20. Digitální technologie kolem nás

Informační systém (IS) je celek složený z počítačového hardwaru a softwaru. Slouží ke sběru, zpracování a šíření informací potřebných k plánování, rozhodování a řízení. Informační systém pracuje obvykle s velkým množstvím různých údajů, využívají je někdy i stovky uživatelů, a často je potřeba, aby jednotlivé informační systémy spolupracovaly (např. IS pro výrobu a IS pro mzdy, kde se evidence počtu chyb daného pracovníka při výrobě využívá pro srážky ze mzdy). Informační systémy se používají v organizacích všeho druhu (banky, obchody, nemocnice, úřady, cestovní kanceláře, školy). Mohou být podnikové nebo veřejné.

Některé typy IS:

• ERP, plánování podnikových zdrojů (zahrnuje finance, personalistiku, výrobu, logistiku, marketing, prodej - např. SAP, Oracle, Helios)
• CRM, řízení vztahu se zákazníky (zahrnuje řízení cyklu kontaktu se zákazníkem, péči o zákazníka, správu obchodních případů – např. e-shopy)
• BI, systém pro podporu rozhodování (data jsou uložena v relačních databázích, práce s daty pomocí "datových kostek", poskytuje přehled o vývoji v čase – např. MS Power BI)
• GIS, geografický informační systém (slouží k ukládání, správně a analýze prostorových dat, obsahuje údaje o objektech a jejich poloze, model dat vzniká digitalizací snímků ze satelitů, letadel nebo dronů – např. GPS)

Mobilní telefon je elektronické mobilní zařízení, které umožňuje uskutečňovat telefonní hovory. Díky použití rádiových vln není vázán na místo. Kromě spojení s telefonní sítí umožňuje i posílání SMS, MMS a připojení na Internet. Tzv. chytrý telefon (smartphone) využívá mobilní operační systém a umožňuje instalaci programů. Mobilní OS jsou například Android nebo iOS. Podle připojení se mobily dělí na celulární (připojují se do celulárních rádiových sítí, většina mobilů), satelitní (komunikují se satelitem, nutností je výhled na oblohu) nebo bezdrátové (komunikují se základnovou stanicí nebo mezi sebou, volný pohyb v dosahu signálu základnové stanice).

Mobilní telefony také mohou umožňovat posílání a příjem multimediálních zpráv (MMS), často mají také zabudovaný digitální fotoaparát. Mobilní telefon vybavený GPS může být použitý jako turistická nebo automobilová navigace. Většinu dnešních mobilních telefonů lze použít i pro přehrání videa a zvuku (MP3/MP4 přehrávač).

K výrobcům mobilních telefonů patří například Apple, Huawei, Samsung, Sony, Xiaomi, Lenovo, Motorola, Blackberry, HTC, LG, Nokia a další.

Tablet je přenosný počítač s integrovanou dotykovou obrazovkou, která se používá jako hlavní způsob ovládání. Místo fyzické klávesnice se často používá virtuální klávesnice na obrazovce. Klávesnice může být připojena bezdrátově nebo pomocí USB kabelu. Příklad: iPad od Apple.

Grafický tablet je označení polohovacího zařízení, které se skládá z pevné podložky a z pohyblivého snímacího zařízení v podobě bezdrátového pera nebo puku. Umožňuje ovládání kurzoru myši, v případě pera lze kreslit nebo psát volnou rukou.

Globální družicový polohový systém GNSS je služba umožňují za pomoci družic prostorové určování polohy s celosvětovým pokrytím. Uživatelé této služby přijímají signály z družic pomocí malých elektronických radiových přijímačů (nebo mobilů) a jsou schopni zjistit svoji polohu s přesností na desítky až jednotky metrů. Patří sem například americký GPS, ruský GLONASS, evropský Galileo a čínský BeiDou-3.

