Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity Katedra technické a informační výchovy

Transkript

1 Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity Katedra technické a informační výchovy Základy výpočetní techniky Ing. Martin Dosedla 2007

2 1. Základy výpočetní techniky 1.1. Rozvrh přednášek Základní informace o počítačové technice. (Počítač jako nástroj pedagogického procesu, formy využití PC při výuce i při práci učitele) Historie počítačů. (Stručné seznámení s historií a vývojem počítačové techniky) Hardwarové vybavení počítače. (Základní jednotka a její obsah, periferní zařízení) Software počítače. (Popis, základní software, nadstavbový software, doplňkový a zájmový software) OS MS Windows. (Instalace, princip funkce OS a práce v něm, pracovní plocha, soubory a složky, uložení na disku, ) Součásti OS MS Windows. (Základní aplikace dodávané s OS MS Windows, jejich využití a popis funkce) Konfigurace operačního systému. (Nastavení pracovního prostředí, ovládacím panely, správa HW i SW) Další operační systémy. (Verze MS Windows, systémy typu DOS, UNIX, Linux, MAC OS, systém Novell) Základy práce v OS Linux. (Instalace, základní konfigurace, distribuce Linuxu, systémové rozdíly oproti MS Windows) Práce v síti (Připojení k internetu a lokální síti v operačních systémech, web, , procházení LAN) Praktická cvičení a shrnutí látky. (Nutné teoretické a praktické znalosti, procvičování) Cílem předmětu je získání základních vědomostí o počítačové technice i její historii, hardwarovém vybavení počítače, software počítače, dále o problematice operačních systémů MS-Windows, Linux, Unix a DOS, získání a osvojení si základních vědomostí a dovedností práce s OS MS- Windows a zvládnutí programů dodávaných s tímto OS a práce s daty a informacemi.

3 1.2. Literatura HORÁK, J. Hardware učebnice pro pokročilé. Praha: ComputerPress, vydání. 381 s. MCCARTER, J. SVOJTKA & CO. Můj první počítač. Praha: Praha 2000, vydání. 120 s. MULLER, S. Osobní počítač. Praha: ComputerPress, vydání. 870 s. ROUBAL, P. Počítače pro úplné začátečníky. Praha: ComputerPress, s. KŘÍŽ, J. Velký frekvenční slovník počítačů Praha: Montanex, vydání. 510 s. MINASI, M. Velký průvodce hardwarem. Praha: Grada, vydání. 768 s. PECINOVSKÝ, J. Začínáme s počítačem. Praha: Grada, vydání. 132 s. MINASI, M. Windows XP Profesional. Praha: Grada, 800 s. ISBN: ROUBAL, P. Windows XP. Praha: Grada, 216 s. ISBN: KOLEKTIV AUTORŮ. Linux dokumentační projekt. Praha: ComputerPress, 2. vydání 990 s. ISBN: SIEVER, E. Linux v kostce. Praha ComputerPress, ISBN: NAVRÁTIL, P. S počítačem na základní škole. Kralice na Hané: Computer Media, vydání. 160 s. ISBN: NAVRÁTIL, P. S počítačem nejen k maturitě 1. díl. Kralice na Hané: Computer Media, vydání. 175 s. ISBN: NAVRÁTIL, P. S počítačem nejen k maturitě 2. díl. Kralice na Hané: Computer Media, vydání. 175 s. ISBN: Studijní opory: E-learning KTeIV Pdf MU: DOSEDLA, M., techniky HORA, V. Základy výpočetní

