jen pro potřebu žáků SŠGS

Transkript

1 Počítačová sestava Počítačovou sestavou rozumíme souhrn všech hmotných dílů, ze kterých se skládá počítač, a nehmotného vybavení takového počítače. Hmotné díly se nazývají hardware a nehmotné vybavení je software. Software jsou programy, data, informace atd V této kapitole se budeme zabývat hardwarem. Schéma hardware počítačové sestavy Pokud si odmyslíme všechny kabely, kterými jsou jednotlivé díly sestavy připojeny do elektrické zásuvky, zjistíme, že počítačová sestava je propojena velmi jednoduše. Ústředním členem je tzv. základní jednotka, plechová skříň stojící nejčastěji vedle monitoru nebo v přihrádce stolu vedle židle. Někdy mívá i jiné provedení (ležatá bedna pod monitorem nebo stojatá vedle stolu). Počítačová sestava se obvykle zapíná pomocí tlačítka na základní jednotce. Většina ostatních dílů připojených k základní jednotce slouží ke komunikaci uživatele s počítačem. Takovým dílům říkáme periferie. Periferie rozdělujeme na vstupní a výstupní podle toho, jestli pomocí nich vstupují informace do základní jednotky a nebo naopak z něj vystupují. Schéma počítačové sestavy vypadá tedy takto: vstupní periferie výstupní periferie klávesnice myš, joystick mikrofon scanner základní jednotka MP3 přehrávač monitor reprobedny tiskárna další zařízení modem fotoaparát Další zařízení jsou taková, která neslouží ke komunikaci uživatele s počítačem (modem, ), popřípadě taková, která jsou vlastně samostatná zařízení i bez počítače (MP3 přehrávač, fotoaparát, videokamera, ). 1 / 12

2 Popis výstupních periferií Monitor - pro nákup monitoru není potřeba vědět žádné parametry počítače (každý monitor lze připojit ke každému počítači) - základními parametry při rozhodování jsou provedení (klasický monitor, plochý panel) a velikost (úhlopříčka obrazovky - v palcích (inch), běžně 15, 17, 19 ) - plochý panel ušetří místo na stole, má větší obraz (při stejné zvolené úhlopříčce), obraz je ostřejší a nebliká méně unavuje oči; plochý panel je ale dražší - obraz pro monitor vytváří tzv. grafická karta v základní jednotce, monitor jej jen zobrazuje - multimediální monitor obsahuje reprobedny (ty jsou ale kvůli své velikosti málo kvalitní) Reprobedny, sluchátka - aktivní nebo pasivní - aktivní mají svůj zesilovač (basy, výšky, balance, zesílení), nutno napájet (adaptér), na jedné bedně ovládací prvky - sluchátka jsou většinou pouze pasivní (lze připojit obyčejná sluchátka k walkmanu nebo jinému přehrávači), počítačová sluchátka mohou být i s mikrofonem - se zvukem pracuje v základní jednotce tzv. zvuková karta, přes kterou jsou reprobedny, sluchátka, mikrofon popř. další zvuková zařízení připojena - některé zvukové karty umožňují připojit více kusů reprobeden, např. 4+1 systém Tiskárny Základní rozdělení tiskáren podle způsobu tisku. Máme tři typy, které se běžně používají v kancelářích i doma tiskárny jehličkové, inkoustové a laserové. Existují i další typy tiskáren tepelné, voskové,, které se ale nepoužívají běžně, ale spíše k přesně stanoveným úkolům. Přehled tiskáren ukazuje následující tabulka: Typ Princip tisku Výhody Nevýhody jehličkové v tiskové hlavě, která jezdí doleva a doprava, jsou umístěny drátky (jehličky), které narážejí přes barvicí pásku do papíru a zanechávají otisky tečky, z těch jsou složena písmena různých tvarů a velikostí, čáry i obrázky barvicí páska může být barevná umožňuje barevný tisk, ale ten se téměř nepoužívá levný tisk tisk přes kopírák hlučné pomalé nekvalitní tisk barvicí páska se postupně vypisuje a bledne 2 / 12

