Vitajte na stránke informatikaa.wbl.sk v sekcii Počítače - hardvér
Úpravu tohto bloku zahájite dvojklikom...
Počítač I.
Počítače - urýchlenie niektorých fáz spracovania informácii, najmä kde boli potrebné zložité výpočty,
ktoré počítač dokázal vypočítať podstatne rýchlejšie ako tím ľudí (odtiaľ aj názov počítač).
Neskôr dokázali počítače informácie dlhodobo uchovať a v budúcnosti sa k nim vrátiť, tým pádom
začali slúžiť aj ako zdroj informácií pre spracovanie.To umožnilo nástup úplne nových technológií, pri
ktorých sa počítač používal už vo všetkých fázach práce s dátami. Takéto technológie dostali názov informačné
technológie a zahrňujú všetky prostriedky (najmä hardware, software a know-how), ktoré sa využívajú
k získavaniu, spracovaniu, prenosu, prezentácii a uchovaniu dát a informácií.
Prvé elektronické počítače v dnešnom slova zmysle boli vyvinuté v priebehu 2. svetovej vojny (projekt ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Calculator – university v Pensylvánii) za významného prispenia geniálneho
matematika Johna von Neumanna. John von Neumann (pôvodne maďarsky Neumann János) (* 28. december 1903, Budapešť– † 8. február 1957, Washington) bol maďarský matematik židovského pôvodu, ktorý značnou
mierou prispel k vedným odborom ako sú kvantová fyzika, funkčná analýza, teória množín,ekonomika, informatika, numerická analýza, hydrodynamika, štatistika a mnoho ďalších matematických disciplín.
Táto architektúra predpokladá, že počítač funguje čisto sekvenčne a počítač sa nemá prispôsobovať potrebám
aplikácie svojou štruktúrou, ale výlučne iba použitým programom. Významným teoretickým základom pre číslicové počítače je ich abstraktný model publikovaný anglickým matematikom Alanom M. Turingom v roku 1936. V tejto súvislosti sa základným pojmom informatiky stáva pojem algoritmus. Alan Mathison Turing, (23 June 1912 – 7 June 1954) bol English mathematician, logician a cryptographer.
Počítač - zloženie
- hardvér (hardware) rozumieme technické vybavenie počítača, t.j. všetky jeho materiálne (pevné) časti (hard = pevný, ware = výrobok), ktoré sú vzájomne poprepájané a spolu tvoria jeden celok - počítač.
- softvér (software) rozumieme programové vybavenie počítača, t.j. súhrn programov a informácií, ktoré riadia činnosť pevných častí počítača t.j. hardvéru.
Delenie a typy počítačov I
vnútorná architektúra,
počet a rýchlosť procesorov, kapacita vnútornejpamäte,
kapacita vonkajšej pamäte,
počet používateľov,
cena.
Základné skupiny počítačov podľa uvedených kritérií sú
superpočítače – vesmírny výskum, hydrometeoroógia
strediskové počítače (mainframes) – IS, veľa užívateľov,
počítače strednej triedy (servre, výkonné pracovné stanice)
osobné počítače – desktop, laptop, notebook, sieť. terminál,palmtop, komunikator, diar, multimediálne minipočítače
Delenie a typy počítačov II
Superpočítače:
- Veľký počet mikroprocesorov
- Obrovská vnútorná a vonkajšia pamäť (pamäťové média)
- Milióny dolárov
- Vesmírny, molekulárny, chemický výskum
Strediskové počítače (mainframes, main-frames computers):
- Veľký počet užívateľov – terminály
- Riadiace počítače – informačné systémy veľkých firiem
- Dôraz na bezpečnosť – dôležité firemné informácie
- Zálohovanie dát – niekoľko násobne poistené zálohy
- Letecké spoločnosti, banky, závody
Delenie a typy počítačov II
Počítače strednej triedy:
- Servre a pracovné stanice
- Architektúrou sa nelíšia od osobných počítačov
- Rozdiel je výkone, lepšia konfigurácia
- Server (sluha) – centrum siete – k nemu sú pripojení klienti
Typy servrov (podľa funkcie):
- Súborové servre
- Tlačové servre
- Databázové servre
- Fax servre, WWW servre, poštové servre
- Aplikačné servre
Pracovné stanice – spracovávanie grafiky
Delenie a typy počítačov III
- Osobné počítače – personal Computers - PC
- Stolné PC – desktop – IBM a Macintosh
- Prenosné – laptop alebo notebook
- Sieťové (network computers)
- Intelligent terminal
- Dumb terminal
- Minipočítače – palmtop, ipod, vreckové počítače, diare, smartphony
- Multimediálne minipočítače
- Tablety
Zloženie počítača
Jadro počítača tvoria mikroprocesor (CPU), vnútorná (operačná) pamäť (RAM) a základná doska (MB)
Ostatné časti počítača, ktoré sú do jadra zapojené, spoločne voláme prídavné (periférne) zariadenia (peripheral devices)
pevný (hard) disk, grafická karta, monitor, klávesnica, myš, tlačiareň, zvuková karta, sieťová karta, pružný (floppy) disk, CD ROM, modem, ...
