoty. 

Ladění

Na počítači je vždy něco, co můžeme vylepšit a dotáhnout tak k dokonalosti, mohou to být drobnosti jako ladění barev, dotažení šroubků či docvaknutí plastové nožičky. Často se jedná čistě o vizuální záležitost bez praktického užitku, jsou ale „drobnosti“ které dokáží ovlivnit výkon nebo využití počítače.

# Chlazení
Často opomíjená záležitost, to jí ovšem neubírá na důležitosti. Optimálně nastavené a promyšlené chlazení dokáže ovlivnit hlučnost i výkon. Ve většině případů chceme nasávat vzduch ze předku počítače kde „ofoukne“ pevné disky, poté se vzduch rozdělí mezí grafickou kartu, zdroj a procesor, poté vzduch posílám pryč z počítače nejlépe ze zadní strany nebo z vrchu počítače, a to samozřejmě z důvodu fyzikálního („teplo jde nahoru“).

# Vzhled
Opravdu nemá pro funkčnost počítače jediný význam, ale i díky němu, jsou dnes stále populární sestavy na míru. Vzhled můžeme upravovat mnoha způsoby, od nalepení samolepky až po vytvoření zcela nového casu (bedna na počítač) na míru. Dnes jsou velmi populární RGB pásky, díky přesnému nakonfigurování barvy se může hodit do každého počítače, zároveň můžeme jeho barvu měnit v závislosti na aktuálním využití počítače (hraní her = červená, psaní ve Wordu = modrá, apod.). Častým trendem je průhledná bočnice, tedy že vidíte přímo do počítače, poté ja samozřejmě také důležité zamyslet se jak bude počítač vypadat uvnitř.

# Taktování
Díky neustále se zvyšujícímu výkonu procesorů a mnohdy jejich funkci automatického přetaktování (turbo) není tento typ ladění počítače tak oblíbený jako býval, to ale neznamená, že se jedná o neužitečnou věc. Přetaktování počítače zvýší jeho frekvenci a tedy i výkon. Pro to abychom mohli procesor úspěšně přetaktovat, potřebujeme kvalitní základní desku s kvalitním napájením procesoru, přetaktování samozřejmě zvýší energetickou náročnost CPU a my si musíme být jisti, že to základní deska dokáže zvládnout (samozřejmě to samé platí i pro počítačový zdroj). Další věc, na kterou si musíme dát pozor je procesor, musíme se ujistit, že přetaktování podporuje (Intel například přetaktovatelné procesory označuje písmenem K na konci číselného označen). Dbát musíme také na chlazení, se zvýšenou frekvencí stoupne i teplota procesoru, je tedy nutné zajistit dostatečné chlazení.

Taktování opravdu není banální záležitost, pokud si nejste jisti tím co děláte, nechte si poradit od zkušenějších. Můžete si tím ušetřit spálený počítač.

Tiskárny

2D

Myši a klávesnice

V dnešní době je nejpoužívanějším konektorem pro připojení klávesnice či myši USB, stále se ale můžeme setkat s konektorem PS/2. A to ať už ve verzi kde jsou konektory zvlášť pro klávesnici a myš tak i ve verzi "2v1".

PS/2 konektor; fialový je pro klávesnici, zelený pro myš

Klávesnice

Klávesnice můžeme rozdělovat podle dvou hlavních kritérií, dle určení (herní, kancelářská, multimediální) nebo podle spínačů, tedy jakým způsobem klávesnice funguje (jak funguje "kliknutí").  

# Typy

Kancelářské

Univerzální typ klávesnice, můžeme najít speciální ergonomické modely. Můžeme se setkat s modely které mají přídavná tlačítka, například pro ovládání médií.

Ergonomická bezdrátová klávesnice Logitech

Multimediální

Tato kategorie pomalu zaniká. Její roli přebírají kancelářské klávesnice s přídavnými tlačítky, nebo herní klávesnice.

Herní

Dnes asi nejrozsáhlejší kategorie. Tyto klávesnice se nejčastěji odlišují od ostatních díky RGB podsvícení, speciálním spínačům či co nejnižší dobou odezvy.

Herní klávesnice společnosti SteelSeries

# Jak klávesnice funguje

Při stisku a při puštění klávesy, klávesnice zpracuje tkz. SCAN kód. Tento k´d následně posílá procesoru.

# Typy spínačů

Při výběru klávesnice, můžeme sledovat několik vlastností spínačů, jako jsou například délka chodu klávesy,mechanický odpor při stisku, odolnost vůči nečistotě nebo testovaný počet úhozů. Tyto vlastnosti nám definují zda se klávesnice hodí pro dlouhé psaní či zda je klávesnice vhodná například pro hraní her. 

Mechanické klávesnice

Mechanické klávesy jsou velmi často užívané v herních klávesnicích. Při stisknutí klávesy dojde k sepnutí kontaktů. Pohyb klávesy doprovází typický zvuk "kliknutí", díky kterému můžeme spínač lehce identifikovat. Mechanické klávesnice se vyznačují dlouhou životností a velmi dobrou odolností vůči nečistotám. Tyto klávesnice se neřadí k nejlevnějším.

Membránové klávesnice

Hlavním dílem membránové klávesnice je gumová membrána, která při stisku propojí dva kontakty na tištěném spoji. Po stisknutí se klávesa vrací zpátky právě díky návratu gumové hlavičky. Klávesnice je velmi odolná vůči nečistotě a to právě díky velké gumové membráně která leží nad spojem. V dnešní době se vyrábí také hybrid mezi mechanickými a membránovými spínači, tyto klávesnice nemají jednu velkou gumovou membránu, ale každé tlačítko má svoji vlastní gumovou "hlavičku".

Nůžkové klávesnice

Nůžkové spínače stále využívají gumové "hlavičky" která propojí spoj, liší se ale v pohybovém mechanismu. Na obrázku můžeme vidět jak se plastové nožičky skládají jako nůžky. Tyto klávesnice se vyznačují krátkou délkou chodu, využívají se tedy často u notebooků, dnes se ale můžeme setkat s velkým množstvím modifikací a tak ne každá nůžková klávesnice, musím mít stejné vlastnosti (toto platí u všech typů). 

Myši

• Optická myš - optická myš používá světelný paprsek a snímač k detekci pohybu myši. Snímač zachytí obraz z povrchu, na kterém se myš pohybuje, a vypočítá, jak se myš pohybuje po povrchu. Tyto myši obvykle fungují nejlépe na hladkých a rovných površích.
• Laserová myš - laserová myš používá podobný princip jako optická myš, ale místo světelného paprsku používá laser. Laserová myš je obvykle citlivější na různé povrchy a může být přesnější než optická myš.
• Kuličková myš - kuličková myš je starší typ myši, která používá malou kuličku na spodní straně k detekci pohybu myši. Kulička se otáčí, když se myš pohybuje, a otáčení kuličky je detekováno snímačem v myši. Tyto myši jsou obvykle méně přesné a spolehlivé než optické nebo laserové myši a často vyžadují pravidelné čištění.
• Gyroskopická myš - gyroskopická myš používá senzorové technologie a gyroskop k určení pohybu myši. Tyto myši jsou obvykle bezdrátové a mohou být použity i na nestabilních površích, jako jsou klouby nebo ruce.
• Multi-touch myš - multi-touch myš používá podobnou technologii jako touchpady u notebooků, kdy uživatelé ovládají kurzor pomocí dotykových gest. Tyto myši jsou obvykle citlivější než klasické myši a umožňují rychlejší a pohodlnější práci s počítačem

Zvuk

Zvuk je fyzikální jev, který je způsoben mechanickými vibracemi v okolí zdroje zvuku. Tyto vibrace vytvářejí zvukové vlny, které se šíří vzduchem, vodou nebo jiným prostředím. Když tyto vlny dorazí k uchu, způsobují, že bubínek v uchu se roztřese, což vytváří nervové signály, které jsou interpretovány v mozku jako zvuk.

# Jak lze zvuk charakterizovat

• Frekvence se měří v Hz (hertzech), což udává počet cyklů zvukové vlny za sekundu.
• Intenzita zvuku se měří v decibelech (dB), což odkazuje na hlasitost zvuku.
• Doba trvání zvuku se měří v sekundách (s), což udává, jak dlouho zvuk trvá.
• Rychlost šíření zvuku se měří v metrech za sekundu (m/s).
• Zvukový tlak se měří v pascálech (Pa), což odkazuje na tlak, který způsobuje zvuk.
• Zvukový výkon se měří v wattách (W), což odkazuje na množství energie, kterou zdroj zvuku vydává za sekundu.

# Reproduktory

Reproduktory jsou zařízení, která přeměňují elektrický signál na zvukové vlny. Tento proces se nazývá akustická reprodukce. Reproduktor se skládá z několika základních komponentů, včetně membrány, cívky a magnetu. Když je přiveden elektrický signál na reproduktor, cívka, která je umístěna na membráně, začne vibrovat v souladu s signálem. Tyto vibrace se pak přenášejí na membránu, která tlačí na vzduch a vytváří zvukové vlny.

# Mikrofon

Mikrofon je zařízení, které přeměňuje zvukové vlny na elektrický signál. Existuje několik typů mikrofonů, ale nejčastěji se používají dva hlavní typy: dynamické mikrofony a kondenzátorové mikrofony.

Dynamický mikrofon je tvořen magnetem, který je obklopen cívkou. Když se k mikrofonu přiblíží zvukové vlny, membrána mikrofonu se pohybuje a vytváří v cívce elektrický signál, který odpovídá zvuku. Tento signál se následně zesiluje a přenáší se na reproduktor.

Kondenzátorový mikrofon je tvořen dvěma deskami, z nichž jedna je pohyblivá a druhá je pevná. Tyto desky jsou odděleny vzduchovou mezerou a vytvářejí kondenzátor. Když se k mikrofonu přiblíží zvukové vlny, membrána se pohybuje a mění kapacitu kondenzátoru, což vytváří elektrický signál. Tento signál se také následně zesiluje a přenáší se na reproduktor.

Převod A/D

Převod A/D je proces při kterém převádíme analogový (spojitý) signál na digitální (diskrétní). Tento proces začíná vzorkováním.

Vzorkování (diskretizace v čase)

Jako první se rozdělíme rovnoměrné úseky dle vodorovné osy. Dle frekvence poté získáváme pravidelné diskrétní body (čím větší frekvence tím přesnější je výsledek). 

Červené tečky nám znázorňují diskrétní body 

Kvantování (diskretizace v amplitudě)

V této fázi se přidají vodorovné osy (toleranční pásy) abychom získali "přesnou pozici" diskrétního bodu. Zde nastává určitá chyba, jelikož diskrétní body nemusí vždy přesně odpovídat tolerančním pásům. Proto pozici musím "zaokrouhlit" v určitém intervalu.

Zde můžeme vidět interval +- 0,5, Zelené body nám ukazují výslednou hodnotu při které se v digitalizaci pracuje

Převod jak vidíte nemusí být docela přesný a může docházet k chybám.

Aliasing

Je chyba kdy se v analogovém signálu objeví frekvence vyšší než je polovina frekvence vzorkovací. Při této chybě by došlo k nevratnému poškození signálu. Proto se využívá tkz. Antialiasing filtr, tento filtr nepropustí do převodníku špatné frekvence (tato frekvence se určí pomocí Nyquistovi frekvence).

Stavba PC

# Výběr komponent

Jako první si musíme definovat na co bude počítač sloužit, abychom mohli vybrat vyhovující komponenty. Zaměřeních pro počítače je několik, například: herní, pro střih, kancelářský (pro profesionální sestavy se snažíme získat co nejvíce informací na co bude počítač použit, abychom mohli sestavu sestavit "na míru". Například sestava pro střih videa s programy Adobe může být jiná než sestava na střih v programu od Sony). Mimo klasické "desktopy" se můžeme setkat i s počítači s určením pro server či jako multimediální centrum (s tímto typem se ale setkáváme čím dál méně). Poté co jsme si definovali na co se bude počítač primárně používat, je na čase výběr komponent. Zde musíme brát na vědomí rozpočet se kterým budeme pracovat a speciální požadavky koncového uživatele (například: mechanika, čtečka karet......). V tomto kroku nezapomínáme také myslet na budoucí rozšiřitelnost (upgrade).

Příklady

# Stavba   

Snažíme se pracovat na co nejčistším pracovišti (prach může napáchat škody). Citlivější komponenty (MB, GPU..) se snažíme pokládat na nevodivé  materiály či na materiály s odolností vůči magnetismu (pokládat je můžeme na obal ve kterém často bývají zabaleny). Komponenty skládáme opatrně a přemýšlíme dopředu abychom nemuseli počítač zpětně rozebírat. Dáváme pozor na jaké sloty na RAM podporují Dual-Channel či který PCI-E nebo SATA jsou ty nejrychlejší. Nezapomínáme na Cable management který by mohl bránit proudění vzduchu do a z počítače.

Tip: Back plate základní desky nezapomínáme montovat jako první.

Případová studie 

Popis případu: Řeknete si co je účelem studie a co jsou její paramtery

PŘÍKLAD(cena, uživatel, výkon, spotřeba)

Analýza problému: Popíšu co přesně budu stavět, jak to bude vypadat a na co si dám pozor při výběru.

PŘÍKLAD(musí být součástí dedikovaná grafická karta apt.)

Shromažďování dat: Vyberu si jednotlivé komponenty a budu si hlídat dodržení analýzy a stanovených paramterů

PŘÍKLAD(vybral jsem i7-10 gen. za 5900kč)

Analýza dat: Jednotlivé komponenty analyzuji a zdůvodním jejich vhodnot a výhody v sestavě

PŘÍKLAD(procesor překonal hranici 5GHz a má 16 vláken, což je vhodné pro multitásking procesoru)

Závěr a doporučení: Případová studie obvykle končí závěrem, ve kterém jsou shrnuty hlavní poznatky a formulována doporučení pro budoucí akce nebo rozhodnutí.