GPS: Družice obíhají ve výšce 20 350 km nad povrchem Země, v současné době je využíváno 32 družic. Družice jsou monitorovány řídícím a kontrolním segmentem ze Země. Uživatelé pomocí GPS přijímače přijímají signály z jednotlivých družic, které se právě nachází nad obzorem. Na základě přijatých dat přijímač vypočítá polohu antény, nadmořskou výšku a přesný datum a čas. Komunikace probíhá pouze jednosměrně, GPS přijímač je pasivní. Běžně dostupný přijímač se skládá z antény, předzesilovače, procesoru, časové základny a komunikačního rozhraní. GPS využívají dvě skupiny uživatelů, každá na jiné frekvenci: Autorizovaní uživatelé (podpora velení a vojáků v poli, navádění zbraňových systémů, vojenská geodézie a mapování) a ostatní uživatelé (doprava: pozemní, letectví, námořní, kosmická, geologie a geofyzika, geodézie a geografické informační systémy, archeologie, lesnictví a zemědělství, turistika a zábava, přesný čas).

Geografický informační systém (GIS) je počítačový systém, který umožňuje ukládat, spravovat a analyzovat prostorová data. Jedná se o údaje o objektu a zároveň údaje o jeho poloze. Ve zvoleném souřadnicovém systému je zakreslen vektorový model dat, který se skládá z bodů (sídla), linií (silnice, řeky) a ploch (lesní plochy, jezera). Nejběžnější způsob tvorby dat je digitalizace, kdy je papírová mapa převedena do digitální podoby pomocí CAD programu. K tomu se využívají snímky ze satelitů nebo letadel, někdy i z dronů.

Příklady využití GIS:

• veřejná správa (katastrální úřad, kamerový systém měst)
• systém rychlého zásahu (krizové řízení měst a obcí, mapování kriminality, analýza časové dostupnosti záchranných vozidel)
• kartografie (tvorba turistických map, automap, atlasů)
• obrana (vojenské mapy, GPS)
• doprava (lokalizace nehod, monitoring aktuální dopravní situace, uzavírek, sledování letadel)
• geologie (hledání ložisek nerostných surovin)

V dnešní době je díky umísťování informací na Internet (např. Google mapy) veřejnosti umožněn přístup k obrovskému množství geografických dat.

Internetové rádio je rádio, jehož program je šířen v digitální formě přes Internet. Některá internetová rádia existují souběžně s klasickým rádiem, některá jsou pouze internetová. K přenosu zvuku se používá streaming. Jedná se o přenos ztrátově komprimovaných zvukových dat (např. MP3) přes internetovou síť, poté se pakety spojí a s určitým zpožděním je zvuk přehrán.

Internetová televize je digitální distribuce televizních pořadů po veřejném internetu. Doplňuje tak klasické pozemní televizní vysílání, kabelovou a satelitní televizi. U nás patří i internetovým televizím například Stream.cz, MALL.TV nebo DVTV.

Multimediální centrum domácnosti jsou počítače určené pro mediální aplikace, které jsou schopny nahradit jakékoliv zařízení od rádia přes TV po DVD přehrávač a k tomu navíc nabízejí výhody PC

(internet, hry, velký prostor pro data). Pro zpracování analogového nebo digitálního televizního vysílání je třeba centrum vybavit televizním tunerem (televizní kartou), často se používá i dedikovaná grafická karta. Je třeba mít výkonný procesor, minimálně čtyřjádrový s frekvencí 2 GHz. Pro dálkové ovládání se používá dálkový ovladač a bezdrátová klávesnice. Jako zobrazovací zařízení se nejčastěji používá velkoplošné LCD nebo plazmová obrazovka, připojení je pomocí D-SUB, DVI nebo nověji HDMI (implementace obrazu i zvuku v jednom kabelu).

Nejrozšířenější operační systémy pro multimediální centrum jsou Android TV a Apple TV.

Multimediální centra nabízejí řadu dalších funkcí, například:

• 3D
• DVB-T2 tune (náhrada set-top-boxu, příjem digitálního vysílání)
• trojrozměrný zvukový systém (Dolby Atmos nebo DTS)
• 4K nebo 8K rozlišení
• ovládání pomocí chytrého telefonu

Vstupy a výstupy u multimediálních center:

• HDMI – nejběžnější konektor pro připojení k televizoru, přenos obrazu i zvuku
• SCART – připojení starších televizorů bez HDMI (již se téměř nepoužívá)
• USB – připojení externích zařízení (externí disky, klávesnice)
• Koaxiální vstup/výstup – připojení zvukové techniky
• SPDIF – optický výstup, přenos zvukového signálu
• 3,5 mm jack – připojení sluchátek
• AV – anténní výstup
• slot na kartu – vložení microSD karty
• LAN nebo Wi-Fi – připojení dalších zařízení, např. satelitní příjem
• Bluetooth – bezdrátové připojení dalších zařízení s funkcí Bluetooth