4 2. Základní informace o počítačové technice 2.1. PC Personal Computer osobní počítač. V dnešní době třída počítačů, která vznikla z dřívějšího označení. V užším pojetí je to počítač, který je slučitelný (kompatibilní) se standardem IBM-PC. Tento standard vznikl na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let. Osobní počítač se skládá ze čtyř základních částí: základní jednotky (často nazývaná case čti kejs skříň), zobrazovací jednotky (monitor), a vstupních či výstupních zařízení (periferií), ve standardu klávesnice a myš Druhy počítačů otebook Jsou malé přenosné a poměrně lehké počítače o velikostí kufříku. Umí vše co velké resp. klasické stolní počítače a obsahují také všechny běžné (nicméně zminiaturizované) součástky podobně jako klasické počítače. Rozdíl od stolních počítačů je právě v podstatné miniaturizaci, která je u notebooků nezbytná. Klávesnice je zmenšená a namísto klasické myši obsahuje notebook dotykovou plochu - touchpad, nebo jiné ovládací zařízení. Monitor je u notebooků tvořen vestavěnou LCD obrazovkou. Notebook je mobilní zařízení napájené z baterií. Je tedy možné pracovat s ním doslova kdykoliv a kdekoliv. Kapesní počítač Kapesní počítače jsou v poslední době velmi populární. Kapesní se jim říká proto, že jejich rozměry jsou úctyhodně malé např. 7 x 10 cm, šířka cca 1 cm. Nejedná se o čistokrevné počítače v pravém slova smyslu. Obvykle mají svůj vlastní operační systém a vlastní aplikace a zdaleka nejsou tak výkonné jako běžné stolní počítače. Na kapesních počítačích můžete v základní podobě provozovat podobné programy jako na velkých stolních počítačích. Navíc dokáží komunikovat s klasickým počítačem například přes USB port nebo bezdrátově a předávat si vzájemně data (tj. dokumenty, maily, tabulky atd.). Kapesní počítače obvykle nedisponují žádnou klávesnicí a ovládají se pomocí dotykové obrazovky.

5 Sálové počítače - mainframe a superpočítače Sálové počítače a superpočítače jsou určeny zejména pro vědecké (nebo vojenské) účely. Vyznačují se především velkým výpočetním výkonem, kterého je dosaženo speciální konstrukcí (tzv. speciální architekturou) a obrovským množstvím procesorů (řádově stovky až tisíce). Superpočítače jsou nejen velmi výkonné, ale také velké. Zabírají až několik místností. Počítače APPLE Počítače typu Apple připomínají svým vzhledem klasické počítače. Počítač typu Apple (a programy pro něj) poznáte mimo jiné podle specifického loga nakousnutého barevného jablíčka. Mají podobnou logiku jako klasická písíčka, ale lehce odlišnou konstrukci. Práce s počítačem Apple je velmi podobná jako s počítačem kompatibilním s PC, tj. existuje zde grafický operační systém, složky, soubory apod. Programy pro Apple a PC jsou ale vzájemně nekompatibilní Zapnutí a vypnutí počítače K zapnutí počítače slouží obvykle výrazné tlačítko na přední straně skříně. K jeho vypnutí již u moderních operačních systémů a základních jednotek s napájením ATX není nutné stisknout žádné tlačítko, protože počítač se po ukončení činnosti systému vypne automaticky. U starších počítačů s napájením AT bylo ale nutné i po ukončení činnosti počítače tlačítko stisknout. Zapnutí PC Od okamžiku zapnutí počítače do doby, kdy je počítač připraven k práci, uběhne určitý čas, ve kterém počítač stihne provést velké množství důležitých kroků. Jejich posloupnost je zhruba následující: Nejdříve se aktivuje BIOS (Basic Input Output System). Jedná se o základní SW vybavení umístěné v paměti na základní desce. Na obrazovku se vypíše typ BIOS, typ videokarty a řada dalších informací. Poté začne testování počítače. BIOS kontroluje základní hardwarové komponenty jako jsou řadiče, BIOS grafické karty, operační paměť, klávesnici, Dále informuje o klávese, kterou se dostanete do konfigurace BIOS (zpravidla klávesa Del). Následně začíná kontrola a výpis informací o procesoru, disku, diskových mechanikách, verzi BIOS, velikostí základní paměti, portů a případně nalezených zařízení Plug and Play.