PŘÍKLAD(cenové rozpětí je vhodně zvolené a lze za to počítač sestavit, pokud by jsme však mohli překročit rozpočet o 2000, mohli bychom poskytnou 20x větší výkon pro grafické výpočty, pomocí novější generace GPU)

Případové studie jsou často používány pro ilustraci konkrétních situací, pro zdokonalení dovedností řešení problémů, a pro zjišťování obecných vzorů v různých kontextech. Ty mohou být velmi užitečné pro výzkumníky, studenty a profesionály v různých oblastech.

Operační systémy

Co je operační systém je špatný úvod do této části, jednoduše se jedná o program. Důležité je však vědět k čemu operační systém slouží.

Operační systém slouží k zjednodušení komunikace mezi hardwarem a uživatelem a poskytuje prostředí pro běh dalšího software. Software bez operačního systému by byl komplikovaný a velice vytěžující pro programátory, zároveň v případě běhu více takových programů mohlo dojít k přetížení sběrnic a procesoru nebo mazání dat, protože by o sobě nevěděli.
První operační systémy byly vytvářeny na konkrétní HW a architekturu, jejich funkce byla omezená a měli minimum funkcí jejich programování byla vysoce náročná práce, programoval se přímo HW.

Na videu níže je vidět, jak probíhalo programování řídící jednotky 

https://www.youtube.com/results?search_query=saturn+5+smarter+every+day

Virtualizace

Pod pojmem virutalizace operačního systému si představujeme jeho instalaci, běh a správu v aplikace běžící pod jedním operačním systémem, je to prakticky operační systém spuštěný jako počítačová hra. Můžeme tak instalovat operační systémy do již běžícího operačního systému., bez fyzického zásahu do počítače (pevného disku, zavaděče). Zajišťujeme si tak bezpečí před poškozením neodbornou obsluhou, či konfigurací, ale zároveň jsme chránění před různými vnějšími druhy nebezpečí (viry, …), přesněji řečeno, chráníme data uložená mimo virtuální stroj. Je mnoho možností jak tyto virtuální systémy vytvářet. 

# VirtualBox

Je multiplatformní virtualizační nástroj distribuovaný jak pro Linux/Unix tak pro Windows a Mac OS. S jeho pomocí jsme schopni jednoduše vytvářet virtuální stroje a jednoduše je spravovat, díky jednoduchému a intuitivnímu ovládání. Snadno je možné vytvářet i obrazy virtuálních strojů, které obsahují aktuální stav OS, v čase vytvoření tohoto obrazu, je tak možné vytvářet různé verze a vrátit se tak v "čase" a zachránit tak některé konfigurace, po nějaké špatné operaci, která poškodila soubory, nebo celý OS. V případě virtualizace ve VirtualBoxu se bavím o plné virtualizaci.

Plná virtualizace, běží na stejném HW a je potřeba, aby virtuální OS byl kompatibilní s architekturou hostovského procesoru. V případě, že chceme rozběhnout operační systém na HW, který není fyzicky přístupný, bavíme se o simulaci/ emulaci. Tímto způsobem můžeme testovat OS na HW, který zatím nebyl ani fyzicky vyroben a tím předejít problémům, které by mohli nastat v případě nasazení OS na architekturách nových generací.

Práce v operačním systému Linux 

Pro práci v operačním systému využíváme nejčastěji GUI. Na některých počítačích se však setkáme s operačním systémem právě bez grafického rozhraní a jediná možnost, jak operační systém ovládat, je pomocí příkazů v terminálu.

# Bash (Shell)

Jedná se textové uživatelské prostředí v OS Linux (je možné využít na UNIX systémech) a všech jeho distribucích, přes tento shell lze plnohodnotně ovládat operační systém. 

su [nazevUživatele]- změna uživatele 
sudo - umožňuje využít příkazů nadřazeného uživatele nejčastěji root 
groupadd [nazevSkupiny] - vytváří skupinu 
groupdel [nazevSkupiny] - maže skupinu (nesmí v ní být uživatel) 
adduser [nazevUživatele] - přidáváme uživatele
userdel [nazevUživatele] - maže uživatele
passwd [nazevUživatele]- změna hesla
usermod -g [nazevSkupiny] [nazevUživatele]- změna skupiny uživatele 
ls - vypisuje obsah aktuální složky
cd [nazevSložky]- změna adresáře 
mkdir [nazevSložky]- vytváří složku
touch [nazevSouboru] - vytváří jednoduchý soubor
chmod [oprávnění] [nazevSouboru]- změna práva
nano [nazevSouboru]- vytvoří / otevře soubor a umožňuje editaci

su root

groupadd user

adduser user1

usermod -g user user1

passwd user1

mkdir slozka

cd slozka

nano soubor.txt

chmod 754 soubor.txt

#!/bin/bash
echo "zadej ip adresu:"  
read ip 
ping $ip

#!/bin/bash


    echo "zadej první číslo:" 
    read a 
    echo "zadej druhé číslo:" 
    read b 
    echo "vyber si jednu z operací (jedna z): +, - , / lub X" 
    read opr 
    
    if [ $opr = "+" ] 
    then 
        op=`expr $a + $b`
        echo "$op"
    elif [ $opr = "-" ] 
    then 
        op=`expr $a - $b`
        echo "$op"
    elif [ $opr = "/" ] 
    then 
        op=`expr $a / $b`
        echo "$op"
    elif [ $opr = "X" ] 
    then 
        op=`expr $a \* $b`
        echo "$op"
    fi 

Tabulka s nastavením práv

Srovnání

Na světě můžeme najít mnoho operačních systému, když se ale bavíme o počítačích, rozeznáváme tři hlavní, Windows, Linux a MacOS. Každý z nich je jiný, má jiné vlastnosti a trochu jinak vypadá.

Nejpoužívanější operační systém na světě je Android s celkovým podílem na trhu 40,6%, hned za ním je Windows s podílem 31,9%. Za zmínku stojí, že Android pracuje na Linuxovém jádře. (Březen 2021)

# Microsoft Windows 

S operačním systémem Windows jsme se již určitě setkali všichni. Jedná se o operační systém s uživatelským grafickým rozhraní. Je nejoblíbenější operační systém na osobních počítačích. Důvodem této oblíbenosti je jednoduché ovládání, které nevyžaduje významnou znalost fungování počítače. Přístup k perifériím zprostředkovává grafické rozhraní ve formě oken (formulářů) a odtud plyne název Windows.

Původní verze byla pouze nástavbou na operačním systému DOS (MS-DOS), kde se ještě nebyl jako klasický operační systém, protože samostatně dokázala ovládat periférie počítače.

# Linux

Jako jediný z těchto tří je má licenci GNU (v češtině obecná veřejná licence). To znamená, že kdokoliv jej můžete bezplatně používat a upravovat. Na základě této licence vznikají takzvané distribuce, tedy upravené verze, například Ubuntu, Debian či Fedora. Jeho zásadní výhodou je stabilita, která je zaručená jádrem operačního systému, který načítá jednotlivé moduly, z tohoto důvodu je jádro stabilní a většina chyb je způsobená moduly, které nenarušují chod jádra. Má opravdu minimální paměťové požadavky a tak je možné ho instalovat do jednoduchý zařízení. Těchto výhod se využívá v zařízení u kterých jsou kladeny vysoké nároky na stabilitu systému (páteřní zařízení sítě, monitorační zařízení v elektrárnách atd.) 

Zatímco u Windows existuje jen jedno pevné grafické rozhraní (třeba i s více vzhledovými módy), u Linuxu existuje podstatně větší variabilita. Nad jádrem je obvykle vystavěno textové ovládací rozhraní, nad nímž pak funguje grafická nástavba.

Dost možná největším rozdílem mezi operačními systémy z pohledu uživatele je instalace aplikací. Zatímco ve Windows jsou programy instalované instalátory a o jejich aktualizace se musí starat sám uživatel (případně výrobce softwaru), v Linuxu je situace odlišná. Do systému se přidávají balíčky, které jsou zanesené do repozitářů (ty si lze představit jako knihovnu s aplikacemi). Běžná instalace aplikací probíhá tak, že si uživatel vybere ze seznamu předpřipravených aplikací ty, které chce nainstalovat, a systém si poradí se vším potřebným. Tento koncept má řadu výhod – uživatel nemusí znát názvy programů, ale stačí mu, když si ve vyhledávači softwaru, který je obvykle součástí distribuce, napíše, co vlastně potřebuje, a jen si vybere z nabízených variant.

# MacOS

Operační systém od společnosti Apple je druhým nejrozšířenějším počítačovým operačním systémem na světě. Jeho první verze vyšla v roce 1984. Na rozdíl od Windows a Linuxu jej nelze stáhnout a nainstalovat na téměř libovolný počítač, získáte ho pouze na počítači zakoupeném od společnosti Apple. Má grafické rozhraní, které se nazývá Aqua  Zatím co MacOS dělá spoustu věcí za uživatele a moc nedovolí uživateli v OS "něco pokazit", Windows je v tomto ohledu benevolentnější, ale Linux je na pomyslném vrcholu, dovolí Vám si dělat cokoli chcete (i když většinou s použitím příkazové řádky).

Bezpečnost

Nejvíce škodlivého softwaru vzniká právě pro operační systém Windows a to díky jeho popularitě a širokému spektru uživatelů. Jelikož Linux a MacOS nemají tolik uživatelů, nevyplatí se tvůrcům nechtěný software vyvíjet a tak vzniká virů o mnoho méně. Linux využívají většinou počítačový nadšenci, ti jsou opatrnější a podkopávali si vlastní bezpečnost a tak se na Linux viry vytvářejí opravdu jen zřídka. Rozdílem je také přístup k aktualizacím, které operační systém chrání. U Win se o aktualizaci stará tým programátorů, které hledají bezpečností rizika a vydávají na ně bezpečností záplaty. To je způsobené tím, že zdrojový kód není veřejně dostupný (u aktuálních verzí). U Linuxových distribucí je tomu jinak, zde se o prohledávání bezpečnostních hrozeb může starat komunita (placený i neplacených lidí), protože je zdrojový kód veřejný. Výhody a nevýhody jsou jasné. Windows má neveřejný kód, není tak snadné najít bezpečnostní mezery, bohužel má vymezený počet pracovníků, kteří kód hlídají. Linuxové distribuce nespoléhají pouze na placené zaměstnance různých společností, ale i na sílu komunity, která nalezené chyby může nahlásit, bohužel ale i zneužít. 

Závěr 

Těmito rozdíly to nekončí, je jich opravdu mnoho, dá se říct, že téměř ve všem. Nevymizela ale určitá intuitivita která nám umožňuje operační systémy využívat, aniž bychom s nimi měli předchozí zkušenost.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Databáze

Základy databáze

SŘBD Označení databáze je vlastně nepřesné a v odborné literatuře se setkáme s označením RDBMS (Relation DataBase Management System). Česky je to přeloženo jako "systém řízení báze dat"  SŘBD, což zní opravdu hrozně a proto budu dále používat označení databázový stroj nebo SŘBD.

Databáze (neboli datová základna, též databanka) je systém souborů s pevnou strukturou záznamů. Tyto soubory jsou mezi sebou navzájem propojeny pomocí klíčů. V širším smyslu jsou součástí databáze i softwarové prostředky, které umožňují manipulaci s uloženými daty a přístup k nim. Tento software se v české odborné literatuře nazývá systém řízení báze dat (SŘBD). Běžně se označením databáze – v závislosti na kontextu – myslí jak uložená data, tak i software (SŘBD).

MySQL

MySQL je tzv. relační databáze. Tento pojem označuje databázi založenou na tabulkách. Každá tabulka obsahuje položky jednoho typu. Můžeme mít tedy tabulku uživatelé, další tabulku články a další třeba komentáře. Tabulka je vnímána v oblasti databáze stejně jako tabulku v Excelu 

Každý sloupec má svůj specifický význam a specifickou datovou strukturu. V každém řádku jsou pak uložena konkrétní propojená data. Každý takový řádek, by pak měl být označený unikátním identifikátorem, například pořadové číslo, číslo O.P., rodné číslo, aby se na něj dalo jednoznačně zavolat. Pokud by identifikátorem bylo jméno, mohlo by se stát, že v tabulce seznamu lidí, Janů bylo více a tak v případě odstranění záznamu o Janovi, by došlo k odstranění všech Janů. Může se zdát, že je pro nás použití nějakého databázového systému zbytečné a bylo by jednodušší použít nějakého tabulkového programu. Ano, opravdu dá se databázový stroj (SW) nahradit např. Excelem, ale v takovém případě je potřeba dbát na mnoho aspektů, které s MySQL, jsou již automatické, nebo se snadněji z databáze získávají 

# ACID

je akronym slov Atomicity (nedělitelnost), Consistency (validita), Isolation (izolace) a Durability (trvanlivost).

Jednotlivé složky mají následující význam:

• Atomicity - Operace v transakci se provedou jako jedna atomická (nedělitelná) operace. Tzn. že pokud nějaká část operace selže, vrátí se databáze do původního stavu a žádné části transakce nebudou provedeny. Reálný příklad je např. převod peněz na bankovním účtu. Pokud se nepodaří peníze odečíst z jednoho účtu, nebudou ani připsány na účet druhý. Jinak by byla databáze v nekonzistentním stavu. Pokud bychom si práci s daty řešili sami, mohlo by se nám toto velmi jednoduše stát.
• Consistency - Stav databáze po dokončení transakce je vždy konzistentní, tedy validní podle všech definovaných pravidel a omezení. Nikdy nenastane situace, že by se databáze nacházela v nekonzistentním stavu.
• Isolation - Operace jsou izolované a navzájem se neovlivňují. Pokud se sejde v jeden okamžik více dotazů na zápis do stejného řádku, jsou vykonávány postupně, jako ve frontě. 
• Durability - Všechna zapsaná data jsou okamžitě zapsána na trvanlivá úložiště (na pevný disk), v případě výpadku el. energie nebo jiného přerušení provozu RDBMS vše zůstane tak, jak bylo těsně před výpadkem.

