sobota 24. mája 2014

Algoritmická konštrukcia vetvenie

●      popíšte algoritmickú konštrukciu vetvenie
●      charakterizujte úplné a neúplné vetvenie
●      nakreslite vývojové diagramy jednotlivých typov vetvení
●      charakterizujte logický údajový typ, operácie, funkcie
●      charakterizujte pozičné a nepozičné číselné sústavy
●      vytvorte program podľa zadania (porovnanie 3 prirodzených čísel)



Algoritmická konštrucia - ak je úloha algoritmicky riešiteľná , jej algoritmus možno vytvoriť kombináciou algoritmických konštrukcií. Algoritmické konštrukcie sú - sekvencia, vetvenie a cyklus.

  • lineárna jednoduchá štruktúra (sekvenčná) - algoritmus prebieha lineárne bez opakovania a obsahuje v podstate vstupné, výpočtové a výstupné operácie. Sekvenciou rozumieme postupnosť príkazov, ktorá sa vykonáva v takom poradí, v akom sú jednotlivé časti zapísané. 
  • lineárna rozvinutá štruktúra (rozhodovacia) - algoritmus opäť prebieha lineárne bez opakovania, obsahuje však naviac operáciu výberu, keď určité operácie sa prevedú len za splnenia určitých podmienok. V opačnom prípade sa pokračuje ďalej vo výpočte alebo sa realizujú iné operácie. Dochádza teda k vetveniu v lineárnej sekvencii operácie programu. Vetvenie môže byť viacnásobné, závislé na hodnotách, ktoré obsahuje premenná nazývaná prepínač.
  • cyklická štruktúra - algoritmus môže prebiehať dvojako. V prvom prípade prebieha cyklus tak dlho, pokiaľ podmienka má hodnotu ÁNO. V druhom prípade sa opakuje tak dlho, pokiaľ podmienka má hodnotu NIE; cyklus teda prebehne minimálne raz. Tieto druhy cyklov používame v tom prípade, keď môžeme predom stanoviť počet opakovaní cyklu.

Vetvenie


Vetvenie - sa používa, ak vykonanie príkazu (alebo skupiny príkazov) je podmienené splnením určitej podmienky. Nesplnenie danej podmienky môže viesť k vykonaniu inej skupiny príkazov.

Úplné vetvenie

 Ak je podmienka splnená, program pokračuje vetvou "+", ak nie je splnená, pokračuje vetvou "-".



Neúplné vetvenie

Vetvenie môže byť aj neúplné, t.j. ak je podmienka splnená, vykoná sa príkaz, ak nie je, nevykoná sa nič.



Štruktúra podmienky


IF podmienka THEN prikaz1;
{vykoná prikaz1 len vtedy, ak je splnená podmienka}

IF podmienka THEN prikaz1 ELSE prikaz2;
{vykoná príkaz1 len vtedy, ak je splnená podmienka,
inak vykoná prikaz2}

IF podmienka1 {najskôr skontroluje platnosť podmienky1}
   THEN {ak platí podmienka1, tak}
     IF podmienka2 {skontroluje platnosť podmienky2}
  THEN {ak platí aj podmienka2, tak}
     prikaz2; {vykoná príkaz2}

IF (podmienka1) and (podmienka2) then prikaz2; {alternatívny zápis pre predchádzajúci príklad
                                                 ak je splnená podmienka1 a podmienka2, tak...}

Štruktúra zápisu zloženého príkazu


IF podmienka THEN
begin
  prikaz1;
  prikaz2;
  ...
  prikazX; {zložený príkaz - môže/nemusí byť}
end
ELSE
begin
  prikaz1;
  prikaz2;
  ...
  prikazY; {zložený príkaz - môže/nemusí byť}
end;

Logický údajový typ


Logický typ je najjednoduchší údajový typ. Je definovaný nad množinou pravdivostných hodnôt a môže nadobúdať iba dve hodnoty - pravda (true) a nie je pravda (false). Pri definovaní všetkých typov (aj logického typu) budeme postupovať tak, že najskôr uvedieme identifikátor (BOOLEAN), potom množinu hodnôt {false, true}, ktorú môže nadobúdať, potom operácie, a nakoniec štandardné funkcie.

Operácie


and logický súčin
or logický súčet
not logická negácia
< menší
> väčší
= rovný
<= menší alebo rovný
>= väčší alebo rovný
<> nerovná sa

Štandardné funkcie


succ - nasledovník
pred - predchodca
ord - poradové číslo




PASCAL - Program na porovnanie 3 prirodzených čísel

program cislo;
uses crt;
var
 a,b,c,max_num:integer;
begin
 clrscr;
 writeln('Porovnanie 3 cisel');
 writeln('------------------');
 writeln('Zadaj prve cislo');
 readln(a);
 writeln('Zadaj druhe cislo');
 readln(b);
 writeln('Zadaj tretie cislo');
 readln(c);
 clrscr;
 
 IF a > b THEN
   begin
     IF a > c THEN
       begin
         IF b > c THEN
           begin
             writeln('Najvacsie cislo je ',a,' potom ',b,' potom ',c);
           end else
           begin
             writeln('Najvacsie cislo je ',a,' potom ',c,' potom ',b);
           end;
       end else
       begin
         writeln('Najvacsie cislo je ',c,' potom ',a,' potom ',b);
       end;
   end else
   begin
     IF b > c THEN
       begin
         IF a > c THEN
           begin
             writeln('Najvacsie cislo je ',b,' potom ',a,' potom ',c);
           end else
           begin
             writeln('Najvacsie cislo je ',b,' potom ',c,' potom ',a);
           end;
       end else
       begin
         writeln('Najvacsie cislo je ',c,' potom ',b,' potom ',a);
       end;
   end;
 
 readln;
end.
 