6 Předchozím krokem končí hardwarový start počítače (trvá pouze několik sekund), BIOS čte z nultého sektoru pevného disku (popř. z jiného zařízení CD, FDD, ) a automaticky se začíná zavádět operační systém. Restart PC Při práci s počítačem se může stát, že se počítač dostane do takového stavu, kdy s ním není možné žádnou obvyklou cestou komunikovat nereaguje na stisk kláves, pohyb myší atd. Takovému stavu říkáme, že počítač zatuhl, resp. zamrzl. Tento stav bývá většinou způsoben SW chybou, ale může být příčinou i HW. Obvykle nezbývá než jej tzv. restartovat. Restartem se rozumí násilné ukončení činnosti počítače a jeho korektní znovunastartování. Abychom ovšem nemuseli počítač restartovat vypnutím a opětovným zapnutím tlačítka (což počítač resp. zejména harddisk v něm zatěžuje), existuje na přední straně skříně počítače tlačítko RESTART. Po jeho stisknutí dojde k úplnému nastartování počítače podobně, jako bychom jej právě zapnuli, ale s tím rozdílem, že nedojde k přerušení dodávky el. energie do zařízení počítače, zejména do harddisku, který nepřetržitě pracuje. Proto je restartování podstatně šetrnější než vypnutí a znovuzapnutí. Při restartování dojde k okamžitému výmazu veškerých neuložených informací, se kterými se v době restartu pracovalo, a rovněž k výmazu veškerých informací v paměti RAM. Vhodnou alternativou, která by měla vždy předcházet restartu počítače, je tzv. teplý restart. Pomocí klávesové kombinace Ctrl+Alt+Del můžeme (v OS Windows) spustit aplikaci Správce úloh, jenž umožní ukončit i aplikace, které odpovídají za nepoužitelný stav počítače. Pokud se nám takto počítač podaří oživit, je to nesrovnatelně šetrnější. Pokud se ani tato možnost neujme, je možné pomocí Správce úloh počítač sice restartovat, ale mnohem šetrněji, než stisknutím tlačítka RESET. Upozornění: Restartování považujte až za poslední možnost řešení potíží, tj. až selžou ostatní varianty oživení zatuhlého stavu. Mějte na paměti, že restartováním dojde k hrubému nekorektnímu ukončení práce počítače, což může mít negativní vliv na programové vybavení. Vypnutí PC Je třeba si uvědomit, že v závislosti na operačním systému je nutné respektovat určité kroky při vypínání počítače. V první řadě je třeba dát počítači čas na ukončení činnosti OS a uložení

7 všech informací, které se dosud nacházely v operační paměti RAM. Samotné vypnutí bývá realizováno softwarově. Tedy po ukončení OS se vypne i počítač (ATX napájení). Ve skutečnosti není počítač vypnut úplně (podobně jako vypnutí TV dálkovým ovladačem). Úplné odpojení je možné realizovat vypnutím zdroje PC na zadní straně skříně. Kromě vypnutí PC je možné využít i některých úsporných režimů či režimu spánku. Zde nedojde k ukončení činnosti OS, ale data zůstanou v operační paměti (OP) která je stále napájena ale ostatní zařízení se podle možností vypnou. Popřípadě mohou být data z OP uložena na pevný disk který k uchování informací nepotřebuje napájení a počítač se může kompletně vypnout. Po zapnutí je pak rychleji obnoven předchozí stav systému Zásady práce s počítačem Počítač je pouze stroj, který slouží a významně pomáhá lidem. Aby svou funkci pomocníka plnil spolehlivě a co nejdéle, je třeba o něj pečovat. Dobrým umístěním a správným přístupem si šetříte zdraví také vy: pokažený počítač je možné vyměnit lidské tělo nikoliv. Jak chránit počítač Pokud odcházíte od počítače na krátkou dobu, nevypínejte jej. Časté vypínání a zapínání je pro počítač (konkrétně pro harddisk uvnitř skříně) daleko větší zátěží, než když poběží nepřetržitě. Neumísťujte počítač do míst s velkými teplotními rozdíly. Rychle se měnící teplota počítači škodí. Nevhodné jsou také prostory s vysokou vlhkostí vzduchu. Počítač umístěte na pevném stole. Stálé otřesy počítači nesvědčí. Do zásuvky s počítačem nezapínejte další elektrické spotřebiče (el. konvice apod.). Proudové nárazy mohou poškodit citlivé integrované obvody. Počítači nesvědčí prašné prostředí. Je prokázáno, že prach (i cigaretový kouř) snižuje životnost počítače. Při zapínání počítače nejprve zapněte všechny periferie (tiskárnu, monitor atd.) a v poslední řadě teprve samotný počítač. Při vypnutí postupujte naopak nejprve vypněte počítač a následně všechny periferie. Periferie připojujte k počítači ve vypnutém stavu (nebo se řiďte manuálem) Opravu počítače svěřte odborníkům. Neodborným zásahem můžete počítači ještě více uškodit. Navíc neautorizovaný zásah do komponentů počítače = ztráta záruky.