Databáze (přesněji databázový stroj) je tedy černá skříňka, se kterou naše aplikace komunikuje a do které ukládá veškerá data. Její použití je velmi jednoduché a je odladěna tak, jak bychom si sami zápis dat v programu asi těžko udělali. Vůbec se nemusíme starat o to, jak jsou data fyzicky uložena, s databází komunikujeme pomocí jednoduchého dotazovacího jazyka SQL, viz dále. V dnešní době se vůbec nevyplatí zatěžovat se otázkou ukládání dat, jednoduše sáhneme po hotové databázi, kterých je obrovský výběr a jsou většinou zadarmo. O databázi občas hovoříme jako o 3. vrstvě aplikace (1. vrstva je uživatelské rozhraní, 2. vlastní logika aplikace, 3. je právě datová vrstva).

Jak vytvořit první databázi

Než se člověk vrhne na vytvoření opravdové databáze měl by se řídit pravidlem, dvakrát měř jednou řež. Pokud bude muset dojít ke změně některých zásadních částí, je tak ohrožená celková stabilita systému, který se tak může stát nepoužitelným, nebo bude často padat z důvodu chybovosti. Před nasazením, je nutné funkce databáze ozkoušet, pomocí naplnění dat. 

# Proces návrhu

Proces návrhu se skládá z následujících kroků:

• Určení účelu databáze: Tato část vám pomůže s přípravou na další kroky.
• Vyhledání a uspořádání požadovaných informací: Získejte všechny typy údajů, které chcete zaznamenat do databáze, například název produktu a číslo objednávky.
• Rozdělení informací do tabulek: Rozdělte jednotlivé údaje do hlavních skupin či předmětů, například Produkty nebo Objednávky. Každý předmět pak bude představovat tabulku.
• Převod jednotlivých informací do sloupců: Rozhodněte se, jaké informace chcete ukládat v jednotlivých tabulkách. Každý údaj tvoří pole a je zobrazen jako sloupec v tabulce. Tabulka Zaměstnanci například může obsahovat pole Příjmení a Datum nástupu do zaměstnání.
• Zadání primárních klíčů :Pro každou tabulku zvolte primární klíč. Jedná se o sloupec, který slouží k jednoznačné identifikaci jednotlivých řádků. Příkladem může být ID produktu nebo ID objednávky. Existují tři druhy primárních klíčů, přirozený klíč,  umělý klíč a složený.Přirozený primární klíč je údaj, který přímo evidujeme o předmětu, který ukládáme do tabulky např. rodné číslo, SPZ, VIN. Umělý primární klíč je údaj, který je uměle vytvořený za účelem jednoznačné identifikace zápisu, nejčastěji je to ID nebo pořadí. Složený klíč se skládá z více sloupců v tabulce.
• Vytvoření relací mezi tabulkami: Prohlédněte si tabulky a rozhodněte, jak spolu data v různých tabulkách souvisejí. Podle potřeby přidejte pole do tabulek nebo vytvořte nové tabulky, abyste objasnili relace. (Pokud v relaci předáváme PK, následně se ve druhé tabulce nazývá cizím klíčem. 
• Úprava návrhu: Proveďte analýzu návrhu a vyhledejte chyby. Vytvořte tabulky a přidejte několik vzorových záznamů. Zjistěte, zda z tabulek získáte požadované výsledky. Podle potřeby návrh upravte.
• Použití normalizačních pravidel: Použijte normalizační pravidla dat a ověřte, že jsou tabulky strukturovány správně. Podle potřeby tabulky upravte.
• Relace typu 1:N
  Vezměme si jako příklad databázi pro sledování objednávek, jež obsahuje tabulky Zákazníci a Objednávky. Zákazník může vytvořit libovolný počet objednávek. To znamená, že pro každého zákazníka uvedeného v tabulce Zákazníci může existovat celá řada objednávek zaznamenaných v tabulce Objednávky. Typ relace mezi tabulkami Zákazníci a Objednávky je 1:N.Chcete-li znázornit relaci 1:N v návrhu databáze, vezměte primární klíč na straně 1 relace a přidejte jej jako další pole do tabulky na straně N relace. V tomto případě například přidáte nové pole – pole Kód z tabulky Zákazníci – do tabulky Objednávky a nazvete je Kód zákazníka. Aplikace Access může potom pomocí kódu zákazníka v tabulce Objednávky vyhledat u každé objednávky správného zákazníka.
• Relace typu M:N
  Nyní se podívejme na relaci mezi tabulkami Výrobky a Objednávky. Jedna objednávka může obsahovat více výrobků. Na druhou stranu se jeden výrobek může objevit v mnoha objednávkách. Z tohoto důvodu může pro každý záznam v tabulce Objednávky existovat mnoho záznamů v tabulce Výrobky. Navíc pro každý záznam v tabulce Výrobky může existovat celá řada záznamů v tabulce Objednávky. Tato relace se nazývá M:N. Všimněte si, že ke zjištění existující relace typu M:N mezi tabulkami je důležité vzít v úvahu obě strany relace.Chcete-li vyjádřit relaci typu M:N, je nutné vytvořit třetí tabulku, která se často nazývá spojená tabulka, jež rozdělí relaci typu M:N na dvě relace typu 1:N. Primární klíč z těchto dvou tabulek vložíte do třetí tabulky. Výsledkem je, že třetí tabulka zaznamená každý výskyt nebo instanci relace. V relaci M:N jsou například tabulky Objednávky a Výrobky a tato relace je definována vytvořením dvou relací 1:N s tabulkou Rozpis objednávek. V každé objednávce může být uvedeno více výrobků a každý výrobek může být uveden ve více objednávkách.
• Relace typu 1:1
  V relaci 1:1 odpovídá jednomu záznamu v první tabulce maximálně jeden záznam v druhé tabulce a naopak jednomu záznamu v druhé tabulce maximálně jeden záznam v první tabulce. Tato relace není obvyklá, protože většina takto souvisejících informací by byla obvykle uložena ve stejné tabulce. Relaci 1:1 můžete použít k rozdělení rozsáhlé tabulky, k oddělení části tabulky z důvodů zabezpečení nebo k uložení informací, které mají vztah pouze k části hlavní tabulky. Při určování relace musí obě tabulky sdílet společné pole.

Programování

Úvod programování

Programování není jen proces psaní zdrojového kódu, jedná se o celý proces složený z několik aktivit (analýza problému, návrh řešení, generování algoritmů a tvorba kód). Doprovázející úkoly s programováním spojené je také testování, ladění a údržba zdrojového kód programu. Účelem programování je najít vhodný sled instrukcí a algoritmů, který povede ke stanovenému výsledku. Pro kódování se využívá programovací jazyk, nebo kombinace více programovacích jazyků, které se volí dle vhodnosti v dané problematice, namísto strojového kódu, který není zcela přívětiví pro programátory vzhledem k jejich složitosti zápisu. Proces programování často vyžaduje znalosti mnoho oblastí IT nebo matematiky. 

Programovací paradigmata

Toto téma se věnuje způsobům a stylům přístupu k programování, tedy i postupu při řešení. Různé programovací jazyky tyto paradigmata umožňují/ kombinují , proto máme více druhů programovacích jazyků. Například C# je objektově orientovaný jazyk a je tedy možné využít v případě programování objektových aplikací, zároveň se jedná o imperativní jazyk.

# Objektové programování

Výkonný kód je v objektovém programování přidružený k datům (metody jsou zapouzdřeny v objektech)

# Imperativní programování 

Popisuje výpočet pomocí posloupnosti příkazů a určuje přesný postup jak daný problém řešit. Vyhodnocuje se na základě podmínek a pomocí příkazů mění svůj stav. 

# Deklarativní programování  

Je opakem imperativního programování neřeší se jak se to má udělat, pouze je řečeno co se má udělat, eliminuje se tak možnost vytvořit zbytečné chyby v předem jasně daných příkazech. Příkladem takového jazyka je SQL. 

# Funkcionální programování

Je částečně deklarativní programování, které je chápáno jako matematická funkce, která se postupně krátí a zjednodušuje. Taková jedna funkce, má jen jedno řešení a je ovlivňována pouze vstupními argumenty. Většina takových programovacích jazyků kombinuje mnoho paradigmat a jsou tedy hybridními.

# Další:

Aspektově orientované  programování, logické programování, generické programování,... 

Strojový kód

Každý procesor má omezený počet instrukcí, které může vykonávat, tyto instrukce jsou na nejnižší úrovni, jsou to například instrukce součtu, nebo přepínat v adresách paměti, jsou interpretovány pomocí hexadecimálních čísel (FFFE), ale v nejnižší úrovni se jedná o jedničky a nuly. V konečném případě každý program napsaný v libovolném jazyce, musí být převeden do tohoto kódu a o to se starají různé nástroje. Nástavba nad strojovým kódem je jazyk Assembler, který je totožný se strojovým kódem, ale má slovní označení a tím se stává čitelnější. Kód tohoto jazyka se též překládá do strojového kódu. 

00b5a80 6878 5a61 3176 5f35 645f 6c67 7469 7265
00b5a90 6c61 3632 3532 464d 415a 6179 5f00 3344
00b5aa0 7473 3864 6164 6574 6974 656d 3431 6579
00b5ab0 7261 7349 654c 7061 6559 7261 4e46 4e61
00b5ac0 6962 625a 5f00 3344 7473 3564 7473 6964
00b5ad0 346f 6946 656c 4237 4379 7568 6b6e 6535
00b5ae0 706d 7974 784d 4e46 5a64 0062 445f 6334
00b5af0 726f 3665 6874 6572 6461 3431 6946 6562
00b5b00 4572 6378 7065 6974 6e6f 5f37 435f 616c
00b5b10 7373 005a 445f 7333 6474 6334 6e6f 3176
00b5b20 5f39 545f 7434 7865 5474 7941 5461 5477
00b5b30 7941 5a61 7434 7865 4674 7941 7761 7941
00b5b40 5a61 7941 0061 445f 7333 6474 6438 7461
00b5b50 7465 6d69 3965 6954 656d 664f 6144 3679
00b5b60 5f5f 7463 726f 464d 614e 6969 5a69 3353
00b5b70 7473 3864 6164 6574 6974 656d 5439 6d69
00b5b80 4f65 4466 7961 5f00 3344 7473 3564 6172
00b5b90 676e 3565 5f33 545f 7235 7465 6f72 4154

Kompilované jazyky

Programovací jazyky kompilované jsou jazyky, které jsou psané v jazyce, který je pro programátory snadno čitelný, ne však zcela přívětivý. Je tedy nutné, aby tento zdrojový kód byl přeložený do strojového kódu, k tomu se využívá kompiler, neboli překladač. 

Výhody tohoto řešení je rychlost takového programu, protože k překladu dochází jen v jednu chvíli. A tak se stává podobně rychlý jako je strojový kód. Další výhodou je jejich šíření a to především v bezpečnosti, protože zdrojový kód je nepřístupný a není snadné takový kód získat. Další významnou výhodou kompilovaných jazyků je snadné odhalení chyb, které se projeví ve chvíli, kdy dochází ke kompilaci a pokud se v programu chyba nachází kompilace neproběhne. 

Nevýhodou těchto jazyků je častý problém s nekompatibilitou a závislostí na platformě, kde musí vždy dojít znovu ke kompilaci, například při změně operačního systému. Též není možné zkompilované programy snadno editovat, musí dojít ke znovu kompilaci. Vzhledem k tomu, že při spuštění programu psané v takovém jazyce počítač nerozumí programu a pouze provádí instrukce, může dojít k problémům s pamětí a jejímu přetečení, takovým chybám se však dá zabránit správně napsaným programem. Jelikož se nejedná o chyby v instrukci, ale v systému, kompilátor takovou chybu neodhalí.

int main(void)
{
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

Interpretované jazyky

Interpretované jazyky místo kompilátoru používají interpreta, který překládá jen části které jsou v danou chvíli potřebné, prochází řádek po řádku a když narazí na nějakou instrukci, zavolá podprogram, který provede to co mu instrukce určuje.

Psaní v takovém jazyce je programátorsky přívětivější, bohužel si za to vybírá svou daň v podobě větší náročnosti na paměť a procesor. Díky tomu, že nejdou do procesoru přímo, fungují na všech procesorech kde pro ně byl jednou zkompilován interpreter. Snadná je také údržba takového programu, protože je možné kód zobrazit a upravit prakticky za běhu.

Vedle mnohých výhod mají tyto jazyky také významné nevýhody, jako je obtížné hledání chyb, chybu nikdo neohlásí a tak část takového kódu je "nefunkční", jelikož se tyto programy šíří jako zdrojové kódy, je snadné takový kód krást, případně analýzou zjistit zranitelná místa.

<?php echo "Hello, world!"; ?>

Jazyky s virtuálním strojem

Jazyky tohoto typu jsou nejmodernějším a kombinují výhody interpretovaných a kompilovaných jazyků. Princip těchto jazyků je trochu komplikovanější než u předchozích dvou. Zdrojový kód takového programu se nejprve kompiluje do mezikódu u Microsoftu CIL, ten je podobný strojovému kódu, mezikód je pak interpretovaný virtuálním strojme, který vytváří strojový kód pro počítač.

