Lekcja 23 - Urzadzenia cyfrowe

📚

Teoria

▼

Czym sa urzadzenia cyfrowe?

Urzadzenie cyfrowe to kazde urzadzenie elektroniczne, ktore przetwarza, przechowuje lub przesyla dane w postaci cyfrowej (jako ciagi zer i jedynek - system binarny). W dzisiejszym swiecie otaczaja nas praktycznie wszedzie.

                    Kluczowa cecha: Urzadzenia cyfrowe przetwarzaja informacje w postaci dyskretnej (cyfry 0 i 1), w przeciwienstwie do urzadzen analogowych, ktore operuja na sygnalach ciaglych.
                

Klasyfikacja urzadzen cyfrowych

Urzadzenia cyfrowe mozna podzielic na kilka kategorii:

1. Komputery osobiste (PC)

Komputery stacjonarne (desktopy) - najwieksza moc obliczeniowa, mozliwosc rozbudowy, uzywane w domu i biurze
Laptopy (notebooki) - przenosne, kompromis miedzy wydajnoscia a mobilnoscia
Ultrabooki - bardzo cienkie i lekkie laptopy, dluga praca na baterii
Stacje robocze - wysokowydajne komputery do zastosowan profesjonalnych (grafika 3D, modelowanie)

2. Urzadzenia mobilne

Smartfony - minikomputery z funkcja telefonu, aparat, GPS, czujniki. Systemy: Android, iOS
Tablety - wieksze ekrany niz smartfony, idealne do konsumpcji tresci i notatek
E-czytniki - urzadzenia do czytania e-bookow z ekranami e-ink (np. Kindle)
Smartwatche - zegarki z funkcjami komputera, monitorowanie zdrowia, powiadomienia

3. Internet Rzeczy (IoT - Internet of Things)

Inteligentne glosniki - np. Amazon Echo, Google Home - asystenci glosowi
Smart TV - telewizory z dostepem do internetu i aplikacjami
Inteligentny dom - termostaty, zamki, oswietlenie sterowane zdalnie
Czujniki przemyslowe - monitorowanie maszyn, srodowiska, procesow
Opaski fitness - mierzenie kroków, tetna, snu

4. Serwery i infrastruktura

Serwery - potezne komputery obslugujace uslugi sieciowe (strony www, e-mail, chmura)
Routery i switche - urzadzenia sieciowe kierujace ruchem danych
NAS (Network Attached Storage) - sieciowe dyski do przechowywania danych

Kategorie oprogramowania

Oprogramowanie (software) to programy komputerowe, ktore umozliwiaja dzialanie urzadzen cyfrowych.

Oprogramowanie systemowe

Systemy operacyjne - Windows, macOS, Linux, Android, iOS - zarzadzaja zasobami sprzetu
Sterowniki (drivery) - umozliwiaja komunikacje systemu z urzadzeniami (drukarka, karta graficzna)
BIOS/UEFI - oprogramowanie ukladowe, uruchamia sie przed systemem operacyjnym

Oprogramowanie uzytkowe (aplikacje)

Pakiety biurowe - Microsoft Office, LibreOffice, Google Workspace
Przegladarki internetowe - Chrome, Firefox, Edge, Safari
Programy graficzne - GIMP, Photoshop, Inkscape
Srodowiska programistyczne (IDE) - PyCharm, VS Code, Thonny
Komunikatory - Teams, Discord, Slack
Gry komputerowe - rozrywka, ale tez narzedzia edukacyjne

Oprogramowanie w chmurze (SaaS)

Google Docs / Sheets - edycja dokumentow online
Spotify, Netflix - strumieniowanie mediow
Dropbox, Google Drive - przechowywanie plikow w chmurze

                    Trend: Coraz wiecej oprogramowania dziala w modelu SaaS (Software as a Service) - nie trzeba instalowac programow lokalnie, korzystamy z nich przez przegladarke internetowa.
                

Parametry techniczne urzadzen

Przy wyborze urzadzenia cyfrowego warto zwrocic uwage na:

Procesor (CPU) - "mozg" urzadzenia, mierzony w GHz i liczbie rdzeni
Pamiec RAM - pamiec operacyjna, wplywa na wielozadaniowosc (4-64 GB)
Dysk (HDD/SSD) - przechowywanie danych, SSD jest znacznie szybszy
Karta graficzna (GPU) - wazna dla gier, grafiki, AI
Ekran - rozdzielczosc (np. Full HD, 4K), typ panelu (IPS, OLED)
Bateria - pojemnosc mAh, czas pracy

✏️

Zadania

▼

Latwe

Zadanie 1: Klasyfikacja urzadzen

Przyporzdkuj ponizsze urzadzenia do odpowiednich kategorii (komputer osobisty, urzadzenie mobilne, IoT, serwer/siec):

Kindle, router Wi-Fi, MacBook Air, termostat Nest, iPhone 15, serwer Dell PowerEdge, Apple Watch, komputer stacjonarny do gier, inteligentna zarowka Philips Hue, tablet Samsung Galaxy Tab.