8 Jak chránit sebe Dále uvedené zásady je velmi důležité dodržet; zátěž práce s počítačem na lidský organismus je poměrně velká. Monitor by měl splňovat normy vyzařování škodlivých emisí TCOxx (za xx je možné dosadit rok měření) nebo MPRII. Měl by mít nastavenu obnovovací frekvenci min. 85 Hz, lépe 100 Hz. Obraz by měl být ostrý a zřetelný, nekvalitní monitor velmi zatěžuje oči a způsobuje bolesti hlavy. Ideální je plochý LCD panel, jehož používání namáhá zrak mnohem méně. Kontrast a jas monitoru nenastavujte příliš velký. Z dlouhodobého hlediska to škodí vašim očím. Dodržujte doporučenou vzdálenost od monitoru (liší se podle úhlopříčky). Měla by být alespoň taková, abyste celou plochu monitoru přehlédli bez nutnosti otáčet hlavou. Jestliže opisujete text, doporučuje se, aby textová předloha byla umístěna v úrovni monitoru. Opakované vyvracení hlavy na předlohu a monitor není dobré pro krční páteř. Z hlediska zobrazení je nutné, aby na monitor nedopadalo přímé ani odražené světlo, a to jak sluneční, tak umělé. Ideální je zastíněné pracovní místo s lokálním osvětlením, většinou nevadí nepříliš prudké světlo z boku nebo shora. Uživatel nemá sedět tak, aby jemu dopadalo světlo zpředu do očí (např. proti oknu). Pokud trávíte u počítače nepřetržitě delší dobu, umístěte monitor s ohledem na to, že největší vyzařování je v oblasti za monitorem. V učebně s více počítači se proto nedoporučuje klasické uspořádání lavicového charakteru (počítače za sebou), ale kolem zdi. Pokud však v učebně trávíte pouze cca hodinu denně, nemá toto opatření význam. Stejně tak na LCD monitory se toto opatření nevztahuje. Z hlediska namáhání krční páteře a zádových svalů je třeba mít kvalitní nastavitelnou židli (případně podložku pod nohy). Pohled na monitor by měl směřovat mírně dolů nebo rovně, nikdy ne nahoru. Z hlediska ramen a zápěstí by ruka měla být volně podél těla a zápěstí by mělo být položeno na podložce před klávesnicí. Myš by vždy měla být hned vedle klávesnice, nikdy ne v jiné výškové úrovni. Pokud je to možné, používejte u klávesnice podložku pod zápěstí. Při práci s počítačem používejte ergonomickou židli s podpěrkami pro ruce. Z mnoha důvodů je nutné dělat při práci s počítačem nejpozději po hodině krátké přestávky věnované protažení a krátké procházce. Strnulou pozici u počítače je zcela nutné kompenzovat pohybem U žáků je vhodné zajistit, aby si umyli ruce před použitím počítače po tělocviku nebo práci na pozemku apod. V žádném případě není možné připustit konzumaci potravin a nápojů v blízkostí počítačového pracoviště.