Umělou inteligenci využívají stroje a systémy pro řešení komplexních úloh nejrůznější povahy. Jde o software, který má potenciál pro další zlepšování a zefektivnění činnosti. Učí se z vlastního plnění úkolů. Umělá inteligence se využívá například pro analýzu dat, rozpoznávání řeči, obrazu, písma (OCR skener) nebo pro oblasti spojené s matematickou logikou (plánování, prohledávání, strojové dokazování).

Příklady využití umělé inteligence jsou umělé neuronové sítě, evoluční systémy (matematická optimalizace), expertní systémy (poskytují rady, rozhodují nebo doporučují řešení problému), prohledávání stavového prostoru (zejména při hrách, kdy se hledá cesta od počátečního ke koncovému stavu, který znamená úspěch), dobývání znalostí (vyhledání a zpracování potřebných informací, včetně zpracování dat ve formě zvuku, obrázků, videa), strojové učení.

Příkladem umělé inteligence je služba Chat GPT (Generative Pre-trained Transformer) společnosti OpenAI, spuštěná v listopadu 2022. Jde o chatbota, který dokáže odpovídat na otázky a vytvářet různý psaný obsah, včetně článků, příspěvků na sociálních sítích, esejí, programových kódů a e-mailů. Umí generovat texty, obrázky a videa podobná těm, které tvoří lidé. Chat GPT je vycvičen pomocí tzv. posilovacího učení prostřednictvím zpětné vazby od lidí a modelů odměn, které vyhodnocují ty nejlepší odpovědi. Tato zpětná vazba pomáhá vylepšovat strojové učení, které Chat GPT používá. Jde konkrétně o tzv. hluboké učení, podobné lidskému, s použitím neuronových sítí. Uživatelé mohou hodnotit odpovědi (ikony "palec nahoru", "palec dolů"), případně poskytnout zpětnou vazbu.

Uživatelé mohou Chat GPT pokládat různé otázky. Nejčastěji se používá k následujícím činnostem:

• kódování počítačových programů
• skládání hudby
• navrhování e-mailů
• shrnutí článků
• napsání příspěvků na sociální sítě
• vytvoření nadpisů článků
• řešení matematických úloh
• nalézání klíčových slov pro optimalizaci vyhledávače
• vytváření článků, příspěvků na blogy a kvízů pro webové stránky
• přeformulování stávajícího obsahu
• napsání popisů produktů
• hraní her (např. Dračí doupě)
• pomoc při hledání zaměstnání (psaní životopisu, motivačního dopisu)
• kladení otázek
• jednoduchý popis složitých témat

Chat GPT si dokáže zapamatovat různé předchozí otázky a plynule tak pokračovat v konverzaci.

Omezení Chat GPT: nechápe složitost lidského jazyka, nerozumí ironii, nemá dostatek znalostí o datech a událostech po roce 2021, neuvádí zdroje.

Etické problémy spojené s Chat GPT souvisí se způsobem jeho používání, například je možné použít ho při podvádění při vzdělávání nebo v práci. Je složité rozpoznat text vytvořený umělou inteligencí.

Dalším problémem je bezpečnost – Chat GPT by mohl na základě požadavku hackera vytvořit malware.

Chat GPT je k dispozici zdarma. Nejnovější verze GPT-4 je placená.

Expertní systémy využívají:

• bázi znalostí (znalosti v určitém oboru a znalosti o řešení problémů v tomto oboru
• bázi faktů - data k řešenému problému, vytváří se v průběhu řešení daného problému
• interferenční mechanismus - oborově nezávislé algoritmy řešení problémů

                       (např. platí A a platí A=> B, pak platí B)

Mohou samostatně rozhodovat nebo doporučovat řešení problému (například při plánování akcí robota navrhují různé postupy podle aktuální situace).

Počítačová simulace se využívá při zkoumání:

• dosud neexistujících objektů (nebo již neexistujících objektů – např. simulace pohybu dinosaurů)
• modelů určité činnosti a úkazů, které by mohly nastat při splnění určitých podmínek

Příklady využití počítačové simulaci jsou například předpověď pohybu hurikánu nebo simulace pohybu lunochodu.