Díky chytré kombinaci principům překladu na strojový kód z předchozích dvou typů jazyků, se eliminovali jejich nevýhody, sčítá tak výhody jako jsou, snadné odhalení chyb ve zdrojovém kódu díky kompilaci, interpret zajišťuje stabilitu programu, protože zdrojovému kódu rozumí  a zabraňuje provedení nebezpečné instrukce, rychlost takového programu je též na slušné úrovni, program se šíří jako zdrojový kód v CIL je kód hůře čitelný a tím bezpečnější (je možné ho dekompilovat pomocí různých nástrojů), programy jsou také díky CIL snadno přenositelné, protože je lze spustit na všech stanicích, na kterých se nachází virtuální stroj. Je zde také úplně nová výhoda a tím je nezávislost na programovacím jazyce, některé části programu, mohou být psány například v C# a jiný třeba v C++, protože vše bude přeloženo do CIL.

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello world!");
    }
}

Backend

Backend je serverová stránka webu. Ukládá a uspořádává data a také zajišťuje, že vše na straně klienta na webu funguje dobře. Je to část webu, se kterou nemůžete vidět a pracovat s ní. Je to část softwaru, která nepřichází do přímého kontaktu s uživatelem. Díly a vlastnosti vyvinuté návrháři backendu jsou nepřímo přístupné uživateli prostřednictvím frontend aplikace. Součástí backendu jsou také činnosti, jako je psaní API, vytváření knihoven a práce se systémovými komponentami.  

Frontend

Je část webu, se kterou uživatel přímo komunikuje, se nazývá frontend, nazývá se také „klientská strana“ aplikace. Zahrnuje vše, co uživatelé přímo zažívají: barvy a styly textu, obrázky, grafy a tabulky, tlačítka, barvy a navigační menu. HTML, CSS a Javascript jsou jazyky používané pro vývoj rozhraní frontend. Struktura, design, chování a obsah všeho, co je vidět na obrazovce prohlížeče při otevírání webů, webových aplikací nebo mobilních aplikací, implementují vývojáři frontend. Vývojář musí zajistit, aby web reagoval, tj. aby se zobrazoval správně na zařízeních všech velikostí. Žádná část webu by se neměla chovat neobvykle bez ohledu na velikost obrazovky.  

MCU PLC mikropočítač

MCU

MCU je zkratka pro "Microcontroller Unit" nebo také "Mikrokontrolér". Jedná se o malý integrovaný obvod, který kombinuje v sobě procesor, paměť a další periferní obvody, jako jsou například analogové a digitální vstupy a výstupy, komunikční rozhraní, časovače a další. MCU se využívají pro kontrolu a řízení různých zařízení, jako jsou například automobily, domácí spotřebiče, roboti, průmyslové řídící systémy a další. MCU jsou často používány v situacích, kdy je potřeba řídit určité procesy a funkce v reálném čase. Mohou být programovány tak, aby vykonávaly určité funkce a řídily vstupy a výstupy pomocí různých programovacích jazyků, jako je například C nebo assembler. MCU jsou výhodné pro svou malou velikost, nízkou spotřebu energie, rychlost a cenovou dostupnost. To je dělá velmi populárními pro využití v různých aplikacích, kde je třeba řídit a ovládat různé procesy a zařízení.

Připájený MCU na tištěný spoj

PLC

PLC znamená "Programmable Logic Controller", což je elektronický řídící systém používaný v průmyslových aplikacích pro automatizaci a řízení procesů. PLC je navržen tak, aby dokázal řídit různé zařízení, jako jsou pumpy, motory, ventily, senzory a další průmyslové komponenty. PLC se skládá ze speciálního programovatelného hardware a software, který umožňuje programátorům vytvářet a vyvíjet specifické aplikace pro řízení procesů. PLC zpracovává digitální a analogové signály z různých senzorů a vstupů a na základě toho vydává řídící signály do různých průmyslových zařízení. PLC lze programovat pomocí speciálních programovacích jazyků, jako je například "Ladder Logic", který se používá pro vytváření řídících logických obvodů, nebo "Structured Text", což je programovací jazyk podobný jazyku C. PLC jsou široce používány v průmyslu, protože dokážou zlepšit účinnost, spolehlivost a bezpečnost průmyslových procesů. Mohou být použity pro různé aplikace, jako je automatizace výrobních procesů, řízení dopravních systémů, řízení energetických sítí a mnoho dalších.

PLC od spolčenosti SIEMENS, která je předním výrobcem pro průmyslová PLC

Mikropočítač

Mikropočítač je malý počítač, který je navržen tak, aby mohl být využíván pro řízení různých zařízení a procesů. Je to v podstatě jednočipový počítač, který obsahuje všechny potřebné komponenty, jako je mikroprocesor, paměť, periferní obvody a další, v jednom integrovaném obvodu. Mikropočítače jsou často používány v řídicích systémech, jako jsou například automobilové elektronické řídící jednotky, průmyslová zařízení, roboti, spotřebiče a mnoho dalších aplikací. Mikropočítače jsou programovatelné a lze je programovat pomocí různých programovacích jazyků, jako je například C, assembler nebo jazyky speciálně navržené pro konkrétní aplikace. Mikropočítače se vyznačují svou malou velikostí, nízkou spotřebou energie a vysokou spolehlivostí.

3D tisk

Technologie 3D tisku

FDM/ FFF

Na tiskovou podložku je nanášen tiskový materiál po vrstvách. Vždy po dokončení tisku vrstvy se posune tisková hlava (nebo podložka) o jednu vrstvu a zahájí se tisk další vrstvy. Typickým zástupcem této technologie tisku tavenou strunou. Nespornou výhodou je nízká pořizovací cena 3D tiskárny a nízké náklady na stavební materiál modelu. Také spektrum stavebních materiálů je široké a stále se zvětšuje – viz materiály. Nevýhodou je dlouhý čas tisku, značný rozptyl v tiskové přesnosti, volbě orientace tisku modelu, způsobu a konstrukci podpěr a další.

# Parametry tisku 

Při tisku na tomto typu tiskárny máme mnoho parametrů, které je důležité znát, aby došlo k ideálnímu nastavení (spousta nástrojů nás ušetří složitému nastavování, ale nedosáhneme tak vždy nejlepších podmínek) 

V základu zde máme 3 základní parametry a tím jsou 3 osy XYZ, které nás orientují a zaručují souřadnicový systém, který navádí trysku na konkretní pozici, tyto osy je důležité kalibrovat. Další parametry se týkají teploty a ty jsou ve dvě, teplota tiskové plochy a teplota extruderu. Teplota podložky je zásadní pro přilnavost extrudovaného plastu, s větší teplotou roste přilnavost. Také se zamezuje rychlému chladnutí, který je doprovázen deformací, způsobené vnitřním pnutím. Teplota extruderu je důležitá pro dostatečné rozpuštění plastové struny, aby došlo k optimálnímu vytlačení a nanášení na vrstvu. 

# Materiály

Zásadní pro kvalitní tisk na tiskárně typu FDM, je správná volba materiálu. Materiál ovlivňuje mnoho aspektů, jako je finální vzhled, pevnost, trvanlivost, tak i průběh tisku. Spousta nástrojů, které připravují program pro 3D tiskárnu si s typem materiálu umí poradit a automaticky přizpůsobit různé parametry (teplota, posuv, vytlačování materiálu, ....)  

PLA

PLA je nejčastěji používaným materiálem pro 3D tisk. Je biologicky odbouratelný (pouze za ideálních podmínek přibližně 100% vlhkost a teplota 60 stupňů), snadno se tiskne a výtisky z PLA jsou velmi tvrdé. Další výhodou tohoto materiálu je minimální vnitřní pnutí materiálu a tak nedochází při chladnutí k deformacím. Důležité pro kvalitní tisk z tohoto materiálu je skladování tohoto materiálu suchu, tento materiál pohlcuje vzdušnou vlhkost a dochází k nabobtnáním a následně na výtisku jsou vidět drobné bubliny. Není odolný ani proti ostatním vnějším vlivům jako je UVA a UVB záření, je však odolný vůči chemikáliím. Úprava výtisku z PLA není běžná, může dojít pouze k broušení. 

Tento materiál se hodí v případě tisku velkých předmětů nebo detailních objektů, díky mnohým barevným variantám se hodí na tisk různých bytových doplňků.

ASA

Akrylonitril-styrén-akrylát (ASA) má podobné vlastnosti jako ABS (tepelně, chemicky a mechanicky odolný,). Jeho největší výhodou je větší odolnost vůči vyšším teplotám a UV záření. Jeho další výhodou je celková prostorová stabilita. Tisk tohoto materiálu je však doprovázen chemickým zápachem a ve velké koncentraci je lehce toxický a je lepší tisknout v místnosti s odvětráním, není však vhodné když kolem výtisku dochází k proudění chladného vzduchu, dochází tak k deformaci výtisku způsobené rozdílnými teplotami podložky a výtisku. Tento materiál má skvělé vlastnosti na post-processing, kdy je možné výtisk brousit, tak i vyhlazovat pomocí acetonových par (není vhodné výtisk vystavovat přímému kontaktu s acetonem, dochází k poleptání a zbělání výtisku).

Tento materiál se hodí v případě tisku předmětu, kde je potřeba velké tepelné odolnosti (do 93 stupňů), kde je potřeba hladký povrch,  nebo je výtisk určený do venkovních prostor.

PETG

Polyethylentereftalát (PET) je nejvíce běžně používaný plast na světě - láhve, oděvní vlákna, nádoby a obaly na potraviny. PET-G je upravená verze PET. "G" znamená "modifikovaný glykol", který se přidává k materiálové kompozici během polymerace. Výsledkem je vlákno, které je jasnější, méně křehké a snadněji se používá než jeho základní forma PET (PETG je vysoce odolný proti nárazu na rozdíl od PET). PETG vlákno kombinuje vlastnosti materiálů ASA  a  PLA (snadný tisk). Adheze mezi vrstvami je obvykle vynikající, riziko zkroucení nebo výrazného smrštění není tak velké a výhodou je, že jej lze recyklovat.

Díky své odolnosti a houževnatosti je PETG skvělou volbou pro mechanické části.  Vzhledem k dobrému spojování vrstev jsou výtisky z PETG vhodné na výtisky, od kterých očekáváte vodotěsnost.

Nylon

Je to nesmírně silný, odolný a všestranný materiál. Je flexibilní v tenkých vrstvách, ale s velmi vysokou adhezí (přilnutí) mezi vrstvami. Jeho nízký součinitel tření a vysoká teplota tání je vynikající volbou pro tisk funkčních a technických dílů. Je však též nutné skladovat tento materiál v suchu.

Materiál má velké uplatnění především v mechanických předmětech, při kterých dochází ke tření nebo velkému namáhání.

Flex

Flex je velmi silný a pružný materiál. Flexfill má velmi dobrou odolnost proti otěru, zůstává pružný i při nízkých teplotách a je odolný proti celé řadě rozpouštědel.

Je vhodný pro tisk obalů pro mobilní telefon, kryty kde je nutná materiálová pružnost, kol pro modely aut a u měkkých typů flexibilních plastů se dají tisknout i nejrůznější těsnění. 

Kompozitní

Kompozitní materiály (woodfill, copperfill, bronzefill, karbonové nebo aramidové kompozity a mnohé další) jsou založeny na hlavní plastové složce a sekundárním materiálu ve formě prachu. Tyto materiály jsou velmi abrazivní, takže pokud s nimi plánujete tisknout dlouhodobě, doporučujeme používání tvrzené trysky. Tento druh materiálu je vhodná pro post-processing, kdy je možné tento materiál brousit a leštit. 

Tento materiál je vhodný v případě, že chcete vytisknout dekorační zajímavé předměty, vlastnostmi neoplývá zásadními výhodami.

SLA

V nádobě s tekutým polymerem je umístěna tisková deska, jejíž úroveň proti hladině polymeru určuje výšku požadované tiskové vrstvy. Světelný paprsek vykreslí požadovaný tvar vrstvy a tím dojde k vytvrzení polymeru v příslušném tvaru. Následně se tisková deska posune a světelný paprsek vykreslí a vytvrdí další požadovaný tvar. Typickým příkladem je SLA (stereo litografie) - je nejstarší technologií 3D tisku. Vyvinul jí zakladatel společnosti 3D Systems, pan Chuck Hull. Na konci osmdesátých let 20. století spatřila světlo světa první komerční 3D tiskárna SLA. Tiskovým materiálem je tekutý polymer, který je vytvrzován světlem (laser nebo DLP projektor). Zhotovený výtisk je následně třeba omýt v izopropylalkoholu a dodatečným UV světlem definitivně vytvrdit. Do dnes je SLA jednou z nejpřesnějších technologií s nabídkou desítek různých druhů polymerů.

SLS

Na tiskové desce je rozprostřen stavební materiál ve formě prášku. Tvar požadované vrstvy modelu je vytvrzen pomocí laseru nebo lepidla. Tisková deska se posune o úroveň definované výšky, nanese se další vrstva prášku a laser či lepidlo vytvrdí požadovaný tvar. Tento princip je hojně využíván technologiemi SLS (selective laser sintering), CJP (color jet printing) a DMP (direct metal printing). Stavebním materiálem je dle technologie celá škála plastů, kovů a prášků na bázi sádry. Technologie CJP je v současnosti nejrychlejší a jedinou, která dokáže vytisknout téměř fotorealistický 3D model.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Technologie chytrých domů a měst

Úvod do technologií chytrých domů a měst  

Průmyslové revoluce

# První průmyslová revoluce

Počátek průmyslu jak ho známe, přinesla první průmyslová revoluce. Ta započala koncem 18. století v Anglii a probíhala dále ve století 19. Masově se v té době začaly využívat nové zdroje energie, především uhlí. Proto je také tradičním symbolem průmyslové revoluce, kterou dnes nazýváme

1. průmyslovou revolucí, parní stroj. Klíčovým pojmem tohoto období je industrializace. Dopad průmyslové revoluce na společnost byl obrovský, zásadně se změnily všechny obory hospodářství. Co do významu je tento převrat srovnatelný s neolitickou revolucí, která znamenala proměnu společnosti od lovců a sběračů k zemědělské. S tím souviselo zakládání sídel, kompletní změna životního stylu a vznik soukromého vlastnictví.