9 Hygienické požadavky na prostorové podmínky učeben základních škol, včetně odborných a počítačových učeben, jsou stanoveny ve Vyhlášce MZ č. 108/2001 Sb., která je prováděcí vyhláškou Zákona č. 258/2000 Sb. Nepodceňujte ergonomii práce s počítačem a věnujte čas i prostředky výběru kvalitního monitoru, dobrého počítačového stolku i umístění počítače. Zvláště levné výrobky často výše uvedené parametry nesplňují. Využívání počítače se stává běžnou činností, trávíme u něho každý den minimálně desítky minut, někdy pak celé hodiny Protože se jedná o pravidelnou každodenní činnost, její vliv na náš organismus se dříve nebo později, ale zcela jistě projeví Využití počítače v pedagogickém procesu Počítače a digitální techniku obecně můžeme využívat v rámci škol různými způsoby. Veškeré využívání PC by nám mělo v první řadě přinášet užitek a usnadňovat práci. Možnosti využití jsou asi následující: Využití při výuce informatických předmětů zde je jednoznačné že učit počítače se musí s využitím počítačů, kvalitně vybavené učebny s vhodným HW a potřebným SW jsou základem pro kvalitně vedenou výuku, podobně jako pedagog s potřebnými znalostmi. Využití při výuce neinformatických předmětů prakticky v každém předmětu je možné zapojit do výuky i využití PC. Ať se jedná o specializované výukové programy, editory na psaní prací, Internet či běžné programy vhodně použité ke zkvalitnění a zpestření výuky. Využití při běžné výuce a přípravě učitelů pedagog může PC využít v běžné třídě sám za pomocí projektoru, interaktivní tabule apod. Také samozřejmě využije PC při vlastní přípravě podkladů pro výuku. Využití samostatně žáky domácí úkoly mohou být řešeny i zadávány s využitím počítače, e-learning, příprava žáka, vyhledávání informací. To jsou jen některé možnosti jak může žák samostatně využívat PC Administrativa a další PC usnadňují činnosti i v dalších oblastech, od tisku vysvědčení, tvorby docházky, docházkový systém, informační systém školy, www stránky, apod.

10 2.6. Data a informace Data jsou zpracovávána právě na počítačích. Pokud to řekneme jinak, tak počítač je stroj na zpracování dat/informací. Chceme-li například v počítači napsat dopis, vkládáme do něj data v podobě znaků, respektive bitů a Bytů. Pokud do počítače ukládáme obrázek, opět jsou to data (tedy bity a Byty), jen v trošku jiné podobě. Někdy se rozlišuje pojem data a pojem informace. Kdy data pro nás nemusejí mít žádnou informační hodnotu, mohou být zakódována, zašifrována, apod. BIT Bit je základní jednotka informace. Vychází z dvojkové soustavy, kde označuje dvě možné polohy či stavy zapnuto (1) či vypnuto (0). Jelikož počítač je složen z integrovaných obvodů, jejichž součástí jsou tisíce a miliony tranzistorů (elektronických spínačů), postačují počítači k činnosti právě pouze tyto dvě úrovně. Bit je pro nás logická jednotka značící jeden ze stavů pravda/nepravda. Veškerá data jsou zpracovávána ve formě bitů nebo větších celků skládajících se z nich. Z bitů se dále skládají Byty. BYTE Byte je také jednotkou informace. Je složen z osmi bitů. Laicky bychom mohli říci, že si lze byte představit jako jakýkoli znak. Z dvojkové soustavy vyplývá, že osm bitů umožňuje 256 kombinací, je tedy možné jedním bytem vyjádřit 256 různých znaků (resp. číslic či znaků). Násobky této jednotky (tedy kb, MB, GB, ) se také měří velikost paměťových médií (disket, kompaktních či pevných disků atd.).

11 2.7. Otázky a úkoly Co znamená zkratka PC. Vyjmenuj základní pravidla a zásady práce s PC. Kromě tzv. písíček, jsou rozšířeny i jiné typy počítačů. Jak se jmenují? Jak se nazývá přenosný (nikoliv kapesní) počítač? Stručně popište proces startování počítače. Jaký rozdíl je mezi vypnutím a restartováním PC. Význam počítače v pedagogice a na ZŠ Jaká základní jednotka se používá ve výpočetní technice pro označení velikostí? Vypočítejte, kolik MB je 1,2 GB. Je pravdivé tvrzení, že osm bitů je jeden byte?