3 Typ Princip tisku Výhody Nevýhody inkoustové laserové v tiskové hlavě, která jezdí doleva a doprava, jsou umístěny trysky, z nich vystřikuje inkoust na papír, z kapiček je složen celý obraz tiskárna obsahuje několik barev inkoustu, ze kterých se skládají všechny odstíny světlo laseru dopadá na určená místa na citlivém válci (selen) a způsobuje na nich vyrušení elektrostatického náboje, na místa, která zůstanou nabitá, se přichytí prášek (toner), který je přenesen následně na papír a zapečen vysokou teplotou barevný tisk je možný, ale tiskárna musí obsahovat čtyři válce, čtyři barvy prášků a musí být zajištěn přesný soutisk barevných složek, tiskárna je značně velká a drahá, používá se zřídka mnohdy se kombinuje s kopírkou (tisk i formátu A3) kvalitní tisk, tiché rychlé stejná sytost tisku po celou dobu nejkvalitnější a trvanlivý tisk tiché rychlé levný tisk drahý tisk rozpíjí se při styku s vodou nestálobarevné na světle (slunci) reálně jen A4 většinou pouze černý tisk většinou pouze A4 Vstupní periferie Klávesnice Jednotlivé oblasti na běžné klávesnici jsou (4) - klávesnice psacího stroje (1), - klávesnice numerická (2), - kurzorové klávesy (3), - funkční klávesy (4) (1) (3) (2) Běžná klávesnice stojí 100,- až 200,- Kč. Existují i dražší klávesnice - ergonomické typy, speciální tlačítka navíc, atd - LED indikátory stisknutí tlačítek (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock) - nastavitelné nožky pro lepší sklon kláves, umělohmotový výlisek před klávesnicí pro podložení zápěstí Myš Myš je nejpoužívanější polohovací zařízení. Polohovací zařízení mají za úkol nastavovat polohu kurzoru na obrazovce. Myši se vyskytují v několika variantách. Pokud jde o princip snímání pohybu, jde o myši kuličkové nebo optické. Podle připojení k počítači rozlišujeme myši klasické (připojené drátem) a myši bezdrátové. 3 / 12

4 Princip kuličkové myši - pohyb kuličky se rozkládá pomocí válečků do dvou kolmých os, systémem kotouče s otvory a fotočlenů se snímá rychlost a směr otáčení válečků a z těchto informací v počítači program (ovladač myši) zase propočítá pohyb kurzoru a ten zobrazí na monitoru. přítlačný váleček kulička válečky kotouč s otvory fotočleny Kulička ale zanáší do mechaniky nečistoty a proto je potřeba myš čistit. Čištění vespod odstranit mezikruží, vytáhnout kuličku a mechanicky očistit válečky, a umýt kuličku. Potom opět složit!!! Optická myš využívá výhod bezkontaktního snímání pohybu, proto není potřeba myš tak složitě čistit. Bezdrátová myš obsahuje baterie, které je potřeba vyměňovat nebo nabíjet. Bezdrátová myš komunikuje se zařízením, které je k počítači připojeno. Běžný dosah bezdrátové komunikace bývá okolo jednoho metru. Dalšími polohovacími zařízeními jsou Trackball Princip je podobný jako kuličková myš (obrácená na záda ). Kuličkou se hýbe přímo prstem. Použití - u notebooků, tam je zabudovaný (nepotřebuje rovnou plochu jako myš). Stejná nevýhoda nutnost rozebírání a čištění. Touchpad Dotyková destička, po které se jezdí prstem. Použití u notebooků. Není nutno čistit. Trackpoint Maličká páčka umístěná přímo na klávesnici mezi klávesami (podporuje ji firma IBM). Málo rozšířená. 4 / 12

5 Joystick Zařízení sloužící výlučně ke hrám. Existují různá provedení (páka, kříž, volant ). Mikrofon Je to technicky stejné zařízení jako běžný mikrofon. K počítači se prodává většinou jako součást sluchátek nebo se speciálním stojánkem. Scanner Scanner je vlastně opakem tiskárny. Převádí fyzickou předlohu na obrázek do počítače. Předloha je snímána po řádcích po jednotlivých bodech. Barva bodů je převáděná do počítače. Velikost řádků a bodů je dána rozlišením scanneru. Rozlišení se pohybuje i v tisících DPI (DPI dots per inch bodů na palec). Např. rozlišení 2400 DPI znamená, že na vzdálenost jednoho palce (2,5 cm) je 2400 řádků, popř. bodů. Jeden bod má tedy velikost asi setinu milimetru. Scanner většinou rozlišuje 16,7 miliónů barevných odstínů. Je to více než dokáže rozlišit lidské oko. Scannery se vyrábějí ve dvou provedeních stolní a ruční. Stolní vypadají jako malá kopírka. Většinou dokážou skenovat do velikosti A4. Ruční scannery jsou méně přesné. Pracují s rozlišením do 400 DPI a rozlišují většinou jen odstíny šedi (256 odstínů). Je ale pomocí nich možno skenovat i jiné předlohy než jen na listech papíru (např. z krabic ve skladu, atd.) Čtečka čárového kódu Je to vlastně nejjednodušší scanner. Jeho rozlišení je jen okolo 50 DPI, nerozlišuje ani úrovně šedé, ale pouze černou a bílou. Nemusí ani číst celou plochu čárového kódu. Stačí přečíst jediný řádek, který protne všechny čáry kódu. 5 / 12