Ochranné prvky (poistky, ističe, chrániče)

●      popíšte a vysvetlite spôsob použitia ochranných prvkov : poistka, istič a chránič
●      porovnajte spôsob použitia ochranných prvkov
●      vymenujte ochrany pred úrazom elektrickým prúdom v normálnej prevádzke



Ochranné prvky



  • poistky
  • ističe
  • napäťový chránič
  • prúdový chránič


Poisty, ističe a chrániče sú vypínacie ochranné prvky. Odpojenie vykonajú automaticky ochranné prvky v čase kratšom, než by boli účinky elektrického prúdu na ľudský organizmus škodlivé. Čas vypnutia závisí od menovitého napätia zariadenia, jeho uzemnenia a kriviek úrazovosti.

Poistky

Sú jednorazové istiace prvky chrániace obvod pred nadprúdom (skrat a preťaženie). Skladajú sa z pevného poistkového spodku, odmontovateľnej hlavice a vymeniteľnej vložky. Vložka obsahuje tavný drôtik, ktorý je súčasťou obvodu. Jeho prierez je dimenzovaný podľa vypínacieho prúdu, pri ktorom má poistka reagovať. Po prekročení vypínacieho prúdu sa tavný drôtik pretaví a poistka mechanicky preruší obvod.

Ističe

Sú samočinné istiace prvky chrániace obvod pred nadprúdom (skrat a preťaženie). Na skrat reaguje skratová spúšť tvorená elektromagnetickou cievkou. Tá po prechode skratového prúdu vytvorí elektromagnetické pole, ktoré silovým pôsobením odtiahne hlavné kontakty. Okrem hlavných kontaktov istič má aj vedľajšie (opaľovacie) kontakty, ktoré šetria hlavné kontakty pred oblúkom. Oblúk je zhášaný v zhášacej komore (deionizačnej mriežke), do ktorej opaľovacie kontakty ústia. Na preťaženie reaguje bimetalom (dvojkov s rozličnou tepelnou rozťažnosťou), ktorý sa pri preťažení ohýba a mechanicky berie so sebou aj kontakty.

Časti ističa



  1. ovládacia páčka
  2. aretačný mechanizmus
  3. kontakty
  4. prívodná svorka
  5. bimetalový pás
  6. regulačný prvok na nastavenie hodnoty medzného prúdu
  7. elektromagnetická spúšť
  8. zhášacia komora


Prúdový chránič

Prúdový chránič je elektrické zariadenie, zabezpečujúce elektrický obvod tak, aby došlo k rýchlemu odpojeniu obvodu v prípade, že dôjde k úniku (aj relatívne malej) časti elektrického prúdu mimo chránený obvod (tzv. chybový alebo poruchový prúd). K takejto situácii môže dôjsť napr. pri priamom dotyku uzemneného ľudského tela so živou časťou obvodu.

Využitie prúdových chráničov

  • ochrana pred priamym a nepriamym dotykom
  • ochrana pred požiarom, spôsobeným zvodovým prúdom
  • ochrana pred poškodením prístrojov zvodovým prúdom


Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom v normálnej prevádzke


Ide o ochrany so zamedzením dotyku živých častí.

  • Ochrana izolovaním živých častí
  • Ochrana krytmi alebo prepážkami
  • Ochrana zábranou
  • Ochrana polohou
  • Doplnková ochrana prúdovými chráničmi


Ochrana izolovaním živých častí

Živé časti musia byť úplne pokryté izoláciou, ktorú je možno odstrániť len jej poškodením. Účelom izolácie je zabrániť dotyku živých častí. Izolácia musí byť schopná trvalo vydržať mechanické, chemiské a tepelné namáhanie v prevádzke.



Ochrana zábranou

Účelom zábrany je zabrániť neúmyselnému náhodnému dotyku so živými časťami, nie však úmyselnému dotyku zámerným prekonaním prekážky v normálnej prevádzke.

Ochrana polohou

Princíp ochrany spočíva v umiestnení živých častí od miesta obsluhy do takej vzdialenosti, aby ich človek s prázdnymi holými rukami nedosiahol. Vzdialenosti dosahu ruky od živých častí sa v novej norme delia podľa kategórií napätia a podľa toho,či ide o vonkajšie alebo vnútorné zariadenie.

Doplnková ochrana prúdovým chráničom

Podstata je v samočinnom odpojení EZ od zdroja v prípade, ak by chránenou neživou časťou prechádzal poruchový prúd, ktorý by presiahol povolenú medzu 30 mA. Prúdový chránič chráni EZ umiestnené za transformátorom. Čas vypnutia chrániča je do 0,2 s. Je to jediná ochrana, ktorá chráni obsluhu pri dotyku živej a neživej časti EZ.

Ochrana krytmi alebo prepážkami

Krytie je medzinárodne označované symbolom ( IP kódom ;IP=International Protection=medzinárodná ochrana), ktorý ozančuje stupne ochrany krytom pred dotykom nebezpečných častí, pred vniknutím pevných cudzích telies alebo proti vniknutiu vody. Označuje sa IP XX (X sú číslice).

Prvá číslica nadobúda hodnoty 0 až 6 a označuje ochranu pred vniknutím pevných cudzích telies.
Druhá číslica nadobúda hodnoty 0 až 8 a označuje ochranu pred vniknutím vody.

Napájacie zdroje

●      definujte rozdelenie napájacích zdrojov, dimenzovanie zdrojov, napájacie napätia
●      nakreslite blok. schému lineárneho zdroja, princíp činnosti a funkcie jednotlivých blokov, použitie
●      nakreslite blok. schému impulzného zdroja, princíp činnosti, funkcie jednotlivých blokov, použitie



Počítačový zdroj je komponentom počítača, ktorý zabezpečuje dodávku energie pre systém transformovaním vstupného napätia na napätia požadované pri požadovanom výkone. Ďalšou nemenej dôležitou funkciou zdroja je zabezpečenie cirkulácie vzduchu potrebného pre chladenie komponentov v počítači.

Zdroj môže byť štandardný (súčasť modulárneho systému počítača) s definovanými rozmermi, montážnymi bodmi, umiestnením chladenia, napätím a konektormi (napr. AT, ATX, mini ATX ...), alebo neštandardný (výrobca ho vyrába len pre konkrétny model počítača).

Najčastejším typom zdroja používaným v súčasnosti je zdroj štandardu ATX.