# Druhá průmyslová revoluce

2. průmyslové revoluce je spojována s elektrifikací a se vznikem montážních linek. Toto období navazuje v podstatě bezprostředně na období 1. průmyslové revoluce, tzn., že se datuje na konec 19. století. Většinou se spojuje se dvěma daty: s rokem 1879, kdy T. A. Edison vynalezl žárovku, nebo s rokem 1870, kdy společnost Cincinnati instalovala ve svém závodě první montážní linku a začala s dělbou práce, později elektrifikovanou, která přinesla další prudký rozvoj masové výroby v čele s Henry Fordem a jeho Ford Motor Company.

Válka proudů

Tato událost je důležitou součástí Druhé průmyslové revoluce. Dvěma účastníky, kteří figurovali v této události jsou T. A. Edison a Nikola Tesla.

# Třetí průmyslová revoluce

Automatizace, elektronika a rozmach informačních technologií. Její datování je však ještě spornější než u druhé průmyslové revoluce. Stejně jako byl přechod od uhlí a páry k elektřině poměrně spojitý a logický, tak i přechod od mechanismů k automatům byl spíše výsledkem přirozené evoluce než skutečnou revolucí. Za její počátek se nejčastěji uvádí rok 1969, kdy byl vyroben první programovatelný logický automat čili PLC. Jedná se vlastně o malý průmyslový počítač, řídicí jednotku, pro automatizaci procesů v reálném čase.

# Čtvrtá průmyslová revoluce

Tu prožíváme právě teď a trvat by měla dalších minimálně 10–30 let. Je charakterizována masovým rozšířením internetu a jeho průnikem do všech oblastí lidské činnosti. Internet je tady ale již poměrně dlouho. Dá se říct, že v podstatě od roku 1962, kdy vznikl projekt počítačového výzkumu agentury ARPA, která dostala v souvislosti se studenou válkou v USA zadání, aby vyvinula komunikační síť pro počítače s decentralizovaným řízením. Resp. od roku 1969, kdy úkol splnila a do provozu byla uvedena první experimentální síť ARPANET. Pojem „Internet“ vznikl v roce 1987 a k jeho komercionalizaci došlo v roce 1994. Od konce 90. let pak sledujeme extrémní nárůst uživatelů internetu, který v dnešní době již dosahuje řádu miliard. Tím to ale nekončí. K síti se připojují kromě lidí také stroje a věci obecně. Vznikají pojmy jako „Internet věcí“, či „Průmysl 4.0“. Reálné a virtuální světy se začínají prolínat a do hry vstupují tzv. kyberfyzické systémy.

Komunikace 

Základem správně fungující domácnosti je komunikace a to nejen komunikace obyvatel domu, tak i jeho vybavení. Pro tyto účely slouží různé technologie a prvky, které komunikaci zprostředkovávají. 

Základní komunikačním prvkem, který je potřeba pro funkční komunikaci jsou kabely. Kabeláž dělíme do několika kategorií: 

optické a metalické 

silnoproudé / slaboproudé

stíněné / nestíněné

optické / metalické

Automatizace

Je proces, který využívá řídicích systémů k řízení technologických zařízení a procesů. Krok před automatizací je mechanizace, která zajišťuje k práci zařízení, které ulehčují lidskou práci, automatizace zcela nahrazuje člověka. V případě komplexní automatizace se lidská činnost zcela odstraňuje z výrobního procesu. To však v současné praxi není možné. 

# Automatické ovládání

Pro automatické ovládání je specifický přímý otevřený řetězec. Tzn., že soustava, zajišťující ovládání, nemá zprávy o skutečných následcích svého působení. (Automatické splachování, Automatické dveře v obchodech) Pokud tedy nastane v průběhu určitého výkonu problém, nelze jej zaregistrovat a proces bude dále pokračovat. Například pokud dáme nohu před automaticky ovládané dveře, které se i po nárazu do překážky snaží dále zavřít, mluvíme o prvním stupni automatizace. Pokud by se dveře o nohu zastavily a opět otevřely, je to již 2. stupeň automatizace, o kterém si vzápětí povíme.

Automatické rozsvícení světla na pohyb, nebo časový spouštěč, které nerozezná funkční žárovku je též 1. stupeň automatizace

# Automatická regulace

Automatická regulace se od předešlého stupně liší uzavřeným řetězcem, v němž je přítomna zpětná vazba. Tímto stupněm se tedy rozumí samočinné udržování regulované veličiny podle daných podmínek a hodnot (termostat, automatické dveře, které poznají překážku). Automatizovaná soustava má informace důsledcích svého konání.

Termostat, 2. stupeň automatizace

# Automatické řízení

Automatické řízení je potom automatizací samotných řídicích procesů. Například řízení chytrého domu, autopilot. Systém se skládá s dílčích komponent 2. stupně automatizace. Vyhodnocuje pomocí PLC údaje o jejich konání dle kterých vydává další instrukce a spouští další procesy.

HDL řídící jednotka, 3. stupeň automatizace

Decentralizované a centralizované systémy řízení budov

# Decentralizované systémy:

Komunikace v těchto systémech je realizována pomocí sběrnice, které jsou připojeny jednotlivé prvky. Ty pak spolu mohou komunikovat na bázi peer-to-peer. Každý prvek potřebuje být vybaven řídící jednotkou. Výhodou tedy je, že pokud některý prvek v systému přestane fungovat, omezí se pouze činnost tohoto prvku a zbytek systému pracuje dál.

Příkladem decentralizované technologie je technologie HDL. Tento systém řeší ovládání, monitorování a automatizaci všech systémů v domě, a to od osvětlení přes vytápění, stínění, klimatizace až po zabezpečení. Tento systém je modulární a dá se neustále rozšiřovat. Bohužel se jedná o uzavřený systém, který umožňuje připojení zařízení od firmy HDL. 

# Centralizované systémy:

Tento typ má veškeré řídící jednotky spojeny do jednoho centrálního místa. Dělá se to hlavně u zabezpečených pracovišť, aby se snížila pravděpodobnost vzniku chyb. Toto centrální místo je pak propojeno s každým prvkem systému samostatně (proto jsou vyšší náklady na délku rozvodů po celém objektu). Přenos informací mezi řídící jednotkou a připojeným zařízením je založen na principu master-slave. Díky tomuto propojení je snazší vyhodnocovat data o dění v objektu.

TECO je příklad centralizovaného řízení. Skládá se z řídící jednotky, do které připojujeme jednotlivé zařízení, nebo moduly. Samotné příkazy vykonává řídící jednotka, která komunikuje přes standardizovaný protokol ModBUS. Díky tomuto protokolu je možné připojovat zařízení různých výrobců. Stejně jako HDL, nabízí kompletní řešení chytré domácnosti. Dalším příkladem může být UniPi, které komunikuje na protokolu ModBUS. 

Nízkoenergetické domy

Cenově se nízkoenergetické domy vyrovnávají nákladům na stavbu klasické novostavby, ovšem v budoucnu se stávají v nákladech na provoz velkou úsporou. Nízkoenergetický dům obsahuje v podstatě stejné komponenty jako pasivní dům, avšak nepočítá s rekuperací. Tím potřebuje větší zdroj tepla a běžný otopný systém. Provozní náklady zůstávají o něco vyšší než u domu pasivního. U nízkoenergetického domu je spotřeba tepla při běžném provozu domu nižší než 50 kWh/m2, což je zhruba čtvrtina oproti běžným domům. Pasivní dům ročně spotřebuje maximálně 15 kWh/m2 vytápěné plochy. Návratnost investice do pasivního domu je mezi 12–16 lety. Když vezmeme v úvahu, že dům stavíme na mnoho desítek let, tak po uplynutí doby návratnosti nám dům ještě několik desetiletí "vydělává".

Pasivní domy

Většina současných domů vyzařuje teplo do okolí. Pasivní dům si ho úzkostlivě chrání. K tomu slouží silná vrstva tepelné izolace. Větrání, kterým u běžného domu uniká z interiéru velké množství tepla, je řízeno pomocí vzduchotechnické jednotky s rekuperací tepla. Okna pro pasivní domy slouží jako solární kolektor. Propustí sluneční energii dovnitř a mají velmi malé tepelné ztráty. Ty jsou vcelku tak nízké, že uživatel nepotřebuje běžný systém vytápění. Život v pasivním domě neznamená pouze úsporu nákladů, ale také vás může zbavit zdravotních problémů. Rekuperační zařízení filtruje vzduch, a tím ho zbavuje škodlivých nečistot a prachu. Díky tomu se nemusíte bát plísní, netvoří se průvan a v místnostech je stálá tepelná pohoda ve všech ročních obdobích.

Technologie přenosu dat

# Kabeláž

Obecné dělení kabelů

datové (sdělovací) / napájecí (silové) silnoproudé / slaboproudé stíněné / nestíněné optické / metalické 

Použití různých typů síťových kabelů, jako například kroucené dvoulinky, optického kabelu, nebo koaxiálního kabelu záleží na síťové topologii, protokolu i délce.

Kroucená dvojlinka TP

Důvodem kroucení vodičů je zlepšení elektrických vlastností kabelu. Minimalizují se takzvané přeslechy mezi páry a snižuje se interakce mezi dvojlinkou a jejím okolím, tj. je omezeno vyzařování elektromagnetického záření do okolí i jeho příjem z okolí.

Zapojení kroucené dvojlinky

Pokud kupujeme kroucenou dvojlinku koukáme na několik parametrů. Těmi jsou úroveň stíněnía kategorie.

Stínění

Kategorie

# Optický kabel

Optická vlákna jsou široce využívána v komunikacích, kde umožňují přenos na delší vzdálenosti a při vyšších přenosových rychlostech dat než jiné formy komunikace. Vlákna se používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou a zároveň jsou vlákna imunní vůči elektromagnetickému rušení. Optická vlákna mohou být skleněná, ale také plastová.

Mnohavidové optické vlákno

Vícevidové optické vlákno (anglicky multimode) je druh optického vlákna, který je nejčastěji používán pro komunikaci na krátké vzdálenosti, jako například uvnitř budovy nebo areálu. Rychlost přenosu u vícevidových linek se pohybuje okolo 10 Mbit/s až 10 Gbit/s na vzdálenosti do 600 metrů, což je dnes více než dostačující pro většinu prostor.

Jednovidové optické vlákno

Jednovidové optické vlákno (anglicky single mode) je druh optického vlákna, který je používán pro přenos dat na větší vzdálenosti (mezi městy, státy, kontinenty). Obecně našla optická vlákna uplatnění v telekomunikacích a pro vysokorychlostní přenosy v Internetu. Na kratší vzdálenosti se používají levnější vícevidová nebo gradientní optická vlákna.

# Bezdrátové sítě

Pro bezdrátovou komunikaci v chytrých domech, nebo městech se používají běžné technologie jako je WiFi, Bluetooth a mobilní sítě nebo technologie přímo vyvíjené pro toto nasazení a to LoRa, Sigfox a ZigBee. 

• WiFi - jedna z nejrozšířenějších bezdrátových technologií v domácnosti, její zásadní výhodou v chytrých domácnostech je její rozšíření a vysoká přenosová rychlost (v řádech stovek Mbps). Na venkovní využití není ideální, protože má malou přenosovou vzdálenost  (2.4 Ghz, standard 802.11 n, v ideálních venkovních podmínkách až 300m)
• Bluetooth - další zástupce běžně známých bezdrátových technologií. V IoT slouží například k párování zařízení, nebo jejich ovládání. Jeho výhodou je, že nepotřebujeme více zařízení pro párování, vše probíhá mezi jednotlivými zařízeními. Nenabízí takovou přenosovou rychlost jako WiFi (je v jednotkách Mbps) a ani vzdálenost není nikterak ohromující (okolo 10 metrů)
• LoRa - je technologie vhodná pro využití v chytrých městech. Pokrytí v ČR je přes 70% a ve větších městech je prakticky 100%, což nabízí veliké možnosti. Je vhodná při odesílání dat v minutových a delších intervalech v obou směrech. Je určená pro přenášení malého množství dat, protože má velmi malou přenosovou rychlost (desítky Kbps). Její výhodou o proti SigFox je její otevřenost, kdy vlastní LoRa síť může postavit každý.
• SigFox - je mezinárodní síť pro IoT spravovaná stejnojmennou firmou SigFox. Její pokrytí po ČR je okolo 90%. SigFox patří k technologiím z opravdu velkým dosahem. Zařízení mezi sebou komunikují na vzdálenost až 50 km. Stejně jako LoRa technologie se SigFox může pochlubit nízkou energetickou náročností na přenos dat. Baterie v zařízeních vydrží v některých případech i 10 let. Využívá se pro dálkové odečítání vodoměrů, plynoměrů a elektřiny. Jedná se o uzavřenou technologii a vytváření takové sítě na jejím správci.
• ZigBee - je bezdrátová komunikační technologie určená pro vytvoření takzvaných osobních sítí (Personal Area Networks – PAN). Je vhodná na spojení zařízení na vzdálenosti cca do 75 metrů. Využívá se třeba pro bezdrátové termostaty, chytré osvětlení, sledování spotřeby energií nebo zabezpečovací systémy ve velkých průmyslových objektech, ale i v domácnostech. Spotřebovává minimum energie a oproti Bluetooth je Zigbee pomalejší.