6 Základní jednotka Následující schéma zachycuje činnosti probíhající v základní jednotce. Nejedná se tedy zatím o popis dílů základní jednotky. Schéma, které je uvedeno dále, se nazývá Von Neumannovo blokové schéma počítače. John Von Neumann jej vytvořil ve čtyřicátých letech 20. století. Teprve později byly podle něj stvořeny první počítače. Na dnešní dobu je to velmi zjednodušené schéma, ale stále velmi dobře popisuje děje, které probíhají uvnitř základní jednotky. Obsahuje pět bloků (žluté obdélníky), které si popíšeme. ALU (aritmeticko logická jednotka) Je to blok, který počítá nebo-li zpracovává data. Operační paměť Paměť obsahuje všechna potřebná data, se kterými je potřeba v danou chvíli pracovat. Tato data se v potřebnou chvíli dostávají do ALU, odkud se po zpracování vracejí zpět do paměti. Tato paměť se při přerušení el. napájení (vypnutí počítače) smaže. Vstupní obvody Data se do operační paměti dostávají přes vstupní obvody. Právě ke vstupním obvodům jsou připojena vstupní zařízení (klávesnice, myš ). Tyto obvody převádějí informace ze vstup. periferií do dvojkové soustavy (jedničky a nuly), která jde uložit do operační paměti. 6 / 12

7 Výstupní obvody Výstupní obvody převádějí data uložená v paměti (jedničky a nuly) do podoby potřebné k výstupu na výstupní periferie (monitor, tiskárna ), která jsou zvenku připojena. Řadič Řadič řídí ostatní bloky počítače. Sám se řídí podle programu, který je uložen v operační paměti. Šipky Ve schématu je červenými silnými šipkami zobrazen tok dat. Tenké černé šipky představují řídící povely. A dále skutečný vzhled základní jednotky Procesor Řadič a ALU jsou vyrobeny jako jedna součástka procesor. Procesor tedy zastává dvě funkce počítače řídí jeho chod a zpracovává data. Na kvalitě procesoru závisí ve velké míře výkon počítače. Proto se často setkáme s tím, že při řeči o počítači jej nazýváme jménem procesoru (např. Já mám doma počítač Pentium 4 ). Procesor je ve skutečnosti jen maličký čip, je ale vyroben jako větší součástka, ay bylo možné vyvést všechny potřebné kontakty (moderní procesory jich mají přes 500). Kvůli vysokým výkonům se procesor silně zahřívá a je tedy jej nutno chladit. Chladič bývá pasivní (hliníkový žebrovaný plech) i aktivní (větráček napájený elektrickou energií). Základní deska (motherboard) Z laického pohledu slouží základní deska k propojení jednotlivých dílů základní jednotky. Obsahuje velkou spoustu konektorů, do kterých se jednotlivé díly zasunou (bez pájení, lepení, či jiného složitého upevňování). Na základní desce je tedy konektor pro připojení procesoru. Samozřejmě, že typ desky a procesoru se musí shodovat. 7 / 12

8 Na obrazku vlevo je příklad základní desky s popisem Power Connector připojení elektrického napájení k desce (napájí se napětím do 12 voltů). ZIF Socket sem se vkládá procesor Memory Banks tři konektory pro připojení operační paměti EIDE konektory pro připojení dalších druhů pamětí (pevných disků, CD a DVD mechanik) Floppy Connector - možnost připojení disketové mechaniky PCI, popř. ISA Slots připojení tzv. Karet Karty Jsou to menší desky, které slouží pro připojení určitých vstupních a výstupních periferií. Obsahují tedy ony vstupní nebo výstupní obvody. Některé mohou mít opět vlastní větráčky pro ochlazení výkonných čipů. Podle toho, které periferie připojují, se karty nazývají síťová karta slouží pro připojení počítače do počítačové sítě grafická karta slouží pro připojení monitoru a pro vytváření obrazu pro monitor zvuková karta slouží k připojení zvukových zařízení (sluchátka, bedny, mikrofon, ) modemová karta obsahuje celé zařízení modem, slouží pro propojení počítačů pomocí analogové (obyčejné) telefonní linky. Modem může být také proveden jako samostatné zařízení (externí), tedy krabička, která se k základní jednotce připojuje zvenku televizní karta slouží k připojení TV signálu z antény nebo videosignálu, s možností sledování programu přímo na monitoru, záznamu pořadu atd 8 / 12