Rozdelenie


  • Zdroje typu AT
  • Zdroje typu ATX

Sú dve základné rozdiely medzi AT a ATX zdrojmi. Hlavný rozdiel je v napájacom konektore, jeho tvare a napätiach, ktoré zdroj poskytuje. Druhý hlavný rozdiel je v jeho ovládaní. AT zdroj sa zapína privedením vstupného napätia (sieťovým vypínačom), ATX má niektoré obvody stále „pod prúdom“ a je ovládaný tlačidlom (power-on-switch), je ho možné naštartovať a vypnúť aj softvérovo (programom), alebo na základe udalosti (stlačenie tlačidla na klávesnici, wake-on-lan, wake-on-modem ...).

Napätia na AT zdroji sú:

+ 5 V
- 5 V
+ 12 V
- 12 V

ATX zdroj:

  • Napätie 5 V SB a je k dispozícii stále - slúži k zapínaniu zdroja počítača. 
  • Dodávaný prúd je buď 0,01 A alebo 0,7-2,0 A. 
  • Vstup 230V /50 –60 Hz, na napájanie sa používa konektor. 
  • Výstupom pre napájanie počítača je konektor štandardu ATX umiestnený na kábli a napájacie konektory pre disketové mechaniky 5.25“ a 3.5“ a iné periférie tak isto umiestnené na kábloch.

Napájacie napätia





+ 12 V - výkonové časti diskových mechaník, ventilátory, sériové porty prístupné na zberniciach ISA, PCI
+ 5V - riadiace časti disketových mechanik, napájanie zberníc ISA , PCI , zdroj napätia pre zdroj napájania I/O časti procesoru, niektoré časti základných dosiek ( klávesnice a atď.)
+ 3,3 V - napájanie portu AGP, u lacných dosiek napájanie chipsetu, zdroj napätia jadra procesora
+ 5 V SB - pomocný zdroj pre zapínanie zdroja ATX a wake up prebúdzanie počítača

Hlavný parameter PC zdroja je výkon


Zdroje sa typicky vyrábajú o výkone od 200W do 500W. Vyrábajú sa aj zdroje pre extrémne zaťaženie (silné grafické karty, viacero mechaník ...) o výkone 500W – 1000W, extrémne až 2000W. Neplatí však všeobecná rovnica – vyšší výkon je lepší zdroj. Zdroj ideálne pracuje pri svojom nominálnom zaťažení (asi 50 - 75% celkového výkonu), má najnižšiu spotrebu (jalový výkon) a teda najvyššiu účinnosť.


Lineárny napájací zdroj - princíp činnosti


Stabilizácia napätia u základného druhu lineárnych zdrojov sa dosahuje tak, že k obvodu je cez vhodný rezistor paralelne zapojená Zenerova dióda. Nedostatkom zdroja so Zenerovou diódou je pomerne zlá stabilita výstupného napätia, malý prúdový rozsah, a najmä malá účinnosť, keďže sa elektrická energia mení na teplo v sériovom rezistore aj v samotnej Zenerovej dióde.Nevýhodou je niekedy aj to, že výstupné napätie je vždy nižšie ako vstupné. Výhodou je ich nízka cena, malé rozmery, ľahká použiteľnosť, a bezproblémovosť z hľadiska rušenia navonok aj do napájaného obvodu.

Bloková schéma lineárneho napájacieho zdroja






  • Transformátor -  zabezpečuje zmenu veľkosti napätia energetickej rozvodnej siete 220V/50Hz na prijateľnú hodnotu potrebnú pre napájanie daného elektronického zariadenia. 
  • Usmerňovač - je pripojený k sekundárnemu vinutiu transformátora a je realizovaný v súčasnosti výhradne kremíkovými usmerňovacími diódami. V závislosti od toho, koľkými usmerňovacími cestami prechádza prúd získaný na sekundárnej strane transformátora, poznáme jednocestné, dvojcestné a v silnoprúdovej elektrotechnike aj viaccestné usmerňovače. Usmerňovač mení striedavé napätie na jednosmerné.
  • Filter - úlohou filtrov je vyhladiť pulzujúce napätie a minimalizovať prítomnosť prvej harmonickej pulzujúceho napätia a prúdu. V úlohe filtrov môžeme použiť filtračný kondenzátor, alebo dolnopriepustný filter tvorený integračným článkom RC alebo LC.
  • Stabilizátor - má zaistiť v medziach technických možností a podľa požiadaviek nemennosť výstupného napätia alebo prúdu pri rôznom odbere prúdu a pri kolísaní usmerneného zvlneného napätia na výstupe bloku filtrov. Najrozšírenejšie stabilizátory napätia a prúdu sú sériové stabilizátory so spojitou reguláciou, no v súčasnosti sa stále viac začínajú používať energeticky výhodnejšie stabilizátory s nespojitou reguláciou.


Impulzívny napájací zdroj - princíp činnosti


Spínané zdroje využívajú spínací prvok (tranzistor), ktorý periodicky zopína a rozpína vstupné napätie do obvodu pozostávajúceho z kombinácie cievky, kondenzátora a diódy. Vhodnou kombináciou týchto prvkov je možné dosiahnuť zníženie napätia aj zvýšenie napätia. Iným druhom spínaných zdrojov je zdroj s transformátorom a následným diódovým usmerňovačom, kde sa využívajú výhodné vlastnosti moderných magnetických materiálov (ferity) pri vysokých frekvenciách. Zmenou frekvencie a striedy spínania je možné v týchto zapojeniach dosiahnuť zmenu výstupného napätia.

Bloková schéma lineárneho napájacieho zdroja



Základná konštrukcia počítača

●      popíšte históriu počítačov, generácie počítačov
●      popíšte základné stavebné prvky, logické obvody, CPU, ALU
●      definujte modulárnu architektúru osobných počítačov
●      popíšte počítačovú zostavu a komponenty počítača
●      nakreslite a popíšte Von Neumannovu schému počítača


Generácie PC


Počítače 0. generácie (1935-1945)


Základným prvkom nultej generácie bolo relé.
Elektromechanické zariadenie nazvané automaticko-sekvenčná kalkulačka - MARK 1. Pracoval v nepohodlnej desiatkovej sústave, ale napriek tomu dokázal vypočítať konfiguráciu prvej atómovej bomby. U nás bol prvý počítač nultej generácie, SAPO, postavený až v roku 1957. Obsahoval 3 aritmetické jednotky, magnetickú bubnovú pamäť a zaberal niekoľko miestností. Bohužiaľ v roku 1960 zhorel od oleja, ktorým sa relé premazávali.