Robot je stroj pracující s určitou mírou samostatnosti, využívá interakce s okolním světem, vnímá své okolí pomocí senzorů, reaguje na něj. Může také vyhodnocovat svůj vliv na okolí a využívat tak zpětnou vazbu. Roboti se používají například v průmyslové výrobě (dopravníková soustava, manipulátory), průzkum (Hubbleův teleskop), lékařství (operace na dálku), osobní výpomoc (vysavač), doprava (autopilot, kolejové vozy bez řidiče), systém řízení dopravy.

Nanotechnologie je technický obor, který se zabývá tvorbou a využíváním technologií v měřítku řádově nanometrů. Jedná se i o možnosti manipulace s hmotou v atomárním a molekulárním měřítku (kvantově-mechanické jevy). Zahrnuje oblasti fyziky, chemie, inženýrství i molekulární biologie. Nanotechnologie se používají například v elektronice (paměťová média), zdravotnictví (cílená doprava léčiv), strojírenství (samočistící nepoškrabatelné laky), kosmický průmysl (odolné povrchy satelitů) a další.

Ovládací zařízení může být dotykové a bezdotykové, může být spojené se zařízením, které ovládá, nebo dálkové.

Dálkové ovládací zařízení umožňuje řídit některé činnosti zařízení z místa různě vzdáleného od něj (podle použité technologie přenosu informací). Dálkové ovládání se používá například pro televizi, zamykání automobilu, signalizační a zabezpečovací zařízení, dron, autíčka. Dříve bylo řešeno pomocí elektrického kabelu, viditelného světla, ultrazvukem, dnes se řeší pomocí infračerveného záření.

Zařízení ovládané bezdotykově může reagovat na pohyb ruky (rozsvěcení světla), pohyb hlavy nebo očí (ovládání počítače nebo myši pro ochrnuté osoby), hlasové povely (Google, domácnost).

Herní konzole je zařízení určené pro hraní videoher. Jako výstupní zařízení slouží většinou televize (monitor). Herní konzole může být stolní (ovladač gamepad), kapesní (tzv. handheld, mají vlastní displej, mohou mít hry uložené v paměti napevno) nebo hybridní (lze připojit k televizi, ale i použít jako handheld – Nintendo Switch). Součástí může být i volant, řadicí páka a pedály (závodní a letecké simulátory).

Brýle pro virtuální realitu mohou fungovat zcela samostatně (mají zabudovaný veškerý potřebný hardware), nebo spolupracují s počítačem, případně s herní konzolí nebo se smartphonem.

IP adresa je logická adresa, jednotný identifikátor zařízení v síti. IP adresu přiděluje správce sítě. Existují 2 verze, původní IPv4 (4 čísla o velikosti 1 bajtu, oddělená tečkou), z důvodu vyčerpání možných kombinací se postupně přechází na IPv6 (8 čísel v hexadecimálním kódu o velikosti 2 bajty, oddělená dvojtečkou). S veřejnou IP adresou lze provozovat síťové služby Internetu (webové stránky, herní servery apod.), s privátní IP adresou je lze pouze využívat (není v síti Internet "vidět"). Místo IP adresy lze používat tzv. doménovou adresu (například seznam.cz).

RAID je technologie, která umožňuje duplicitní ukládání dat pro případ fyzického selhání pevného disku. Používají se technologie prokládání nebo zrcadlení dat nebo jejich kombinace.

Ztrátová komprese je způsob ukládání některých digitálních dat v počítačích, kdy se pomocí speciálního algoritmu zmenšuje objem dat na zlomek původní velikosti. Přitom se některé méně důležité informace ztrácejí a z vytvořených dat již nejdou zpětně rekonstruovat. Ztrátová komprese se nejčastěji používá pro ukládání obrazových a zvukových záznamů, není vhodná pro ukládání například textů. Díky ztrátové kompresi se na CD-ROM vejde i 10 původních nekomprimovaných zvukových CD nebo tisíce obrázků, na DVD se vejde celovečerní film včetně mnoha zvukových doprovodů. Ztrátová komprese používá například formáty JPEG, JPEG 2000, MPEG, MP3, WMA.