9 Některé karty mohou být již integrovány na samotné základní desce. Pozná se to nejsnáze tak, že již samotná základní deska má na okraji příslušné konektory pro připojení sítě, monitoru, popř. zvukových zařízení. Vnější konektory Bývalo pravidlem, že pro každou periferii se používal jiný typ konektoru, takže nebylo možno zapojit něco nesprávně. Dnes se dosti často používá pro různá zařízení stejného konektoru (tzv. USB konektoru). Těchto konektorů najdeme na základní jednotce několik (v případě potřeby se dají i větvit) a mnohá zařízení se dají připojit právě díky takovýmto universálním konektorům. Dnes již existují tzv. USB tiskárny, scannery, klávesnice, myši a samozřejmě zařízení obsahující flash paměť (viz dále) MP3 přehrávače, mobilní telefony, digitální fotoaparáty a samostatné Flash paměti nebo čtečky takovýchto pamětí. Operační paměť Fyzicky je to destička s čipy, obsahujícími místo k uložení informací. Informace jsou v ní ale uchovávány pouze po dobu běhu počítače. Při vypnutí počítače, popř. při výpadku el. energie se tato paměť vymaže. O pamětech Jednotka velikosti pamětí V pamětech jsou uloženy všechny informace pomocí jedniček a nul (jsou zakódovány pomocí dvojkové soustavy). Paměť si můžeme představit jako soubor jednotlivých buněk, do nichž se vejde právě jen jedna dvojková číslice, tedy nula nebo jednička. A právě slovní spojení dvojková číslice, anglicky binary digit dalo název jednotce pro označení velikosti takové buňky. Zkrácením vzniklo slůvko bit, což zároveň znamená kousek. 1 bit je tedy velikost jedné buňky paměti a zároveň jde o nejmenší možnou velikost informace. Neexistuje tedy 0,5 bitu nebo 3,2 bitu. Při práci s pamětí (ukládání nebo vybírání dat) se ale nepracuje s jednotlivými bity. V paměti jsou bity sdruženy po osmi do tzv. bytů [bajtů]. 1 byte je tzv. nejmenší adresovatelná část paměti. 9 / 12

10 Pro běžnou práci s pamětí a určování její velikosti se používají násobné hodnoty: 1 KB = 1 kilobyte, předpona kilo- v tomto případě není 1 000, ale (2 10 ) 1 MB = 1 megabyte, podobně je to KB, přibližně milión byte 1 GB = 1 gigabyte, MB, přibližně miliarda byte 1 TB = 1 terabyte, GB, přibližně bilión byte Pozn.: 1 b znamená jeden bit, zatímco 1 B znamená jeden byte. Protože 1KB není přesně B, měl by se správně psát s velkým K. Typy pamětí v počítači Operační paměť je typu RAM (Random Access Memory) a dá se do ní zapisovat, číst z ní i mazat. Smaže se při vypnutí počítače. Řadič potřebuje pro svou práci program v paměti. Při startu počítače v operační paměti ale žádný není. Proto je v počítači na základní desce paměť typu ROM (Read Only Memory), která se nedá vymazat a trvale obsahuje úvodní startovací program. Kapacita je několik KB. Tento úvodní program se aktivuje, pokud je operační paměť RAM smazaná (po zapnutí počítače nebo po stisknutí tlačítka RESET). Program má za úkol dostat do operační paměti RAM základní komunikační program počítače (tzv. operační systém) a jemu předat řízení dalšího chodu. V počítači na základní desce se taky nachází paměť CMOS (je typu RAM, ale nesmaže se, protože je napájena baterkou). Obsahuje údaje o nastavení počítače a je v ní uložen čas (pracuje i při vypnutém počítači). Kapacita je maličká, jenom několik desítek bajtů. Vnější paměti Protože se operační paměť RAM při vypnutí počítače smaže, je potřeba data uchovávat jinde. V počítači je tedy nutná přítomnost dalších, tzv. vnějších pamětí, do kterých informace před vypnutím přesunou a v nichž zůstanou i bez nutnosti napájení elektrickou energií. Takovým pamětem se souhrnně říká vnější paměti. Pozor! Vnější paměti nemusí ležet mimo základní jednotku. Některé leží i uvnitř, ale k základní jednotce jsou funkčně připojeny podobně jako periferie, tzn. přes vstupní a výstupní obvody. V minulosti se používaly různé vnější paměti děrné štítky a děrné pásky, magnetické pásky a výměnné magnetické disky. 10 / 12