Počítače 1. generácie (1945-1950) - Mainframe

Základným prvkom bola elektrónka. Prvý univerzálny plne elektronický počítač ENIAC. Mal spotrebu energie takú ako jedna menšia dedina a musel byť chladený dvoma leteckými motormi. Programovanie počítača spočívalo v prepájaní drôtov a nastavovaní prepínačov, čo mohlo trvať od pol hodiny až po jeden deň. Dáta boli do počítača vkladané pomocou diernych štítkov. Počítač bol využívaný najmä armádou pre výpočet balistických dráh striel. John von Neumann vytvoril schému ako by mal počítač vyzerať a úplne zavrhol desiatkovú sústavu a nahradil ju binárnou, určil, že program musí byť v čase prevádzania v operačnej pamäti. Neexistujú programovacie jazyky, ani operačné systémy.

Počítače 2. generácie (1950-1960) – Skriňové počítače

Prvý tranzistor (John Barden). Počítače obsahovali tranzistory. Prvý bol počítač EDVAC. Začala sa používať feritová pamäť, ktorá  bola rýchlejšia a viac spoľahlivejšia ako predchádzajúca bubnová pamäť. Ďalší dôležitý rozdiel bol v zavedení nezávislých off-line zariadení. Nemali trvalú komunikáciu s počítačom, ale boli k dispozícii, keď ich počítač potreboval. Napríklad keď počítač potreboval dáta z čítača diernych štítkov, čítač bol aktivovaný, dáta prečítal do počítača, a potom ostal v nečinnosti. Jedným z off-line médií bola magnetická páska. Ďalší pokrok bol vývoj magnetického disku. Spracovanie magnetickej pásky bolo pomalšie, pretože na obnovenie informácií magnetickej pásky počítač musel čítať pásku postupne (sekvenčne). S diskami počítač mohol pristupovať k informáciam priamo.
Programovacie jazyky. napr: FORTRAN, ALGOL, COBOL a aj prvé operačné systémy.

Počítače 3. generácie (1960-1970)

Vybudované na integrovaných obvodoch, ktoré na svojich čipoch integrujú veľké množstvo tranzistorov. Programovacie jazyky BASIC, PASCAL. Operačné systémy umožňujú spracovávať na počítači niekoľko úloh súčasne (multitasking) s prideľovaním času (time sharing).

Počítače 4. generácie (1970-1990) – Osobné počítače


  • miniaturizácia integrovaných obvodov
  • mikroprocesor
  • MOS pamäť
  • dátové komunikácie
  • modemy
  • floppy disky
  • hard disky
  • mikropočítače
  • rozličné programové aplikácie
  • rozšírenie operačných systémov

Počítače 5. generácie (od 1990)

Dôraz na najvyšší výkon procesoru, grafiky, zvuku, veľkosti pamäti, rozsiahly pokrok sa dosiahol aj v oblasti periférnych zariadení (digitálne kamery, fotoaparáty...), multimédia, počítačové siete.
Operačné systémy, objektovo orientované programovacie jazyky: DELPHI, VISUAL C++, JAVA a samozrejme nespočetné množstvo aplikačného softweru, ktorý slúži na zábavu, poznanie, uľahčenie práce...

Budúca generácia - snaha o umelú inteligenciu, neurónové siete.

Základné stavebné prvky počítača


Jednoduchý model počítača sa skladá z niekoľkých funkčných modulov prepojených signál.vodičmi (zbernicami).

  • Procesor (CPU - central proces unit) je zložený z niekoľkých podmodulov, v najjednoduchšom prípade z riadiacej jednotky a aritmeticko-logickej jednotky. 
  • Aritmeticko-logická jednotka (ALU) je výpočtový blok, ktorý dokáže vykonávať základné aritmetické a logické operácie (sčítanie, odčítanie, delenie, násobenie, logický súčin, súčet...)
  • Operačná pamäť slúži na uloženie programov a dát, s ktorými počítač bezprostredne pracuje.
  • Systémová zbernica (system bus) je sústava riadiacich, adresových a dátových vodičov, ktoré slúžia na komunikáciu CPU s okolím.
  • Dátová zbernica slúži na prenos samotných dát-informácie, ktoré sa majú čítať alebo uložiť do pamäťových buniek k ďalšiemu spracovaniu.
  • Vstupno-výstupné obvody - (interface) slúžia na pripojenie vonkajších zariadení k počítaču.

Modulárna architektúra počítača


Osobný počítač (PC) má stavebnicovú architektúru - je zložený z jednotlivých modulov.
Zostava počítača PC sa skladá z nasledujúcich podsystémov:


  1. základná procesorová doska matičná doska (motheboard)
  2. vnútorná pamäť (RAM, RWM, ROM)
  3. prídavné dosky (karty),
  4. diskové zariadenia (HD, FDD, CD, DVD),
  5. vstupné zariadenia (klávesnica)
  6. výstupné zariadenia (monitor)
  7. skrinka PC so stabilizovaným zdrojom napätia,
  8. prídavné V/V zariadenia (tlačiareň, myš,...)


Jednotlivé komponenty PC sú uložené v základnej jednotke - skrini (desktop, minitower, tower).