Špecifickou časťou počítača je skrinka, v ktorej sa nachádzajú vybrané časti počítača a ktorej súčasťou je aj zdroj ich elektrického napätia.
Mikroprocesor (CentralProcessing Unit, CPU)
- základná operačná (aritmeticko-logická) a riadiaca jednotka počítača vykonáva rôzne aritmetické operácie (sčítanie, násobenie...) a nearitmetické operácie (rozhodovacie, logické, posuvy a iné).
- Operačná (taktovacia) rýchlosť mikroprocesora je počet základných (elementárnych) operácií ktoré mikroprocesor vykoná za 1 sekundu – GHz (viac ako 3GHz)
- INTEL procesory – Celeron, Pentium 4, Pentium D, Core2 Duo, Centrino (Notebook), ...
- AMD procesory – Sempron, Atlon, Opteron...
Matičná doska („podvozok“ PC)
prepája zbernicou (BUS) všetky ostatné časti počítača
Charakter základnej dosky určuje možný minimálny a maximálny výkon počítača ako celku ako aj charakter použiteľných
prídavných (periférnych) zariadení.
Základná doska má plochý tvar (typickými rozmermi tzv. ATX dosky sú 305 x 230 mm) a skladá sa najmä z mikročipov,
plošných spojov a rozhraní na pripojenie rôznych periférnych zariadení, konektorov a káblov.
Vlastnosti matičnej dosky
Typ zásuvky pre mikroprocesor (CPU socket) a maximálna taktovacia frekvencia (CPU speed) (socket 478, 754, 940, ...)
Rýchlosť zbernice (BUS speed) – napr. pre Intelpentium 4 - 400 – 800MHz
Počet zásuviek pre pamäť (memory socket) a typ akceptovateľných pamäti – RIMM, DIMM SDRAM, DDR, DDR2, XMS (Xtreme Memory Speed)
Typ a maximalná frekvencia radiča pevného disku – ATA, ULTRA ATA, PATA, SATA, SCSI
Typ a maximalná frekvencia rozhrania pre grafickú kartu (video card slot)– AGP8x
Ďalšie vlastnosti matičnej dosky
- Typy a počet rozhraní pre ďalšie zariadenia expansion slot) – 3-5 PCI sloty, CNR slot, zastaralé ISA
- Existencia integrovaných zariadení (built in/integrated audio/video card) – v súčasnej dobe dosky s integrovanou zvukovou, grafickou kartou, modemom, či sieťovou kartou – nároky na RAM, menej výkonné, ale postačujúce
- Vstupno – výstupný radič – (I/O controller) – rozhrania pre klávesnicu, myš, pružný disk, sériový a paralelný port, napájanie,
- chipset, bios, rozmery
Pamäť I.