Pokaz rozwiazanie

Komputery osobiste:
- MacBook Air (laptop/ultrabook)
- Komputer stacjonarny do gier (desktop)

Urzadzenia mobilne:
- Kindle (e-czytnik)
- iPhone 15 (smartfon)
- Apple Watch (smartwatch)
- Samsung Galaxy Tab (tablet)

IoT:
- Termostat Nest (inteligentny dom)
- Inteligentna zarowka Philips Hue (inteligentny dom)

Serwery/Siec:
- Router Wi-Fi (urzadzenie sieciowe)
- Serwer Dell PowerEdge (serwer)

Latwe

Zadanie 2: Oprogramowanie - systemowe czy uzytkowe?

Okresl, czy ponizsze programy to oprogramowanie systemowe czy uzytkowe: Windows 11, Google Chrome, sterownik drukarki HP, Microsoft Word, BIOS, Spotify, Linux Ubuntu, GIMP, Python 3.12, sterownik karty graficznej NVIDIA.

Pokaz rozwiazanie

Oprogramowanie systemowe:
- Windows 11 (system operacyjny)
- Sterownik drukarki HP (sterownik)
- BIOS (oprogramowanie ukladowe)
- Linux Ubuntu (system operacyjny)
- Sterownik karty graficznej NVIDIA (sterownik)

Oprogramowanie uzytkowe:
- Google Chrome (przegladarka)
- Microsoft Word (edytor tekstu)
- Spotify (aplikacja muzyczna)
- GIMP (program graficzny)
- Python 3.12 (srodowisko programistyczne)

Srednie

Zadanie 3: Porownanie urzadzen

Stworz tabele porownawcza trzech wybranych urzadzen cyfrowych (np. smartfon, laptop, smartwatch). Porownaj je pod wzgledem: procesora, pamieci RAM, pojemnosci dysku, rozdzielczosci ekranu, systemu operacyjnego, typowych zastosowan, wad i zalet. Mozesz uzyc aktualnych modeli z internetu.

Pokaz przykladowe rozwiazanie

Przykladowa tabela porownawcza:

| Cecha           | Smartfon          | Laptop             | Smartwatch       |
|-----------------|-------------------|--------------------|------------------|
| Procesor        | A17 Pro / Snap 8  | Intel i7 / M3      | S9 / Exynos W920 |
| RAM             | 6-8 GB            | 8-32 GB            | 1-2 GB           |
| Dysk            | 128-512 GB        | 256 GB - 2 TB SSD  | 16-64 GB         |
| Ekran           | 6.1" OLED 2556x1179 | 14" IPS 1920x1080 | 1.9" AMOLED 396x484 |
| System          | iOS / Android     | Windows / macOS    | watchOS / WearOS |
| Zastosowania    | Komunikacja, foto | Praca, nauka, gry  | Zdrowie, sport   |
| Zalety          | Mobilnosc, aparat | Moc, klawiatura    | Zawsze przy sobie|
| Wady            | Maly ekran        | Waga, rozmiar      | Maly ekran       |

Trudne

Zadanie 4: Projekt IoT

Zaprojektuj inteligentny system domowy skladajacy sie z minimum 5 urzadzen IoT. Dla kazdego urzadzenia opisz: nazwe, funkcje, jak komunikuje sie z innymi urzadzeniami, jakie dane zbiera. Narysuj schemat polaczen miedzy urzadzeniami.

Pokaz przykladowe rozwiazanie

PROJEKT: Inteligentny dom "SmartHome 2025"

1. Centralny hub (np. Home Assistant na Raspberry Pi)
   - Funkcja: Zarzadza wszystkimi urzadzeniami
   - Komunikacja: Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth
   - Dane: Logi zdarzen, harmonogramy

2. Inteligentny termostat (np. Nest)
   - Funkcja: Regulacja temperatury
   - Komunikacja: Wi-Fi -> hub
   - Dane: Temperatura, wilgotnosc, obecnosc domownikow

3. Czujnik ruchu i kamery (np. Ring)
   - Funkcja: Bezpieczenstwo, monitoring
   - Komunikacja: Wi-Fi -> hub -> chmura
   - Dane: Obraz wideo, detekcja ruchu

4. Inteligentne zarowki (np. Philips Hue)
   - Funkcja: Oswietlenie, automatyzacja
   - Komunikacja: Zigbee -> hub
   - Dane: Stan (on/off), jasnosc, kolor

5. Inteligentny zamek (np. Nuki)
   - Funkcja: Zdalne otwieranie drzwi
   - Komunikacja: Bluetooth -> hub
   - Dane: Kto i kiedy otwieral drzwi

6. Czujnik jakosci powietrza
   - Funkcja: Pomiar CO2, PM2.5
   - Komunikacja: Wi-Fi -> hub
   - Dane: Stezenie zanieczyszczen

SCHEMAT POLACZEN:
  Czujnik ruchu --Wi-Fi--> HUB <--Zigbee-- Zarowki
  Termostat -----Wi-Fi--> HUB <--BT------ Zamek
  Czujnik pow. --Wi-Fi--> HUB
                           |
                       [Internet]
                           |
                    [Aplikacja mobilna]

🎥

Materialy wideo

▼

Notion Najlepsze Narzędzie do Organizacji Pracy i Życia Aplikacja do Zarządzania Czasem Projektami

NetGonet

Building a computer - computer science lesson

Zygmunt Pilarek o Edukacji

🎧

Podcasty

▼

✔️

Quiz - sprawdz sie!

▼

📜

Podstawa programowa

▼

Lekcja 23: Urzadzenia cyfrowe - mozliwosci i oprogramowanie