Medzi ďalšie prvky modulárnej výstavby PC patria:

  1. procesor (mikroproceor – μP) – výkonné jadro PC,
  2. napájací zdroj → dodávateľ el. energie pre všetky komponenty,
  3. grafická karta → riadi zobrazovanie inf. na monitore,
  4. zvuková karta
  5. chladič
  6. interný modem → internet pomocou tel. linky
  7. sieťová karta → pripojenie PC na sieť


Von Neumanova schéma počítača




V roku 1946 John von Neumann a jeho kolegovia z Princeton Institute for Advanced Studies naprojektovali nový počítač postavený na týchto pravidlách:
  • Počítač obsahuje operačnú pamäť, ALU, radič, V/V zariadenia (vstupno - výstupné).
  • Predpis pre riešenie úlohy je prevedený do postupnosti inštrukcí.
  • Údaje a inštrukcie sú vyjadrené binárne.
  • Údaje a inštrukcie sa uchovávajú v pamäti na miestach označovaných adresami.
  • Ku zmene poradia inštrukcií sa používajú inštrukcie podmieneného a nepodmieneného skoku.
  • Programom riadené spracovávanie dát prebieha v počítači samočinne.



Programovanie, algoritmus, algoritmické konštrukcie

1. Definujte  pojem všeobecný algoritmus
2. Popíšte základné vlastnosti algoritmu
3. Vysvetlite pojem algoritmický jazyk
4. Popíšte spôsoby zápisu algoritmu
5. Popíšte základné algoritmické štruktúry
6. Načrtnite vývojový diagram, pre program, ktorý bude počítať korene kvadratickej rovnice



Všeobecný algoritmus - Algoritmus je konečná postupnosť dobre definovaných inštrukcií na splnenie určitej úlohy. Algoritmy môžu byť zapísané vo forme počítačových programov. Logická chyba v algoritme môže viesť k zlyhaniu výsledného programu. V algoritmoch sa často niekoľko krokov viacnásobne opakuje (iterácia), alebo ďalší postup závisí od aktuálneho stavu (vetvenie).

Algoritmický jazyk – je umelý jazyk, určený na tvorbu algoritmov. Vety algoritmického jazyka nazývame príkazy.

Sekvenciou rozumieme postupnosť príkazov.

Príkaz je povel, ktorý počítač alebo iné zariadenie pozná a dokáže vykonať.

Vlastnosti algoritmov


  • Konečnosť (Rezultatívnosť) - Každý algoritmus musí skončiť po vykonaní konečného počtu krokov. Tento počet krokov môže byť ľubovoľne veľký (podľa rozsahu a hodnôt vstupných údajov), ale pre každý jednotlivý vstup musí byť konečný.
  • Všeobecnosť (hromadnosť) - Algoritmus nerieši jeden konkrétny problém (napr. „ako vypočítať 3×7“), ale rieši všeobecnú triedu obdobných problémov (napr. „ako vypočítať súčin dvoch celých čísel“).
  • Efektivita - Všeobecne požadujeme, aby algoritmus bol efektívny, v tom zmysle, že požadujeme, aby každá operácia požadovaná algoritmom, bola dostatočne jednoduchá na to, aby mohla byť aspoň v princípe prevedená v konečnom čase iba s použitím ceruzky a papiera.
  • Determinizmus - Každý krok algoritmu musí byť jednoznačne a presne definovaný; v každej situácii musí byť úplne zrejmé, čo a ako sa má vykonať, ako má vykonávanie algoritmu pokračovať. Pretože bežný jazyk zvyčajne neposkytuje úplnú presnosť a jednoznačnosť vyjadrovania, boli pre zápis algoritmov navrhnuté programovacie jazyky, v ktorých má každý príkaz jasne definovaný význam. 
  • Vstup - Algoritmus zvyčajne pracuje s nejakými vstupmi, veličinami, ktoré sú mu odovzdané pred začatím jeho vykonávania, alebo v priebehu jeho činnosti. Vstupy majú definované množiny hodnôt, ktoré môžu nadobúdať.
  • Výstup - Algoritmus má aspoň jeden výstup, veličinu, ktorá je v požadovanom vzťahu k zadaným vstupom, a tým tvorí odpoveď na problém, ktorý algoritmus rieši.

Možnosti zápisu algoritmu


  • Slovný zápis pre vyjadrenie algoritmov je nám blízky, dobre sa nám v ňom uvažuje, ale ako prostriedok analýzy zložitejších úloh je nevýhodný pretože je neprehľadný.
  • Pomocou vývojových diagramov – vývojový diagram úlohy je bloková grafická reprezentácia postupnosti operácií, ktorá má realizovať úlohu v súlade s príslušným algoritmom.

Algoritmická štruktúra


  • lineárna jednoduchá štruktúra (sekvenčná) -  algoritmus prebieha lineárne bez opakovania a obsahuje v podstate vstupné, výpočtové a výstupné operácie. Sekvenciou rozumieme postupnosť príkazov, ktorá sa vykonáva v takom poradí, v akom sú jednotlivé časti zapísané. 
  • lineárna rozvinutá štruktúra (rozhodovacia) - algoritmus opäť prebieha lineárne bez opakovania, obsahuje však naviac operáciu výberu, keď určité operácie sa prevedú len za splnenia určitých podmienok. V opačnom prípade sa pokračuje ďalej vo výpočte alebo sa realizujú iné operácie. Dochádza teda k vetveniu v lineárnej sekvencii operácie programu. Vetvenie môže byť viacnásobné, závislé na hodnotách, ktoré obsahuje premenná nazývaná prepínač.
  • cyklická štruktúra - algoritmus môže prebiehať dvojako. V prvom prípade prebieha cyklus tak dlho, pokiaľ podmienka má hodnotu ÁNO. V druhom prípade sa opakuje tak dlho, pokiaľ podmienka má hodnotu NIE; cyklus teda prebehne minimálne raz. Tieto druhy cyklov používame v tom prípade, keď môžeme predom stanoviť počet opakovaní cyklu.

Podmienka alebo vetvenie predstavuje v algoritmizácii možnosť rozhodnúť sa podľa pravdivosti skúmaného znaku. 