Na uchovanie dát potrebných pri činnosti počítača
Podľa toho, kde sa uchovávajú potrebné údaje (nazákladnej doske, či mimo nej) delíme na vnútornú a vonkajšiu pamäť
Základné vlastnosti pamäte sú:
- Kapacita
- Typ a rýchlosť zbernice prepájajúce pamäť so základnou doskou
- Rýchlosť prenosu dát
- Priemernú prístupovú dobu k požadovaným dátam
Vnútorná pamäť RAM a ROM
- RAM (Random Access Memory) - 256, 512,MB, 1GB – mikročip
- SIMM, DIMM, RIMM SDRAM, DDRAM, DDR2, XMS
- Rýchlosť 533MHz/400MHz, 333MHz/266MHz
- Prístupová doba – menej ako 10ns
- Cache pamäť – priamo v procesore, alebo doske – vyrovnávacia pamäť
- ROM (Read Only Memory) – BIOS – otestovanie integrity PC – nemení sa obsah
Vonkajšia pamäť
Tvoria ju periférne zariadenia určené k uchovaniu údajov
Nižšia prístupová doba, nižšia prenosová rýchlosť, vyššia kapacita a trvalé uchovanie údajov aj po vypnutí prúdu
Možnosť vybrať, odpojiť a použiť v inompočítači – prenášanie údajov
Záloha údajov
Nižšia cena za 1MB ako u vnútornej
Typy vonkajšej pamäte
- Pružný disk (floppy disk – disketová mechanika)
- Pevný disk (Hard disk)
- CD ROM
- DVD RAM
- USB kľúče
- Flash/memory card
- ZIP
- Jazz
- Pamäťové páskové zariadenia
Floppy disk
Disketa – 5,25, 3,5 (merané v palcoch – inch)
Zariadenie na čítanie – disketová mechanika
Kapacita 1,44MB
Citlivé na mechanické poškodenie a elektromagnetické polia
Nízka životnosť
Hard disk - pevný disk
Niekoľko magnetických diskov nad sebou
Kapacita – 340MB – 1TB
Vlastnosti:
- Maximálny počet otáčok – 5400 – 7200 rpm, 10000, 15000rpm otáčok za minútu (SCSI)
- Typ a frekvencia radiča – P/ATA – 133MHz, SATA, SCSI – 160MHz
- Prístupová doba – do 10mili sekund (8ms)
- Cache – 8MB
- Prenosová rýchlosť
- RAID – technológia zoskupenia viacerých diskov – navonok ako 1 disk
- RAID 0 – rozdeľovanie dát
- RAID 1 – mirroring
- Prenosné disky – externé disky
CD disky
Čítanie a zápis údajov – optická technológia zápisu laserom
Kapacita – 650 – 750 MB
74 – 80 min záznamu hudby v CD kvalite
Zariadenie – CD ROM – čítanie, CD napaľovačky – čítanie a zápis – špeciálne prepisovateľné média
Najčastejšie používané na prenos multimédií a softvéru
Odolnejšie voči vonkajším vplyvom
Rýchlosť – 52x čítanie, 52x zápis (8x - zvukové)
DVD disky
Čítanie a zápis údajov – optická technológia zápisu laserom
Kapacita – 4,3GB - 17GB – závisí od technológie zápisu a type média (obojstranné)
Zariadenie – DVD ROM – čítanie DVD a CD, DVD combo – čítanie CD a DVD, napaľovanie CD, DVD napaľovačky – čítanie a zápis CD a DVD
Najčastejšie používané na prenos multimedií a softvéru
Odolnejšie voči vonkajším vplyvom
Rýchlosť – 32x čítanie, 24x zápis – závisí od technológie (4x)
Blue ray technológia
Blue Ray - modrý lúč - jeden z najnovších formátov vysokokapacitných optických diskov určených primárne pre uloženie videa vo vysokom rozlíšení a/alebo veľkého množstva dát.
- vyššia kapacita v každej vrstve - 25 GB (oproti 15 GB)
Názov Blu-ray je odvodený od farby vlnovej dĺžky lasera (405 nanometrov) – klasicke DVD červený laser s vlnovou dĺžkou 650 nm.
Blu-ray disk (BD) – jednovrstvový - 23,3, 25 alebo 27 GB dát (4 hodiny videa so zvukom vo vysokom rozlíšení)
Dvojvrstvový BD - 46,6, 50 alebo 54 GB 100 a 200 GB – 4,8 vrstvové sú vo vývoji.
Výroba 8 cm diskov - digitálne videokamery -15,6 GB v dvoch vrstách.
Ostatné pamäťové média
- USB kľúče – 128MB – 16GB a viac, kombinácia multimediami (MP3 prehrávače) - flash
- Flash/memory card – digitálne fotoaparáty, notebooky, mobilné telefóny, vreckové počítače
- ZIP – podobné floppy disk 100 – 250MB
- Jazz disky – 1GB
- Pamäťové páskové zariadenia – pásky DAT –10–40GB, Travan – 2-20GB, DLT 10-70GB, LTO pásky – 200GB
Vstupné zariadenia
- Klávesnica – klávesové skratky – CTRL+S, ALT+TAB, ALT+F4
- Myš – pohyb kurzora, optická myš, koliesko – rolovanie v okne, lietajúca myš, joystick
- touchpad (dotyková plôška), trackpoint (dotykový bod) alebo trackball (guľový ovládač),tauchscreen, svetelné pero.