Světlo

Je viditelné elektromagnetické záření. Mezi základní charakteristiky světla, které jsme schopni měřit jsou: svítivost, světelný tok, frekvence – barva, teplota. Světlo je částice i vlnění. Rychlost světla je přibližně 299 792 458 ms−1. Pokud vybíráme správné osvětlení, především řešíme u osvětlení parametry (lumeny, luxy, teplotu, barvu a spotřebu)

Lumeny - svítivost

Lux – intenzita

Teplota světelného zdroje 

Vztah intenzity dopadaného světla se svítivostí zdroje 

Tabulka vlastností světelných zdrojů 

Vnitřní osvětlení

V minulosti k zjištění toho, jak silně bude žárovka svítit, stačilo znát její příkon ve wattech. U halogenových, úsporných a LED žárovek však watty vypovídají pouze o spotřebě energie, nikoliv o svítivosti. Proto je lepší řídit se údajem o světelném toku, který je na obalech žárovek uváděný v lumenech (lm)

Typ svítidla

Doporučená hodnota lm (cca)

Dekorační světlo - 100-240 lm

Lampičky na čtení u postele - 200 lm

Lampičky na pracovní stůl - 300-500 lm

Bodová světla - 400 lm

Stropní svítidlo v obytných místnostech - 800 lm

Výpočet světelnosti podle velikosti místnosti

Výměra v m² x (krát) doporučená hodnota intenzity osvětlení v luxech (lx) = doporučené osvětlení v lumenech (lm)

m² x lx = lm

Doporučené hodnoty intenzity zjistíte v následujících tabulkách:

# Pro celkové osvětlení obytných místností

Místnost                                                                             Hodnota lx

Ložnice, obývací pokoj, dětský pokoj, WC                         100 lx

Kuchyně, koupelna, předsíň                                               100-150 lx

Chodba                                                                               75 lx

# Konkrétní činnosti

Účel                                                                          Typ svítidla                                            Hodnota lx

Stolování                                                                   Závěsné světlo nad jídelním stolem       200-300 lx

Čtení, běžné psaní, vaření, ruční práce                    Stojací lampy a bodová světla                300 lx

Čtení v ložnici                                                            Stolní lampy, nástěnná svítidla               150-200 lx

Jemné ruční práce (modelářství, šití apod.)              Stolní lampy                                            300-750 lx

Pokud byste tedy chtěli zjistit, jak silné má být světlo například v ložnici o rozměrech 3x4 metrů, bude vypadat výpočet následovně: 12 m² x 100 lx = 1200 lm.

# Jak přepočítat watty na lumeny 

Přecházíte z klasických žárovek, u kterých máte světelnost už ozkoušenou? Následující tabulka vám pomůže zorientovat se v tom, kolik zhruba lumenů odpovídá síle klasických žárovek.

Watty           Odhad lumenů

100W              1350lm

70W                900lm

60W                700lm

40W                400lm

25W                220lm

# Teplota světla podle umístění 

Tabulka teploty světla a jeho vhodného využití 

Veřejné osvětlení

V Česku je zařízení veřejného osvětlení podle zákona o pozemních komunikacích příslušenstvím pozemních komunikací. Kde je přesně určeno, jaké parametry musí mít osvětlení konkrétní části komunikace, případně přilehlých částí, pomocí norem. Jsou zde stanoveny limity pro osvětlení přechodu pro chodce (studené a výrazné osvětlení ohraničující okolí přechodu a přechod), nádraží (vysoké stojany a velký počet osvětlení v části nástupiště) atd. 

# Ukázka zákonu

Pokud jde o § 25 Veřejné osvětlení uvedené vyhlášky, pak: Dálnice a silnice se vždy osvětlují v zastavěném území obcí. Mimo toto území se osvětlují jen zvlášť určené úseky, jako např. na hraničních přechodech, v tunelech a na jejich přilehlých úsecích, výjimečně na křižovatkách, za podmínek obsažených v závazných ČSN 73 6102 a ČSN 73 7507. Osvětlení lze zřídit i v oblastech, kde to zdůvodňuje intenzita dopravy, případně četnost chodců a cyklistů. Podrobnosti obsahují doporučené české technické normy uvedené v příloze č. 1 pod č. 33, 34, 35, 49 a 51. Normy uvedené v příloze č. 1 vyhlášky č. 104/1997 Sb. (ČSN 360400 Veřejné osvětlení, ČSN 360410 Osvětlení místních komunikací, ČSN 360411 Osvětlení silnic a dálnic) byly nahrazeny řadou ČSN (EN) 13201 Osvětlení pozemních komunikací. Ve smyslu tohoto zákona (§ 25 vyhl. č. 104/1997 Sb.) odvolávka na ČSN EN stanovuje jejich závaznost.

# Př. ideálního osvětlení v parku

Sloup veřejného osvětlení by měl být umístěn co nejblíže pěší cestě a měřit kolem 3-4 metrů. Jen ze správné výšky totiž může svítidlo osvětlit požadovanou oblast dostatečně intenzivně a zároveň bez vzniku tmavých míst mezi jednotlivými sloupy.

V ideálním případě by měly být městské parky nasvíceny světlem s teplotou barvy v rozmezí 3 600 – 3 700 Kelvinů. Studenému bílému světlu je totiž lepší se ve večerních hodinách vyhýbat, protože působí povzbudivě a mohlo by vést k problémům s usínáním.

Příklad špatného osvětlení (přílišně velká intenzita světla, osvětlení mimo požadovaný prostor, špatná barva světla) 

Příklad správného osvětlení (světlo osvětluje jen přesně stanovenou část přechodu, správné spektrum na všech lampách, správné zamření světelného toku na požadovanou plochu)

# Modré světlo a spánek

Modré světelné spektrum je ve velké míře přirozeně obsaženo ve slunečním světle a má tak bezprostřední dopad na náš biorytmus. Jmenovitě pak stojí za úbytkem tvorby melatoninu, který je tvořen výhradně za tmy a reguluje usínání a jednotlivé fáze spánku. Tím dochází nejen k oddálení usnutí, ale také snížení celkové kvality spánku.

# Vliv umělého osvětlení na výkonnost člověka 

V pražském gymnáziu bylo v učebně nainstalované experimentální osvětlení, které nejvíce napodobuje přirozené světlo, které běžně vyzařuje slunce. Výsledkem tohoto výzkumu bylo, že při vhodném využití takového osvětlení se zvyšuje aktivita, lepší schopnost zapamatovat si, vyvolávat z paměti, zkrácený reakční čas. Pokud by byl výsledek vyjádřený procentuálně, tak došlo ke zlepšení prospěchu až od 20%. 

Sítě

Referenční model ISO/ OSI

Jedná se o doporučený model definovaný organizací ISO v roce 1983, který rozděluje vzájemnou komunikaci mezi počítači do sedmi souvisejících vrstev. Úkolem každé vrstvy je poskytovat služby následující vyšší vrstvě a nezatěžovat vyšší vrstvu detaily o tom jak je služba ve skutečnosti realizována. Než se data přesunou z jedné vrstvy do druhé, rozdělí se do paketů. V každé vrstvě se pak k paketu přidávají další doplňkové informace (formátování, adresa), které jsou nezbytné pro úspěšný přenos po síti. Uvedený model obsahuje následující vrstvy (každá vyšší vrstva využívá funkce vrstvy nižší.) Na popisu jednotlivých vrstev jsou uvedené protokoly jako příklad, protože model ISO/OSI nedefinuje žádný protokol a je pouze normou, která říká jaká činnost se na jednotlivých vrstvách provádí.

Obrázek modelu ISO/OSI a TCP/IP

• Fyzická vrstva- slouží k určení přesné komunikace pomocí jedniček a nul. Určuje elektrické a fyzikální vlastnosti přenosu dat. Fyzické spojení je realizované pomocí metalických a optických kabelů nebo bezdrátovou technologií. Zařízení, které na této vrstvě pracují jsou: hub, repeater a síťový adaptér. Jednotkou používanou k přenosu je bit.
• Spojová vrstva- slouží k uspořádání, opravě a nastavení parametrů přenášených dat, před/po fyzické vrstvě. Uspořádávaná data se na této vrstvě nazývají rámce. Na této vrstvě fungují zařízení jako switch, bridge a AP
• Síťová vrstva- stará se o směrování dat v síti. Propojuje dvě zařízení, které jsou v různých sítí. Tato vrstva není nutná v lokální síti, pokud se nepoužívá směrování v síti. Obsahuje funkce, které slouží k propojení různých technologiích přenosu dat. Na této vrstvě se data skládají do paketů. Protokolem je zde IP (internetový protokol). Zařízení na této vrstvě je router.
• Transportní vrstva- Účelem této vrstvy je definovat kvalitu přenosu dat, podle požadavků následujících vrstev. Na této vrstvě pracují dva protokoly TCP a UDP. Protokol TCP zaručuje doručení dat, používá se všude tam, kde je nutné dostat data kompletní (soubory, e-mail, webové stránky). Jednotkou informace je TCP segment. Protokol UDP nezaručuje kompletní data, využívá se u aplikací, kde je potřeba stálost připojení bez zpoždění. Využívá se například při přenosu obrazu pří videohovoru, online hrách a pro internetová rádi.. Jednotkou informace je UDP datagram.
• Relační vrstva- Udržuje a navazuje spojení a řídí výměnu dat. K paketům na této vrstvě se přiřazují synchronizační značky, které slouží ke správnému uspořádání dat, v případě chyby při přenosu dat.
• Prezentační vrstva- Specifikuje způsob, jakým jsou data formátována, prezentována, transformována a kódována. Řeší například háčky a čárky, kompresi a dekompresi, šifrování dat.
• Aplikační vrstva- Definuje způsob, jakým komunikují se sítí aplikace, například databázové systémy a elektronická pošta. Používá služby nižších vrstev a díky tomu je izolována od problémů síťových technických prostředků. Do této vrstvy patří protokoly (HTTP, FTP, POP3, DNS, DHCP)

Protokolový model TCP/IP

Vzhledem ke složitosti problémů je síťová komunikace rozdělena do tzv. vrstev, které znázorňují hierarchii činností. Výměna informací mezi vrstvami je přesně definována. Každá vrstva využívá služeb vrstvy nižší a poskytuje své služby vrstvě vyšší. Komunikace mezi stejnými vrstvami dvou různých systémů je řízena komunikačním protokolem za použití spojení vytvořeného sousední nižší vrstvou. Oproti modelu ISO/OSI má TCP/IP 4 vrstvy. 

• Aplikační- Jedná se o vrstvu, ve které jsou protokoly, které slouží k přenosu konkrétních dat a zajišťují zobrazení dat uživateli spolu s kódováním. Jsou zde protokoly jako HTTP, POP3, SMTP.
• Transportní- Zajišťuje komunikaci vzdálených zařízení napříč sítí a spolehlivý/nespolehlivý přenos dat. Jsou zde protokoly: TCP, který zaručuje doručení dat a UDP, který nezaručuje doručení dat, více u „transportní vrstva ISO/OSI“. Je implementovaná v koncových zařízení.
• Internetová- Zajišťuje nejlepší cestu dat k cíli. Především zajišťuje síťovou adresaci a směrování. Je součástí každého aktivního prvku v síti. Protokolem na této vrstvě je například IP.
• Vrstva síťového rozhraní- Zajišťuje přístup dat na síť, kontroluje zařízení a síťová média na síti. Je specifická pro každou síť v závislosti na její implementaci. Příkladem sítě je Ethernet

Jak vypadá cesta dat

Rozdíl mezi TCP/IP a ISO/OSI je, že model ISO/OSI je pouze filosofie, jak bude probíhat komunikace, proto je mnohem  a má více vrstev, můžeme si tak na tomto modelu vytvořit vlastní protokoly, které budou použité například v Transportní vrstvě. Zatím co model TCP/IP je přesně definovaný a staví se na modelu ISO/OSI. Na transportní vrstvě má přesně definované protokoly (TCP, UDP). Určitost protokolů neplatí na vrstvě aplikační, tam si mohu u modelu TCP/IP definovat vlastní "nový" protokol. 

K čemu můžu referenční model ISO/OSI použít?  

I když nevědomky, tak často se v životě v IT řídíme právě normou ISO/OSI. Jistě znáte tu chvíli kdy přestane fungovat na počítači internet a tak začnete hledat kde je problém. Začínáme Nejčastěji kontrolou ...

Technologie přenosu dat

# Kabeláž obecné dělení kabelů

datové (sdělovací) / napájecí (silové) silnoproudé / slaboproudé stíněné / nestíněné optické / metalické 

Použití různých typů síťových kabelů, jako například kroucené dvoulinky, optického kabelu, nebo koaxiálního kabelu záleží na síťové topologii, protokolu i délce.

Kroucená dvojlinka TP

Důvodem kroucení vodičů je zlepšení elektrických vlastností kabelu. Minimalizují se takzvané přeslechy mezi páry a snižuje se interakce mezi dvojlinkou a jejím okolím, tj. je omezeno vyzařování elektromagnetického záření do okolí i jeho příjem z okolí.

Zapojení kroucené dvojlinky

Pokud kupujeme kroucenou dvojlinku koukáme na několik parametrů. Těmi jsou úroveň stíněnía kategorie.

# Stínění

Kategorie

Optický kabel

Optická vlákna jsou široce využívána v komunikacích, kde umožňují přenos na delší vzdálenosti a při vyšších přenosových rychlostech dat než jiné formy komunikace. Vlákna se používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou a zároveň jsou vlákna imunní vůči elektromagnetickému rušení. Optická vlákna mohou být skleněná, ale také plastová.

Mnohavidové optické vlákno

Vícevidové optické vlákno (anglicky multimode) je druh optického vlákna, který je nejčastěji používán pro komunikaci na krátké vzdálenosti, jako například uvnitř budovy nebo areálu. Rychlost přenosu u vícevidových linek se pohybuje okolo 10 Mbit/s až 10 Gbit/s na vzdálenosti do 600 metrů, což je dnes více než dostačující pro většinu prostor.

Jednovidové optické vlákno

Jednovidové optické vlákno (anglicky single mode) je druh optického vlákna, který je používán pro přenos dat na větší vzdálenosti (mezi městy, státy, kontinenty). Obecně našla optická vlákna uplatnění v telekomunikacích a pro vysokorychlostní přenosy v Internetu. Na kratší vzdálenosti se používají levnější vícevidová nebo gradientní optická vlákna.