Vývojový diagram riešenia kvadratickej rovnice




Základy počítačových sietí

  • popíšte históriu vzniku počítačových sietí 
  • definujte pojmy počítačová sieť, topológia, architektúra 
  • vysvetlite klasifikáciu sietí 
  • charakterizujte jednotlivé časti počítačovej siete 
  • popíšte základné úlohy počítačovej siete 
  • definujte základné požiadavky na počítačovú sieť 


História

Základným kameňom k vytvoreniu internetu bol vznik Arpanetu. Bola to prvá funkčná sieť na princípe prepínania paketov. Arpanet - sieť, ktorú vytvorila skupina Arpa - založená americkým ministerstvom obrany. Účel vzniku Arpanetu bol čisto vojenský). Prudký rozvoj internetu nastal v 80. rokoch, kedy vznikali rôzne nové počítačové siete. Po vynájdení World Wide Webu začali vznikať rôzne internetové stránky, prehliadače.

Počítačová sieť je súhrnné označenie počítačov (alebo minimálne dvoch sieťových zariadení), pomocou ktorých je realizované prepojenie a výmena dát medzi počítačmi. Umožňuje používateľom komunikáciu podľa zadaných pravidiel. Najčastejším dôvodom pripojenia k sieti je zdieľanie informácií a technických zariadení.

Topológia

Všetky návrhy siete vychádzajú z troch základných topológií:

  • Zbernicová topológia siete (Bus)- ak sú zapojené za sebou pozdĺž jediného kábla (segmentu) 
  • Hviezdicová topológia siete (Star)- ak sú počítače zapojené k segmentom, ktoré vychádzajú z jediného bodu (rozbočovača) 
  • Prstencová topológia siete (Kruhová, Ring)- ak sú počítače zapojené ku káblu, ktorý tvorí prstenec 

Ďalšie možnosti topológie siete:

  • Stromová (Hierarchical) 
  • Rozšírená hviezdicová (Extended Star) 
  • Neobmedzená topológia 
  • Varianty hlavných topológií 


Architektúra PC siete


Sieťovú architektúru tvorí topológia siete, prístupová metóda a komunikačný protokol.

  • Topológia siete je fyzické usporiadanie prepojení medzi uzlami siete. Charakterizuje spôsob, akým sú medzi sebou prepojené jednotlivé stanice. Je to vlastne mapa siete.
  • Prístupová metóda definuje kto a kedy môže použiť prepojovacie káble v sieti.
  • Komunikačný protokol je súbor pravidiel pre dorozumievanie staníc.


Klasifikácia PC siete

Počítačové siete si môžeme rozdeliť podľa viacerých kritérií.


1) Podľa veľkosti

  • Personal area network (PAN) - veľmi malá osobná sieť. Spolupracujúce zariadenia obvykle slúžia len jednej osobe (typicky prepojenie mobilu a počítača, PDA, notebooku ...) spája zariadenia rádovo v dosahu metrov. Na prepojenie sa obvykle používajú bezdrôtové technológie (WiFi, IrDA, BlueTooth, USB Data káble, Mikro USB atď). 
  • Local area network (LAN) – lokálna počítačová sieť. Spája uzly (počítače) v rámci malého územia, resp. v rámci jednej budovy rádovo do vzdialenosti sto metrov. Slúžia hlavne pre zdieľanie dát a zdrojov (zariadení) v rámci jednej firmy, budovy, lokality ... LAN sú obvykle v súkromnej správe, je tvorená jedným káblovým systémom (alebo iným prenosovým prostriedkom - rádiové vlny a pod.). Prenosové rýchlosti dosahujú rádovo desiatky až stovky Mbit/s. 
  • Metropolitan area network (MAN) – metropolitná sieť. Sieť tohoto typu prepája lokálne siete v mestskej zástavbe - obvykle je obmedzená na jedno mesto. Spája do vzdialenosti rádovo desiatky km.
  • Wide area network (WAN) – rozsiahlá sieť. Spája rôzne LAN a MAN siete v pôsobnosti krajín, kontinentov ale i sveta. 

Rozľahlé siete umožňujú komunikáciu na veľké vzdialenosti. Obvykle bývajú verejné, ale existujú aj súkromné WAN siete. Prenosové rýchlosti sa veľmi líšia podľa typu siete. Začínajú na desiatkach kbit, ale dosahujú aj rádovo Gbit/s. Klasickým príkladom takejto siete je internet.





2) Podľa funkčného vzťahu

  • Client-server - server poskytuje služby staniciam – klientom (workstation, pracovná stanica). Serverov môže byť viacero typov - podľa typu poskytovaných služieb - súborový server, tlačový server, poštový server, www server, ftp server ... nemusí platiť vzťah, že jeden server je jeden počítač. Na jednom fyzickom počítači môže existovať viacero serverov.
  • Peer-to-peer - p2p sieť - každá stanica v sieti môže vyčleniť nejaký svoj prostriedok (diskový priestor, tlačiareň, mechaniku ...) na zdieľanie. Iná stanica môže tieto prostriedky využívať. Tento typ siete obvykle nemá centrálnu správu, každý uzol sa spravuje sám. Zdieľanie prostriedkov je možné aj cez internet.

3) Podľa topológie
4) Podľa špecializovanej funkcie
5) Rozdelenie podľa použitej technológie


Časti počítačovej siete

Aktívne prvky siete:
  • sieťová karta 
  • modem 
  • Router 
  • Hub 
  • Switch 
  • Repeater 

Pasívne prvky siete:
  • káble (medené, optické) 
  • konektory (BNC – I, T; RJ 45) 
  • zakončovacie odpory 
Hardware - zahrňuje všetky technické prostriedky siete. Patria sem aj prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete.
  • Samotné počítače (servery a pracovné stanice ...) 
  • Smerovače (router) 
  • Prepínače (switch) 
  • Koncentrátory a rozbočovače (hub) 
  • Sieťové mosty (bridge) 
  • Meniče rozhraní (mediakonvertory) 
  • Bezpečnostné zábrany (firewall) 
  • Opakovače (repeater) 
  • Modulátory/demodulátory (modem) 
  • Vysielače/prijímače (transreceiver) 
  • Káble (metalické, optické ....) 
Software - programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardware-om siete zabezpečuje funkcie siete. U niektorých operačných systémov sú tieto funkcie už jeho súčasťou. Väčšinou je realizované pomocou rezidentných programov.