12 3. Historie počítačů Rok Vynález Abakus - se v mnohém podobal dnešnímu počítadlu do dřevěné nebo hliněné destičky se vkládaly kamínky calculli (odtud dnešní slovo kalkulačka). Určitě by jej však nikdo dnes neoznačil za počítač. O datu prvního výskytu se spekuluje, nejčastěji je však zmiňováno asi 5000 př.n.l. Další neshody se nacházejí v otázce, odkud vůbec abakus pochází. Je př.n.l. pravděpodobné, že název dostal abakus od antických kultur, ale možná tam nevznikl. Mluví se také o Číně, či o Malé Asii. Tomu by nasvědčovalo to, že v Asii se dodnes používá k výuce ve školách. Jiný zdroj však zase uvádí, že abakus se dostal do Číny až ve 13. století. Za zmínku také stojí, že abakus ve svých prvních fázích nepoužíval nulu, která se poprvé vyskytuje teprve u Mayů. první počítadlo s trigonometrickými funkcemi - sestrojili kolem roku 200 n.l. Arabové. první hvězdářské počítadlo - také v Řecku bylo sestrojeno první hvězdářské počítadlo cca 200 n.l. a v Indii vyšla první publikace o používání nuly. první publikace o používání nuly první kapesní hodinky - Zdánlivě to s počítači vůbec nesouvisí, ale je nutno si uvědomit, že 1502 šlo tehdy o velmi pokročilý mechanický přístroj a že počítače a kalkulátory byly ve svých začátcích pouze mechanické Dalekohled - sestrojil jej v Nizozemí Hans Lippershey Napierova kost tento systém vynalezl ve Skotsku matematik a filosof John Naper. Umožňoval i násobit a dělit, byť přitom systém používal sčítání a odčítání, což jej 1617 samozřejmě zpomalovalo. Na základě Napierovy kosti bylo později vynalezeno logaritmické pravítko. 2 prototypy kalkulátorů byly sestrojeny poprvé Wilhelmem Schickardem. Do dneška se však nedochovaly, zachovaly se pouze dokumentace a náčrtky. Patrně první plány k sestavení kalkulátoru pocházely od Leonarda da Vinciho Nejkuriosnější asi je, že se podle nich později skutečně podařilo kalkulátor sestavit. Zde by bylo na místě upozornit, že tu pod pojmem kalkulátor není myšlena elektrická kalkulačka, jak ji známe dnes (ta byla vynalezena až v 60. letech 20.století). první logaritmické tabulky - vytvořil v Anglii Henry Briggs. Nebyly ovšem zcela 1624 bezchybné bylo v nich dodatečně nalezeno 1161 chyb. Jejich opravu provedl roku 1628 Nizozemec Adrian Vlacq. mechanická sčítačka na základě ozubených koleček sestrojil ji 19-tiletý Blaise Pascal Údajně proto, že jeho otec byl výběrčí daní a všechno do té doby sčítal ručně. první větší výroba kalkulátorů (50 kusů) nastala, když bylo Pascalovi uděleno královské privilegium. V současné době se kusy nacházejí v museích po celém světě. Někdy mezi 1649 lety 1671 a 1694 zdokonalil Gottfried Willhelm von Leibnitz Pascalův kalkulátor. Bylo přidáno násobení, dělení a druhá odmocnina, bylo zaměněno ozubené kolo za ozubený

13 válec. Tento vynález byl nazván krokový kalkulátor a byl překonán až v 19. století krokový kalkulátor objev děrných štítků francouzského vynalezce, tkadlece hedvábí Josepha-Maria 1805 Jacquarda. Znamenaly ohromné zrychlení sčítání. O jejich úspěchu a významu svědčí také to, že například v České republice se používaly až do 80. let 20. století. poprvé tvrzení, že počítač (nebo kalkulátor) koná matematické operace lépe než člověk dnes zdánlivě banální fakt vyřkl matematik Charles Babbage. první hromadná výroba kalkulátorů - Když významně vylepšil Charles Xavier Thomas de Colmar Leibnitzův krokový kalkulátor. Vzniklý stroj se jmenoval aritmometr. Ten se poté 1820 stal prvním hromadně vyráběným kalkulátorem a v mnoha obměnách se vyskytoval až do 1. světové války. model diferenčního stroje - Babbage se zabýval konstrukcí parních počítacích strojů a o rok později se mu dostává podpory britské vlády a Babbage začíná dělat plán. V roce 1833 tento plán předkládá. Měl vzniknout stroj na řešení diferenciálních rovnic. Z realizace však nakonec sešlo. Kdyby totiž bylo zařízení postaveno, mělo by velikost lokomotivy. To by 1822 bylo na dva techniky-programátory evidentně příliš. Babbageova spolupracovnice se jmenovala Augusta Ada. Byla dcerou anglického básníka Byrona. Zajímavostí je, že byla asi první programátorka v dějinách. Mimo programování též zařizovala tu část práce, již bychom dnes nazvali marketing. změna z diferenčního stroje na analytický stroj - Babbage se stále nevzdával a pracoval dál. U tohoto stroje by se daly vypozorovat i základní rysy moderních počítačů a byly u něj 1848 použity také děrné štítky. Tento odvážný plán však naneštěstí nebyl dokončen. Nepovedl se to dokonce ani Babbageovu synovi mezi lety 1880 a Kdyby se to však povedlo, tak by celý stroj obsahoval součástek. sčítání lidu v USA s uchováváním informací na děrných štítcích - V roce 1890 se v USA konalo sčítání lidu. Vzhledem ke stále vzrůstajícímu počtu tamějších obyvatel by však i obyčejné sčítání a uchování dat bylo velmi náročné. A tak přišly ke slovu stroje. Důlní inženýr Herman Hollerith a jeho spolupracovník James Powers si toho byli dobře vědomi A tak tedy vynalezli elektromagnetický třídící a vyhodnocovací stroj na děrné štítky. Hlasovací lístky byly přepočítávány rovnou pomocí strojů, čímž se celé sčítání významně zkrátilo. Stroje byly následně použity i při sčítání lidu v Německu v roce To samozřejmě brzy vedlo k založení mnoha společností uchovávajících data na děrných štítcích, jako třeba IBM v roce založena společnost IBM Neumannovo schéma - Vymyslel jej John von Neumann a znamenalo průlom v dějinách počítačů. Zhruba od té doby se začíná mluvit o moderních počítačích. Schéma rozdělilo počítač na několik částí, každá měla svou specifickou funkci. Také se tím prosadila 40. léta 20. století dvojková soustava. Od té doby do dnešního dne se počítače rozdělují do 5 generací. Každá generace má své specifické rysy. První generace začala tím, že Lee de Forest vynalezl elektronku. To vedlo k vyřazení