Bezdrátové sítě

Pro bezdrátovou komunikaci v chytrých domech, nebo městech se používají běžné technologie jako je WiFi, Bluetooth a mobilní sítě nebo technologie přímo vyvíjené pro toto nasazení a to LoRa, Sigfox a ZigBee. 

• WiFi - jedna z nejrozšířenějších bezdrátových technologií v domácnosti, její zásadní výhodou v chytrých domácnostech je její rozšíření a vysoká přenosová rychlost (v řádech stovek Mbps). Na venkovní využití není ideální, protože má malou přenosovou vzdálenost  (2.4 Ghz, standard 802.11 n, v ideálních venkovních podmínkách až 300m)
• Bluetooth - další zástupce běžně známých bezdrátových technologií. V IoT slouží například k párování zařízení, nebo jejich ovládání. Jeho výhodou je, že nepotřebujeme více zařízení pro párování, vše probíhá mezi jednotlivými zařízeními. Nenabízí takovou přenosovou rychlost jako WiFi (je v jednotkách Mbps) a ani vzdálenost není nikterak ohromující (okolo 10 metrů)
• LoRa - je technologie vhodná pro využití v chytrých městech. Pokrytí v ČR je přes 70% a ve větších městech je prakticky 100%, což nabízí veliké možnosti. Je vhodná při odesílání dat v minutových a delších intervalech v obou směrech. Je určená pro přenášení malého množství dat, protože má velmi malou přenosovou rychlost (desítky Kbps). Její výhodou o proti SigFox je její otevřenost, kdy vlastní LoRa síť může postavit každý.
• SigFox - je mezinárodní síť pro IoT spravovaná stejnojmennou firmou SigFox. Její pokrytí po ČR je okolo 90%. SigFox patří k technologiím z opravdu velkým dosahem. Zařízení mezi sebou komunikují na vzdálenost až 50 km. Stejně jako LoRa technologie se SigFox může pochlubit nízkou energetickou náročností na přenos dat. Baterie v zařízeních vydrží v některých případech i 10 let. Využívá se pro dálkové odečítání vodoměrů, plynoměrů a elektřiny. Jedná se o uzavřenou technologii a vytváření takové sítě na jejím správci.
• ZigBee - je bezdrátová komunikační technologie určená pro vytvoření takzvaných osobních sítí (Personal Area Networks – PAN). Je vhodná na spojení zařízení na vzdálenosti cca do 75 metrů. Využívá se třeba pro bezdrátové termostaty, chytré osvětlení, sledování spotřeby energií nebo zabezpečovací systémy ve velkých průmyslových objektech, ale i v domácnostech. Spotřebovává minimum energie a oproti Bluetooth je Zigbee pomalejší.

Kybernetická bezpečnost

Typy KB útoků 

Malware: Škodlivý software, nebo též malware se objevuje v mnoha formách. Mezi ty nejznámější patří trojské koně, viry, různí červi, ransomware nebo spyware. 

Phishing : Pachatel se snaží získat neoprávněný přístup k peněžnímu účtu/platební kartě a následně z těchto zdrojů odčerpat dostupné finance.  

Pharming : Cílem je přesměrovat oběť na škodlivou webovou stránku, která vypadá jako originál (legitimní obsah). Jedná se „vylepšený“ phishing, kdy se klientovi například místo internetového bankovnictví České spořitelny otevře stránka s obdobnou adresou a téměř totožným obsahem. Klient bez povšimnutí zadá údaje a útočník má, co potřeboval. 

Spamming: Jedná se o zasílání nevyžádané elektronické pošty, zpravidla s reklamním obsahem. 

SQL Injection a Cross-site scripting (XSS): Útočník podstrčí uživateli nebezpečný script. 

DDoS: Cílem je udělat určité zdroje nedostupné oprávněným uživatelům. 

Man-in-the-Middle (MIMT): Situace, kdy útočník zachytí komunikaci mezi dvěma stranami, aby ji tajně odposlouchával nebo i upravoval. 

Hijacking: Útočník ukořistí tzv. Session ID (zkráceně SID). SID je náhodně vygenerovaný token, pomocí kterého se útočník může vydávat za uživatele (neboli nás). 

Obecné dělení je možné také na: 

Pasivní (jen odposlouchávající) - například skenování portů, keylogger či zadní vrátka 

Aktivní (měnící svůj cíl) - například denial of service, man in the middle, využitím přetečení bufferu či přetečení zásobníku 

Nebo také na: 

Vnitřní útok - autorizovaná osoba systém nepoužívá správně (například když zaměstnanec i nevědomky spustí malware) 

Vnější útok - útok zvenčí systému (sítě), který způsobují amatérští hackeři, teroristé (kyberterorismus), vlády (Vault 7) 

Druhy virů 

Boot viry:

napadají systémové oblasti disku. I přesto, že je jich méně než souborových virů, vyskytují se častěji. Šíří se následujícím způsobem: když restartujete počítač, který má povoleno zavádění systému z disketové mechaniky a v mechanice je disketa s boot virem, vir se spustí a napadne systémové oblasti pevného disku. Při dalším spuštění počítače se boot vir inicializuje z pevného disku a napadá diskety, které uživatel použije. 

Souborové viry: 

napadají pouze soubory, které obsahují prováděný kód - programy. V napadeném programu přepíší část kódu svým vlastním, nebo vlastní kód k programu připojí a tím změní jeho velikost a chování. 

Multipartitní viry: 

napadají soubory i systémové oblasti disku. S výhodou kombinují možnosti boot virů i souborových virů. 

Makroviry: 

napadají datové soubory- dokumenty vytvořené v některých kancelářských aplikacích. Využívají toho, že tyto soubory neobsahují pouze data, ale i makra, která viry využívají ke svému šíření. Jsou napadány především dokumenty aplikací MS Office, výjimečně byly zaznamenány i případy dokumentů jiných aplikací.  

Makroviry jsou v současné době nejčastěji se vyskytující druh viru. Jsou také největší hrozbou do budoucna. Opatrný uživatel sice může omezit množství spustitelných souborů, které si kopíruje na počítač, ale výměně elektronických dokumentů se nevyhne. 

V závislosti na některých dalších vlastnostech virů mluvíme o těchto typech virů: 

Stealth viry 

jsou viry, které se chrání před detekcí antivirovým programem použitím tzv. stealth technik: pokud je takový virus v paměti, pokouší se přebrat kontrolu nad některými funkcemi operačního systému a při pokusu o čtení infikovaných objektů vrací hodnoty odpovídající původnímu stavu. 

Polymorfní viry: 

pokouší se znesnadnit svou detekci tím, že mění vlastní kód. V napadeném souboru není možné najít typické sekvence stejného kódu. 

Rezidentní viry: 

zůstávají po svém spuštění přítomny v paměti. 

Způsoby využití virů a možná ochrana 

Viry jsou využívány ke spoustě činností a praktik. Mezi ty hlavní patří snaha poškodit uživatele klidně i úplným formátováním disku a zničením osobních dat. V odlišném případě dojde k odcizení vašich dat s následovným vydíráním, kdy pokud nezašlete peníze na uvedený účet, dojde ke smazání dat. Některé viry vám budou jen ukazovat reklamy a lákat vás ke koupi zboží. Jiné z vašeho počítače udělají „nefunkční krabici“. 

Nejjednodušším řešením je zabránit úpravám souborů, tedy napadení / napíchnutí počítačového souboru. Pokud počítačové viry nebudou mít možnost infikovat / napadnout legální (korektní) soubory operačního systému nebo jiné aplikace (Office, prohlížeč, audio/ video přehrávač, atd.), tak naprostá většina počítačových virů nebude moci existovat. 

Softwarová ochrana 

Softwarová ochrana je realizována antivirovými programy .V základu se dají antiviry rozdělit do dvou kategorií, na základě toho, jakým způsobem škodlivý SW detekují.

1) antiviry skenují data uložená v paměti a hledají určité části dat (sekvence), které se shodují s částmi již známých virů, které má antivir ve své databázi. Jedná se o jednoduchý způsob ochrany, který chrání proti známým virům.

2) antiviry sledují chování programů a vyhodnocují její chování. Pokud program vykazuje zvláštní chování je označen jako škodlivý. Tento způsob detekce vyžaduje sledování portů, procesů programu a jejich dat. Tento způsob může detekovat i viry, které jsou nové a tedy neznáme.

Hardwarová ochrana 

Kromě softwarové ochrany před viry existuje i možnost hardwarové ochrany. Ta je realizována pomocí rozšiřující karty, nebo čipu.

Příkladem takového zabezpečení je například řešení na zařízeních značky BlackBerry, které bylo nucené použít ve svých mobilních telefonech OS Android, který bohužel nesplňoval požadavky na zabezpečení, které by přijalo jako dostačující. Uvnitř telefonuje je několik čipů, které od výroby nesou jedinečný kryptovací klíč. Během spouštění telefonu, dochází ke kontroly integrity nejen HW komponent, ale i systémových aplikací, za pomocí těchto čipů. Tato kontrola probíhá i v případě použití některých aplikací, aby nedošlo k zneužití dat uživatele.

Social engineering 

Cílem je vytvořit v člověku dojem, že situace je jiná, než ve skutečnosti opravdu je (člověk nepozná, že mu např. mailuje podvodník, a ne skutečná osoba).  

Protože už existuje na počítačích řada zabezpečení, nastává úkol pro tvůrce virů přijít na to, jak přimět uživatele, aby přestal být opatrný, a to je úloha sociálního inženýrství. 

Sociální inženýrství působí na uživatele nejrůznějšími metodami – např. poukazem na peněžní částku neexistující objednávky, přesvědčováním uživatele, že pro správný chod programu je nutno vypnout antivirové testování nebo zasíláním zdánlivě důvěryhodných automatických odpovědí na e-maily apod. 

Zákon a kybernetická bezpečnost

Zavedení pojmu kybernetické bezpečnosti velmi dobře demonstruje samotný charakter práva jako normativního systému. V právu si tedy mimo jiné můžeme dovolit i konstrukci zcela nového fenoménu, který v reálném světě nemá obdobu – a to byl právě případ kybernetické bezpečnosti.

Počítačová bezpečnost nebo síťová bezpečnost představují dnes již tradiční obory aplikované kybernetiky. Kryptografie, která s těmito víceméně moderními disciplínami sdílí základní ideu, tj. ochranu dat.

Byť to může znít paradoxně, nepředstavuje hlavní problém regulatorního fenoménu kybernetické bezpečnosti skutečnost, že nic takového jako kybernetická bezpečnost vlastně reálně neexistuje. Daleko větším problémem je, že nevíme, co chápat pod pojmem „bezpečnost“.

Problém metaforičnosti pojmu bezpečnosti se vcelku výrazně projevuje například v ústavním právu. Zabýváme se otázkou, zda je příkladně vhodné v zájmu bezpečnosti zasahovat do lidské svobody, soukromí nebo vlastnictví. Posouzení je nadmíru složité či dokonce nemožné za situace, kdy není jasné, jaké konkrétní bezpečnostní výhody nám z příslušného omezení jiného práva vyplynou.

Do Základní listiny práv a svobod (součást ústavního pořádku ČR) je právě IT zakomponovány. Hezkým příkladem je Listovní tajemství, která nám dává právo na soukromí našich odesílaných dat. Porušením Listovního tajemství je definováno takto: 

Pojmová neurčitost bezpečnosti se vedle ústavního práva projevuje třeba i v relativně nové oblasti mezinárodních vztahů označované jako kyberdiplomacie. Pokud totiž má být kybernetická bezpečnost předmětem mezinárodní spolupráce, je třeba příslušné nástroje stavět na stejné teleologii. Můžeme se tedy potýkat se skutečností, že různé národy si pod pojmem bezpečnosti mohou představovat něco úplně jiného.

Regulatorní fenomén kybernetické bezpečnosti lze řešit prakticky dvěma základními způsoby. První možností je taková kombinace technických a organizačních opatření, která ve výsledku zajistí identifikaci subjektu, který způsobil kybernetický bezpečnostní incident.

Základem právní úpravy české kybernetické bezpečnosti je zákon č. 181/2014 Sb.,(není potřeba si pamatovat toto číslo) který je proveden vyhláškami Národního bezpečnostního úřadu, resp. Národního úřadu pro kybernetickou a informační bezpečnost a Ministerstva vnitra. Do českého zákona č. 181/2014 Sb. je provedena i harmonizace prozatím jediného specializovaného sekundárního předpisu EU, kterým je směrnice (EU) č. 2016/1148

Licence a GDPR

Softwarové licence

Jedná se o oprávnění využívat určitý softwarový produkt. Pojednává se v nich, jakým způsobem bude SW distribuován. Jestli bude nabízen zdarma nebo za úplatu, na jak dlouho nebo pro koho. Licenci uvádí autor nebo distributor SW. Softwarovým produktem nemusí být jen aplikace, ale i například dokumentace, příslušenství (rozšiřující balíčky), nebo data. 

V České republice se jedná o autorský zákon číslo 121/2000 Sb. Mnoho SW je však ve vlastnictví nadnárodních společností, ale i ty musí splňovat tento zákon.

Pokud kupujete nějaký software, ve skutečnosti nekupujete software samotný (přestože se to tak zjednodušeně říká), ale ve skutečnosti získáváte licenci, tedy právo software používat. Program samotný, jeho zdrojový kód, tedy duševní obsah zůstává majetkem autora (výrobce). Toto vaše právo software používat je stvrzeno licenční smlouvou nebo ujednáním, které buď fyzicky podepíšete nebo potvrdíte, že s ním souhlasíte (například zaškrtnutím licenčních podmínek tzv. EULA nebo všeobecných obchodních podmínek. Jinými slovy podstatné není CDčko, na kterém je například software nahraný, ale právě licence - tedy nehmotný majetek, duševní vlastnictví autora.