  • Sieťový operačný systém (Linux,Windows,Novell Netware, …) 
  • Aplikácie schopné využívat prostriedky systému, určené k sieťovej komunikácií


Základné úlohy počítačovej siete

  • Zdieľanie údajov - vďaka tomu, že dátové súbory sú uložené na serveroch siete a pripojení používatelia majú k nim prístup, môže potrebné dátové súbory spracovávať viac používateľov siete súčasne. 
  • Zdieľanie prostriedkov - umožňuje pracovným staniciam spoločne používať prostriedky siete, ktoré ponúkajú servery siete. Najčastejšie ide o zdieľanie diskov, keď lokálne disky pracovných staníc nemajú kapacitu a zdieľanie tlačiarní. 
  • Zvýšenie spoľahlivosti systému - v súvislosti so zdieľaním prostriedkov je možné v prípade poruchy zdieľaného prostriedku nahradiť tento prostriedok iným (tlačiareň...) a systém môže pracovať ďalej. 

Základné požiadavky na počítačovú sieť

  • rýchlosť 
  • spoľahlivosť 
  • dostupnosť

piatok 23. mája 2014

Network Jokes




Chuck Norris

  • 911 is Chuck Norris’ cell phone number.
  • Chuck Norris doesn’t do TCP handshake – he does TCP roundhouse-kick to initiate the connection.
  • Chuck Norris can strangle you with a cordless phone.
  • Chuck Norris is able to answer missed call before it is missed.
  • Chuck Norris can cut cable from WiFi.
  • Chuck Norris doesn’t use pickup lines, he simply says, “Now.”
  • The world is moving from IPv4 and going straight to IPv6 because Chuck Norris doesn’t like the number 5!
  • There are no hidden IOS commands. Only those Chuck Norris chooses not to look at!
  • Cisco implemented the “test crash” hidden IOS command because it was otherwise impossible to break a router that Chuck Norris had worked on!
  • Metric in RIP represents distance between router and Chuck Norris. Lower the distance is, Chuck is closer to punch your packet and send it to grave.

DHCP

  • DHCP jokes are leased.
  • A DHCP packet walks into a bar and asks for a beer. Bartender says: “here, but I’ll need that back in an hour!

DNS

  • The best thing about DNSSEC jokes is that you can check if they were told wrong.
  • DNS is the root of all problems.
  • You know it’s love when you memorize her IP number to skip DNS overhead.
  • WHOIS going to tell us a Domain Name joke?
  • Ethernet
  • I had an Ethernet joke, but somebody else told it at the same time. So I exponentially backed off and tried again.
  • {1,Two guys}{2,Hear about}{1,are talking}{2,the dope}{1,in}{2,who confused}{1.full-duplex,}{2,TDM with full-duplex?}
  • LAN jokes can only be told properly if you tell an STP joke first.
  • You have to tell a broadcast joke to everybody to find the one who see the fun on it.
  • Broadcast your own ARP jokes, mine are only funny within the same collision domain.
  • ARP jokes are often gratuitous.
  • An ARP request goes to McDonald’s and asks for a Big MAC.
  • I like ARP jokes, because it’s so easy to make them appear to originate from other persons.
  • How do you catch an Ether bunny? With an Ethernet.

HTTP

  • The best thing about 404 jokes is… wait, damnit, it’s around here somewhere…
  • There’s no more 301 jokes because they have all been moved permanently.
  • HTTP 200 jokes are only OK.
  • IPv4
  • An IPv4 address walks into a bar and says: “Quick, give me a drink. I am exhausted!”
  • The worst thing about protocol jokes is the ridiculous TTL.
  • I’d tell you the one about the CIDR block, but you’re too classy.
  • Didn’t we run out of IPv4 jokes?
  • After dropping the packet the IP said it was my best effort.
  • RFC1918 jokes are inside jokes.
  • IP packet with TTL=1 arrives at bar. Bartender: “Sorry, can’t let you leave… and you don’t get any beer either…”
  • Router: It hurts when IP.
  • Network pray: Dear Lord, Please grant me the ability to punch people in the face over standard TCP/IP.
  • We need to find more space for the IPv4 Comedy Roadshow, since all seats are taken.
  • There’s no place like 127.0.0.1.
  • I have told IPv4 joke 254 times. Then it stopped being funny.
  • I have told IPv4 joke to my friend. He checked checksum and had best effort laugh.
  • I have tried to tell you IPv4 joke, but you were unreachable.
  • Yo mama is so used, they call her IPv4.
  • “Hello, here’s a packet : “The problem with low MTU jokes is you can”. Hello, here’s a packet : “wait a long time before reading”. Hello, here’s a packet : “it.”
  • 192.168.0.1 jokes are best told in private.


IPv6

  • The bad thing about IPv6 jokes is that nobody wants to tell them first.
  • The best part about IPv6 jokes is that you don’t have to make up the punchline for 15 years.
  • The great thing about Teredo jokes is that you can tell smart jokes even when surrounded by dumb peers.
  • The problem with IPv6 jokes is they’re long, obscure and no one gets them without a translation.
  • I know a great IPv6 joke, but I just don’t think you’re ready for it.
  • An IPv6 packet walks into a bar. Nobody talks to him.
  • The great thing about Teredo jokes is that you can tell smart jokes even when surrounded by dumb peers.
  • I will tell you IPv6 joke, but first I need to tell you IPv4 joke, so you get it.
  • If you run IPv6 then you’re a c001:d00d.
  • IPv4 is soon dead:beef.

Multicast

  • Sometimes I feel like a multicast packet. Ask 10 different people how to get somewhere and get 10 different answers.
  • A multicast packet walks into a bar and leaves by four different exits at the same time.
  • A multicast packet walks into 100 bars at one time.
  • Multicast jokes are good, but you can only get them if you bother to listen.