- Scanner + OCR (Optical Character Recognizing)
- Web kamera, digitálny fotoaparát, digitálna kamera – optické vstupné zariadenia
Výstupné zariadenia
- Grafická karta – veľkosť a spôsob komunikácie s MB
- Monitor – veľkosť, rozlišovacia schopnosť, obnovovacia frekvencia
- Obrazové (1024x768)
- LCD + plazmové (1600x1200)
- dataprojektory
- Tlačiareň
- Ihličková
- Atramentová
- Laserová
- Ploter
- Zvuková karta + reproduktory
Grafická karta
- Grafická karta (grafický adaptér) je časť počítača, ktorá zabezpečuje zobrazenie informácií na zobrazovacej jednotke, napríklad na monitore.
- Grafická karta je kombináciou (grafickej) pamäte (obvykle DRAM resp. jej modernejšie verzie) a videoprocesora.
- Videoprocesor pravidelne číta obsah grafickej pamäte a vysiela jej obsah do monitora prostredníctvom analógového (VGA) alebo digitálneho (LVDS) rozhrania. Karta tiež obsahuje logiku (ako súčasť videoprocesora), ktorá zabezpečuje nekonfliktný prístup CPU počítača a videoprocesora do grafickej pamäte.
- V moderných videokartách je videoprocesor zložitejšie zariadenie (GPU), ktoré samostatne plní či modifikuje videopamäť na základe pokynov CPU, čím CPU odľahčuje (akcelerácia).
- Niekedy, najmä u lacnejších počítačov, je grafický adaptér integrovaný na matičnej doske, prípadne priamo integrovanou súčasťou čipovej sady. Obvykle je potom grafická pamäť zdieľaná s operačnou pamäťou procesora.
- Dôležité parametre grafickej karty sú: rýchlosť (bodová frekvencia/riadková a snímková frekvencia) a veľkosť pamäte a typ zbernice, prostredníctvom ktorej je pripojená do počítača.
- Hlavní výrobcovia grafických kariet ATI Technologies, nVidia, 3dfx (spoločnosť sa zlúčila s firmou nVidia a samostatne už neexistuje)
Monitor I
- displej slúžiaci na zobrazovanie textových a grafických informácií v oblasti počítačov, najmä na zobrazovanie hlásení o stave systému a priebehu jeho činnosti (odtiaľ pochádza aj názov monitor).
Na rozdiel od televízora obvykle nie je vybavený vysokofrekvenčným vstupným obvodom, resp. tunerom. Signál je do monitora prenášaný analógovo alebo digitálne.
Zobrazovací prvok monitora môže byť klasická obrazovka (s príslušenstvom), LCD, plazmový displej, LED a iné displeje („obrazovky“).
Veľkosť monitora sa udáva v palcoch, pričom existujú monitory od 14" až po 29".
Parametre monitorov:
Kvalita monitora je tým vyššia, čím vyššia je jeho šírka pásma, ktorá sa udáva v MHz a predstavuje počet bodov (pixelov), ktoré dokáže monitor zobraziť za sekundu; a súvisí aj s rozsahom horizontálnej a vertikálnej obnovovacej frekvencie.
Čím vyššiu bodovú frekvenciu dokáže monitor zobraziť, tým vyššie rozlíšenie je na ňom možné dosiahnuť a tiež
aj vyššiu obnovovaciu frekvenciu.
Väčšinou platí pravidlo, čím väčšia plocha monitora, tým väčšia šírka pásma a obnovovacia frekvencia, niekedy
to však nemusí platiť, najmä pri porovnaní vysokokvalitných menších monitorov a menej kvalitných veľkých monitorov.
Tlačiareň
Ihličková
Atramentová
Laserová
Ploter
Termosublimačné
- Parametre
- DPI – dot per inch
- Rýchlosť tlače - 1strana, počet za 1min
Zvuková karta
Zvuková karta je časť počítača, ktorá zabezpečuje zvukový vstup a výstup.
Je kombináciou digitálno-analógového prevodníka, analógových obvodov (zosilňovačov, filtrov, mixérov) a riadiacej elektroniky, ktorá riadi analógovú časť a zabezpečuje pravidelný prenos údajov z a do
hlavnej pamäte počítača.
Pripojenie k PC býva:
rozširujúcou zbernicou PC (dnes PCI, kedysi ISA)
zvláštnym tzv. riserovým rozhraním
vonkajšou rýchlou zbernicou (USB, Firewire)