Součástí licenční smlouvy je mnoho parametrů, které si vlastník může vydefinovat. Může být právo užití omezeno na určitý region či stát, na určité typy zařízení (např. pouze pro telefon) a může být omezeno časově.

V základu máme 3 kategorie dělení licencí. To je svobodná licence, komerční licence a proprietární licence.

# Svobodné licence

• BSD licence - Jedná se o licenci vyvinutou univerzitou University of California Berkeley. Je to licence pro svobodný software, mezi kterými je jednou z nejsvobodnějších. Umožňuje volné šíření licencovaného obsahu, přičemž vyžaduje pouze uvedení autora a informace o licenci, spolu s upozorněním na zřeknutí se odpovědnosti za dílo. Sloužila pro
• GNU/GPL - je nejpopulárnějším a dobře známým příkladem silně copyleftové licence, která vyžaduje, aby byla odvozená díla dostupná pod toutéž licencí. V základu říká, že musí být šířen nejen spustitelná část SW, ale i zdrojový kód, aby bylo možné ho dále editovat a prohlížet.  

# Komerční licence

Je definovaná autorem nebo distributorem. To jsou ty licenční podmínky, které zaškrtáváme ve chvíli kdy instalujeme / kupujeme / používáme / registrujeme SW. Většina uživatelů tyto podmínky nečte z důvodu jejich obsáhlosti a složitosti textu. V základu jsou zde definované práva a omezení uživatele a povinnosti poskytovatele. Licenci se říká ELUA (End-User-License-Agreement)

# Proprietární licence

Je označení pro vše ostatní kromě svobodného SW. Patří sem tedy komerční SW, u kterého nešíříme zdrojový kód, ale i některé další typy SW, který je vypsaný v listu níže. A i u typů SW níže to však není vždy platné, protože některé typy Freewaru mohou být šířené pod svobodnou licencí atp. 

# Typy softwaru

• OEM software - je software, který je nabízený pouze současně s hardware a máte právo ho užívat pouze na tomto hardware
• Freeware - je software který máte právo užívat zdarma
• Adware - je software, který máte právo užívat, pokud si necháte naistalovat také jiný software, který je k němu přidaný
• Shareware - je software, kde je právo, respektive funkcionalita produktu nějak omezena 
• Trial - je období, kdy máte právo používat program k vyzkoušení (nejčastěji neomezenou funkcionalitu software) program má časově omezenou licenci
• Demo - je nějak omezená omezená verze software, podobné trialu, shareware
• Public domain - je právo volně upravovat a šířit takto označený software, protože se jeho tvůrci dobrovolně vzdali svých autorských práv

Výhradní licence a nevýhradní licence

Licence může být poskytnuta jako licence výhradní nebo licence nevýhradní. Nevyplývá-li ze smlouvy jinak, má se za to, že jde o licenci nevýhradní. V případě výhradní licence autor nesmí poskytnout licenci třetí osobě a je obvykle povinen se i sám zdržet výkonu práva užít dílo způsobem, ke kterému licenci udělil. V případě nevýhradní licence je autor i nadále oprávněn k výkonu práva užít dílo způsobem, ke kterému licenci udělil, i k poskytnutí licence třetím osobám. Pokud byla dříve než výhradní licence sjednána licence nevýhradní s jiným nabyvatelem, zůstává v platnosti, pokud se strany nedohodnou jinak. Smlouva, kterou autor poskytne třetí osobě licenci v době, kdy trvá výhradní licence, je neplatná, pokud nabyvatel výhradní licence k uzavření takové smlouvy neudělí písemný souhlas.

GDPR

Před příchodem GDPR (General Data Protection Regulation) jsme v ČR osobní údaje v zákoně chránili pomocí Zákona o ochraně osobních údajů. Ten byl však v roce 2019 zrušen a byl nahrazen Zákonem o zpracování osobních údajů, který provádí nařízení EU známé jako "nařízení GDPR". Co se týče Zákonu o ochraně osobních údajů ten většinu z obsahu nařízení GDPR obsahoval, ale většina společností podmínky nesplňovaly.  V čem je tedy změna? Především v přesnějších definicích, které pracují s novými technologiemi a je mnohem konkrétnější. Dále jsou zde upraveny práva úřadu pro ochranu osobních údajů. Toto nařízení hlavně dává větší práva nám, jako poskytovatelům svých osobních údajů. Od platnosti nařízení máme právo subjekt, který zpracovává naše osobní údaje, požádat o odstranění našich údajů a správce osobních údajů musí neprodleně údaje odstranit.  

Příklad změny v definici co je osobní údaj

Nejčastější chyby, které dělají subjekty zpracovávající osobní údaje 

Na těchto chybách si ukážeme některé povinnosti, které jsou obsahem nařízení o ochraně osobních údajů. Nejčastější chyby jsou způsobeny neznalostí tohoto nařízení. S tím nám mohou pomoct externí firmy, které mají dostatečnou znalost tohoto nařízení.

Pokud si najímáme externí společnost, která nám pomůže se zpracováním osobních údajů, je na místě, aby taková společnost byla zodpovědná za její nedodržení a zaplatila za naší společnost pokutu. Pokuty jsou v řádech statisíců korun až do deseti miliónů. 

• Porušení zásad minimalizace při zpracování osobních údajů – správce osobních údajů zpracovává nepřesné a nadbytečné osobní údaje, navíc v řadě případů i bez právního titulu (např. informace o tom, že zaměstnanec je voják, údaje manželky, přestože se nejedná o vyživovanou osobu, údaje kontaktní osoby bývalého zaměstnance apod.). Rozsah zpracovávaných osobních údajů musí být přiměřený, relevantní a omezený ve vztahu k účelům, pro které jsou zpracovávány.
• Neplnění informační povinnosti – správce osobních údajů dostatečně neplní informační povinnost poskytnout subjektu údajů požadovanou informaci o jeho osobě.
• Předvyplněné souhlasy o zpracování osobních údajů - některé webové stránky, které vyžadují souhlas o zpracování osobních údajů, často automaticky vyplňují souhlas,  což je v rozporu s nařízením.  
• Neexistence skartačních lhůt / špatně stanovené skartační lhůty – organizace nemá pro jednotlivé činnosti stanoveny správné skartační lhůty s ohledem na účel, pro který osobní údaje zpracovává (např. zpracování osobního údaje v souladu s právním předpisem, zpracování osobního údaje po dobu trvání smlouvy atd.).
• Neoprávněné zasílání nabídky zboží / služeb – společnost zasílá nabídky zboží / služeb na adresy databází získaných za jiným účelem (tedy na základě právního důvodu, který není využitelný pro tento účel); na adresy získané z databáze jiných subjektů, které společnost pro tento účel kupuje, respektive si pronajímá (adresná kampaň); či roznáší a vkládá nabídky zboží / služeb do poštovních schránek (neadresná kampaň)
• Neexistence záznamů o činnostech zpracování - Článek 30 GDPR stanoví správci povinnost vést tzv. záznamy o činnostech zpracování. Tato povinnost se v souladu s článkem 30/5 GDPR nepoužije na podnik, který zaměstnává méně než 250 zaměstnanců, ledaže zpracování, které provádí, pravděpodobně představuje riziko pro práva a svobody subjektů údajů, zpracování není příležitostné, nebo zahrnuje zpracování citlivých údajů.

Maturitní okruhy

Maturitní okruhy 2022/2023

Informační technologie v praxi 

• Grafická karta, základní deska, operační paměti
• Parametry
• Typy
• Funkčnost v sestavě

 

• Procesor, základní deska, paměťová média
• Parametry
• Typy
• Funkčnost v sestavě

 

• Rozšiřující karty, počítačová skříň, zdroj, chlazení
• Parametry
• Typy
• Funkčnost v sestavě

 

• Zobrazovací zařízení, myš, klávesnice, zvuk
• Parametry
• Typy
• Princip funkčnosti
• A/D převod

 

• Databáze 1 – 5 minut
• Vytvoření databáze v SQL
• Popis databáze
• Základní paradigmata
• MySQL

 

• Databáze 2 – 5 minut
• Vytvoření databáze v Microsoft Access
• Popis databáze
• Základní paradigmata
• MySQL

 

• Vývojové platform – 15 minut  
• Vytvoření jednoduchého Arduino obvodu  
• Popis obvodu
• Digitální, analogový přenos dat
• Další vývojové platformy

 

• Počítačové sítě
• Síťový HW
• Typy komunikací
• A/D převod

 

• Linux
• Instalace Linuxu na VS
• Základní využití příkazového řádku

 

• Vizualizace
• Vymodelování modelu
• Princip modelování
• Převedení modelu na formát vhodný pro 3D tisk

 

• 3D tisk
• Základní modelování
• Nastavení 3D tisku
• Princip 3D tisku

 

• Případová studie – Výběr komponent PC – 15 minut
• Výběr komponent dle zadání

 

• Případová studie – Výběr periferií k PC – 15 minut
• Výběr periferií dle zadání

 

• Případová studie – Nastavení routeru a síťové komunikace – 15 minut

 

• Právo GDPR, autorská práva
• Rozdělení licencí, licence
• Zákon o GDPR, použití

 

• Základy OS
• Operační systémy
• Rozdíly operačních systémů
• Klady a zápory
• Příkazy v příkazové řádce

 

• Programovací jazyky, ukázka programování
• C#
• Typy programovacích jazyků
• Vývoj programovacích jazyků  
• Ukázka programování
• Programovací jazyky, ukázka programování
• C#
• Programovací paradigmata  
• Způsoby vývoje programu  
• Ukázka programování
• Problematika chytrých domů
• Popis chytrého domu a jednotlivá zařízení
• Centralizované a decentralizované řešení
• Parametry vnitřního prostředí (např. světlo a regulace osvětlení)
• Využití dat
• Příklady z praxe 

 

• Kybernetická bezpečnost
• Typy virů
• Prevence
• Social engineering
• Zabezpečení 

Cvičná zadání

Cvičná zadání k praktickým otázkám

Cvičná zadání k maturitní zkoušce, která jsou obdobná maturitním zadáním. 

Programování

1) Načtěte od uživatele 4 desetinná čísla a na výstupu konzole bude vypsán aritmetický průměr těchto 4 hodnot a poté jejich součin, pro tyto operace si vyberte dva různé cykly.

2) Napište program, který bude simulovat výrobní linku počítače.

Pro výrobu počítače je potřeba hlídat stav skladu, ze kterého se berou díly.

Pro sestavení jednoho PC je potřeba:

1x case, 1x základní deska s procesorem, 2x RAM, 3x chladič.

Je potřeba čekat na výrobní linku která:

za jeden výrobní cyklus se vyrobí 1x case 0.5x základní desky s procesorem, 0.7x RAM a 4x chladičů.

Po naskladnění dostatku dílů program vypíše, kolik bylo potřeba výrobních cyklů, na sestavení jedné PC stanice.

3) Napište program, který umožní uživateli opakovaně zadat celé číslo N. Program následně vypíše všechna čísla v intervalu 0 – N*20, která jsou zároveň násobky čísla N.

INPUT: 10

Interval: 0-200

OUTPUT: 10-20-.....190-200

3D tisk

zde je výkres, ze kterého vymodelujte 3D model

Model, převedete do formátu STL, který importujete do aplikace PrusaSlicer. 

V aplikaci PrusaSlicer vyberte plochu, která je ideální pro tisknutí podle základních dvou pravidel (co největší dotyková plocha s podložkou a minimum přemostění, které vyžaduje podpěry). Jako materiál zvolte materiál, který je vhodný pro mechanické součásti. Podle potřeby vyberte možnost límce, které je vhodná v případě tisknutí malého a vysokého modelu. Výšku tisknuté vrstvy nastavte na 0.15mm. Zkuste porovnat s nejvyšší možnou hodnotou a nejnižší a vyvoďte důsledky. V případě možných přemostění vyberte možnost podpěry. Výplň nastavte na 20%.

V rámci této otázky, je nutné znát základní typy materiálu a princip fungování 3D tiskáren (vše na skriptech) , ovládání aplikace Cinema 4D nebo Inventor a PrusaSicer (základní možnosti nastavení tisku a práce s modelem uvnitř aplikace)  

Případové studie 

Vytvořte případovou studii na téma výběru počítačových komponent pro vaší vysněnou sestavu. Na začátku celé studie je potřeba vytyčit si cíle, které má stanice zvládat a její limity. Cílem může být konkrétní výkon/ spotřeba, či účel a limitem může být cen / rozměr / spotřeba. V případové studii je vždy potřeba svůj výběr obhájit, může to být formou přečtené recenze nebo vaším porovnáním s ostatními možnostmi, které jsou na trhu. Závěrem může být jestli jste splnili stanovené cíle a limity, případně znovu zdůvodnit jejich nedodržení např. (stanice je dražší o 500 kč, ale má po stránce grafického výkonu mnohem lepší výkon, což bylo prioritou stanovenou v cílech). Můžete do výběru zároveň zařadit i přípojná zařízení, které Vám pomohou s lepší orientací u maturitní otázky číslo 3)

Databáze 

Navrhněte databázi, která bude obsahovat tři tabulky. (návrh v programech: access)

V jedné tabulce budou zapsání zaměstnanci školy (jméno, přijmení, datum narození a bydliště)

V druhé tabulce budou zapsány místnosti a zaměstanci, kteří mají od místnosti klíče

Ve třetí bude seznam předmětů a jejich vyučujících a místností ve které jsou dané předměty vyučovány.

Operační systémy

Vytvořte tři uživatele a dvě skupiny např. (user1, user2, user_admin) a (user, admin)

Dva uživatele přidejte do skupiny user a jednoho do skupiny admin

Jeden uživatel bude mít vytvořenou novou vlastní složku

Ve složce se bude nacházet námi vytvořený textový soubor

U nově vytvořeného souboru nastavte práva na: vlastník všechna práva, skupina právo ke čtení a spuštění a ostatní budou mít právo pouze ke čtení.