NTP

  • An NTP packet calls ahead to make sure the bar’s open. By the time he gets there, it’s closed.
  • I made an NTP joke once. The timing was perfect.
  • The trick of telling a good NTP joke is about the timing…

Routing

  • Is “smoke signal” a routable protocol?
  • I’d like to tell you the full joke about a BGP table but I don’t think you can remember it all.
  • The best thing about RIP jokes is that they’re funny 15 more times.
  • The strange thing about BGP jokes is that they’re borderline funny but everybody repeats them anyway.
  • A LSA Type 6 packet walks into a bar and asks the bartender for a drink. The bartender ignores him.
  • A LSA Type 2 packet walks into a bar and asks for a beer. Bartender say’s “here, but don’t leave the area with it.”
  • Q. What did the OSPF router say to the other OSPF router ?
  • A. Hello. Hello. Hello. Hello. Hello. Hello. Hello. Hello.
  • Five routers walk into a bar. Who gets the car keys? The Designated Router.
  • Is IS-IS = 0 ?
  • People who tell routing jokes always exceed their time-to-live.
  • My new OSPF neighbor told me all his jokes after we said hello to each other. Then he tells me the whole database of jokes every 30 minutes.
  • I keep telling him all my RIP jokes, but he is passive about it.
  • I was asking all my neighbors for an EIGRP joke. Didn’t receive all replies, so I am stuck in active.
  • Son, If I fail to route jokes to this destination, I want you to be my feasible successor. You have good distance.
  • I told EIGRP all my OSPF jokes. EIGRP said that they are infinite.
  • I would tell a BGP joke, but everyone probably already knows it.
  • The great thing about BGP jokes? Anyone can claim they are their own, all you can do is hope your neighbours like them.
  • I just heard 300.000 BGP jokes.
  • I was arguing with my neighbor about who will tell great new BGP joke. I was locally more preferred joke teller, but didn’t want to compete with his weight.
  • Game Lemmings is like static routing. If improperly configured, you loose Lemmings.

Security

  • SSH 1.33 and/or 1.5 protocol jokes are useless.
  • I heard a great one about IPSEC, but you wouldn’t get it — it’s an inside joke.
  • There are no good DH jokes because nobody agrees on the same prime.
  • The problem with a cryptography joke is that you need to tell a pair of them before anyone understand what’s being said.
  • Why are ASAs so noisy? They don’t know how to ssh.
  • He said he was open to networking, but when we met up, he didn’t make a PEAP.
  • The great thing about HTTP Upgrade jokes is… wait, someone might be listening, come closer add I’ll whisper.
  • The great thing about TLS jokes is that you can tell if it’s not original.

SNMP

  • The problem with SMTP jokes are, you need some good reason to came back after greylisting and tell them again.
  • SNMP walks into a bar and gets unknown object identifier.
  • You need to tell a authorized POP3 joke before you can have a SMTP laugh.
  • Unfortunately you need MIB files to understand the best SNMP jokes.
  • My name is Bond, James Bond, SNMP agent.


TCP & UDP

  • The problem with UDP jokes: I don’t get half of them.
  • In high society, TCP is more welcome than UDP. At least it knows a proper handshake.
  • arrival order packet joke is critical to good a make
  • T he bes thin gabou tTCPfl owcontr oljokesi sthatthey knowwhento backo ff….
  • I was promised a three way and all I got was a TCP handshake.
  • A TCP packet walks in to a bar and says “I want a beer”, barman says “you want a beer?” and TCP packet says “yes, a beer”.
  • A bunch of TCP packets go into a bar, until it’s overcrowded. The next day, half as many go in.
  • A bunch of TCP packets walk into a bar. The bartender says, “Hang on just a second, I need to close the window.”
  • I’m going to keep telling you this TCP joke until you get it.
  • Want to hear a SYN FLOOD joke? -Want to hear a SYN FLOOD joke? -Want to hear a SYN FLOOD joke? -Want to hear a SYN FLOOD joke? -Want to hear a SYN FLOOD joke?
  • When I try to send SYNs to chicks, I don’t get any ACKs. Just FINs and RSTs.
  • I dressed up as a UDP packet… I don’t think anyone got it, but I couldn’t tell.
  • Whats the worst thing about sending a joke in TCP? I’ll keep telling it slower and slower until you get it.
  • A UDP packet walks into a bar without a checksum. Nobody cares.
  • TCP must be religious… Why? Because it all starts with a SYN….
  • Adam and Eve where in the Garden of Eden. Snake offered apple to Eve and that was the first SYN.

Voice

  • I always get jittery when making jokes in real time.
  • An RTP packet walks into a bar through the wrong entrance. The barman says “You’re not getting any special treatment”.
  • The best thing about Delay-Tolerant Networking jokes is that everyone gets them eventually.

Wireless

  • The bad thing about RTS jokes is, you must first get ready to get them told.
  • The bad thing about WEP jokes is that they all stink, so better don’t sniff them.
  • A joke about IEEE 802.15.5 is pointless if you tell it right.
  • Telling a lot of bluetooth jokes will reduce the bandwidth of your WiFi jokes.
  • I would tell you a WEP joke, but I need to collect 50,000 packets first.
  • I was telling joke to my house neighbor over WiFi, but someone interfered.

Other

  • I tweeted several IPX/SPX jokes, but they can’t reach the Internet.
  • A token walks into a bar. Another token can’t walk into the bar because it’s afraid of the dog.
  • XML jokes are well-formed
  • Open Traffic shaping: All packets are equal, but some are more equal than others.
  • CRC jokes tend to get repeated until you get them right.
  • Serial jokes must be told bit by bit.
  • An ICMP Redirect walks into a bar. Everybody moves next door.
  • See most people talk about the OSI model as having 7 layers but they don’t mention layer 8 where a lot of the problems actually occur.
  • When I go to the doctor for a cold and congestion, I usually tell him I have a ton of BECN bits set on the flow of my breathing through my nose.
  • CCIE people don’t use steering wheel in their cars. They use CLI.
  • CCIE people plan their trips with a route map.
  • My new year’s resolution is 1080p.
  • “I had a dream.. and there were 1’s and 0’s everywhere, and I think I saw a 2!” – Futurama
  • If you have experienced an ICMP joke, ping me.
  • We were supposed to be dressed in disguise. So I dressed as NAT.
  • The worst thing about broadcast storm jokes is that everyone’s already heard them a hundred times.
  • The great thing about QoS jokes is that you may never know how much attention you are getting.