14 nespolehlivých relé. Ani elektronky však ještě nebyly příliš spolehlivé. Počítače pracovaly dle Neumannova schémata. Tato generace počítačů se vyznačuje diskrétním režimem práce. To znamenalo, že do počítače byl nejprve zaveden program. Poté byl spuštěn výpočet a s počítačem v tu dobu nebylo možno komunikovat. Když počítač práci dodělal, mohl mu být zadán další úkol. Bylo to nevýhodné, protože během zadávání úkolu ležel počítač ladem. Tyto počítače měly také velmi malou paměť. V první generaci neexistovaly žádné vyšší programovací jazyky ani jakékoli operační systémy. Její problém však také spočíval v pomalosti a nízké paměti. Když John Barden vynalezl transistor, nastala druhá generace počítačů. Funguje u nich dávkový režim práce počítač dostal určitou dávku úkolů a po dokončení jednoho si z dávky okamžitě vzal další. V této době začaly vznikat první operační systémy a programovací jazyky (COBOL, FORTRAN ). Transistory se však příliš přehřívaly. Třetí a další generace již používaly integrované obvody na jednom čipu bylo integrováno velké množství transistorů. Rozdíl v těchto generacích je víceméně o tom, jaká hustota transistorů se vejde na jeden integrovaný obvod. Od této doby také funguje paralelní režim práce pracuje více programů současně a každý používá jinou část počítače. Čtvrtá generace je v podstatě dodnes a za pátou se často považuje stroj s umělou inteligencí (ovšem opravdu myslící stoje jsou stále hudbou budoucnosti). rok generace počet skříní počet operací/s. součástky velký nízký relé desítky elektronky desetitisíce tranzistory pěti-desetitisíce integrované obvody ,5 1 statisíce integrované obvody desítky miliónů integrované obvody Za druhé světové války dochází k mimořádnému boomu informačních technologií, a také šifrovacích a dešifrovacích strojů. Z1 - Roku 1938 sestrojili v Německu Konrad Zuse a Helmut Schreger prototyp mechanického binárního (dvojkového) kalkulátoru. Kalkulátory řady Z však byly na Z přejmenovány až po válce, předtím se jmenovaly V. Z2 - V roce 1939 byla zastavena práce na tomto kalkulátoru kvůli Zuseho odvodu do vojska. Complex Number Calculator - V roce 1940 sestrojili pracovníci Bellových laboratoří Samuel Williams a George Stibnitz tento známý komplex (kalkulátor pro komplexní čísla), přičemž díky použití dvojkové soustavy potřebovali k sestavení mnohem méně relé než potřebovaly starší modely. ABC - V roce 1941 sestrojili John V. Atanasoff a Clifford Berry kalkulátor na řešení lineárních rovnic - (Atanasoff-Berry Computer), který však měl značné množství chyb. Tento kalkulátor také disponoval taktovací frekvencí 60 Hz (dnes