11 diskové. Diskové paměti jsou výhodnější než páskové, protože se ke kterémukoliv místu paměti dá dostat mnohem dříve (odpadá nutnost převíjení z jednoho konce na druhý). Z tohoto důvodu jsou dnes téměř všechny vnější paměti Nejdůležitější vnější pamětí je pevný disk (harddisk). Obsahuje většinou všechny programy provozované na příslušném počítači, a všechna data, která byla průběžně použita nebo vytvořena. Obsahuje jeden nebo několik kovových disků potažených magnetickou vrstvou vždy z obou stran a čtecí a zapisovací hlavičku, která je schopna dostat se na kterékoliv místo disku a tam zapsat informaci nebo ji přečíst nebo smazat. Dalším typem vnější paměti jsou CDčka nebo DVDčka. Pracují na optickém principu. Protože běžným postupem lze pouze data číst, ale ne zapisovat, jsou označovány jako paměti ROM, tedy CD ROM, popř. DVD ROM. (Vypalování dat na některé typy CD je trochu něco jiného než běžné ukládání dat.) Pro možnost přenosu dat z počítače do počítače se využívají diskety, jejichž princip je podobný principu pevného disku, nebo Flash paměti (někdy se říká Flash disky, i když uvnitř takové paměti žádný disk není). Uvnitř se nachází čipová paměť, která ale nepotřebuje napájení pro uchování informace. Přehled kapacity jednotlivých pamětí V následující tabulce jsou uvedeny přibližné průměrné kapacity jednotlivých pamětí v dnešních počítačích. Tyto hodnoty se ale stále mění (zvyšují se), takže je samozřejmé, že několik let staré počítače mají některé hodnoty nižší, nové počítače je budou mít naopak vyšší. 11 / 12

12 typ paměti zkratka přibližná kapacita operační RAM 128 MB nebo 256 MB nebo 512 MB nebo MB pevný disk (harddisc) HDD několik set GB (počítač může obsahovat více pevných disků) compact disc CD ROM vypalovací disky většinou 700 MB digital video disc DVD ROM vypalovací disky 4,7 GB nebo 8,5 GB (dvojvrstvé) disketa (floppy disc) FDD pouze 1,44 MB (posledních 10 let beze změny) flash paměť od 128 MB po několik GB Pojmenování vnějších pamětí Pro práci s vnějšími pamětmi je potřeba je pojmenovat. Jména jsou tvořena písmenem abecedy, za kterým následuje dvojtečka. A: a B: označení disketových mechanik (v současnosti téměř nikde není B:) C: jméno prvního pevného disku D:, E: další vnější paměti, většinou v pořadí pevné disky, CD, další Nutné je, aby první disketová mechanika byla označena A: a první pevný disk C:, protože na těchto discích hledá zaváděcí program z paměti ROM operační systém, který potom nahrává do operační paměti RAM a předává mu řízení. Organizace dat na vnějších pamětech Při ukládání dat z operační paměti do kterékoliv vnější paměti (např. na disk) jsou všechna data ukládána ve formě souborů. Soubor je blok informací, které spolu souvisejí (písmenka jednoho dopisu, body jednoho obrázku). Má zadané jméno a je uložen na disku jako nedělitelná jednotka. Na disk se může vejít i několik set tisíc souborů (dle jejich velikosti). Pro jednoduchou práci s nimi se třídí do tzv. složek. Složky mohou obsahovat soubory, ale také další složky, které opět mohou obsahovat další složky. Tím mohou vznikat i složitější složkové struktury pro vhodné třídění souborů. Soubory i složky mají svá jména. Ta mohou mít různou délku v různých systémech, ale v současnosti je to většinou přes sto znaků s možností použití českých znaků. U souborů pak hraje roli i tzv. koncovka nebo přípona souboru na konci za jménem bývá tečka a většinou tři znaky (někdy i více). Tato koncovka informuje systém o tom, jaká data soubor obsahuje. Některé zaužívané koncovky souborů: txt, doc - textové soubory, jpg, gif, bmp - obrázky, exe, com, bin - spustitelné soubory, zip, rar - archivní soubory, htm, html, php - webové stránky, mp3, vaw, mid - zvukové soubory, atd 12 / 12