15 prodávané počítače mají v průměru kolem 1 GHz), takže například součet trval celou sekundu. Jako sekundární paměť používal děrné štítky. Z3 - V roce 1941 sestrojil Zuse kalkulátor určený k počítání rovnic, ten však byl zničen v roce 1943 při bombardování. Hned po jeho vynalezení se Zuse pustil do práce na Z4. Mark 1 - Byl sestrojen v roce 1943 byl v USA Howardem Aikenem a jeho spolupracovníky s podporou IBM (též Harvard Mark 1), na němž se pracovalo již od roku Tento počítač byl s největší pravděpodobností použit při vynalézání atomové bomby. Vážil 5 tun, měl tři čtvrtě milionu součástek a 800 km drátových spojů. Heath Robinson - V roce 1943 sestrojili v Anglii Marc Newman, Wynn Williams a spolupracovníci dešifrovací stroj. Kombinovala se v něm elektřina a relé. Jejich následující produkt Colossus byl již plně elektronický. reléový interpolátor - V roce 1943 sestrojili S. Williams a Stibnitz, vlastně programovatelný kalkulátor. Z4 - V roce 1944 stačil Zuse téměř dokončit malý, reléový a samočinný kalkulátor. V jednom sklepu přečkal druhou světovou válku. Po jejím skončení byl dokončen a používán až do roku V závěru války Zuse svou práci již často přerušoval, přesto ještě stačil dodělat v roce 1945 programovací jazyk Plankalkul. ENIAC - V roce 1944 byl v USA sestrojili John W. Mauchly, John Presper Eckert a von Neumann Electronic umerical Integrator and Computer. Byl uspěchán kvůli válce a měl být užirečný při sestavování dělostřeleckých tabulek. Ač to byl v té době převrat, dnes byste si jej domů asi nekoupili. Byl jak dost pomalý (na dnešní poměry), tak dost velký měřil 310 m2, vážil 40 tun a byl složen z elektronek, kondenzátorů, odporů, relé, 5 miliónů pájených spojů a k chlazení mu sloužily dva letecké motory. V roce 1948 jej zdokonalili Richard F. Cliper a Nicolas Metropolis. EDVAC - sestrojil jej von Neumann - Electronic Discrete Variable Automatic Computer, který je čato považován za základ moderních počítačů. MANIAC - sestrojil jej v USA von Neumann MANIAC - Mathematical Analyser Numerical Integrator and Computer, jež byl použit k výrobě vodíkové bomby. Harward Mark II - sestrojil jej Aiken s podporou IBM a vlády USA. Tento počítač obsahoval relé. Claude Shannon zavedl bit jako základní jednotku paměti. IBM sestrojila jej IBM jako programovatelný elektronkový kalkulátor. Program byl uložen na výměnné desce. Transistor - vynalezli jej John Barden, Walter Brattain a William Schockley, který si později nechali patentovat. V roce 1956 dostali za tento vynález Nobelovu cenu. Whirlwind - Mezi lety jej sestrojil na Massachusetts Technical Institute Jay W. Forrester. Tento počítač měřil v původní podobě 775 m2, ale na druhou stranu zvládl za sekundu v průměru 0,5 milionu součtů a součinů. Forrester také v roce 1949 vynalezl paměť na základě magnetických jader s drátovou

16 mřížkou, která v té době nahradila všechny ostatní druhy paměti. EDSAC - sestrojil jej ve Velké Británii Maurise V. Wilkes jako první programovatelný elektronkový počítač - Electronic Delay Storage Automatic Computer. Obsahoval 4500 elektronek, relé a disponoval taktovací frekvencí 500 khz.také používal novou hlavní paměť ultrasonickou se zpožděným spojením. Tu vynalezl William Shockley a později vylepšil Eckert Harward Mark III - sestrojil jej Aiken. Ten kromě primární paměti disponoval také pamětí sekundární. Později byl vynalezen ještě plně elektronkový Harvard Mark IV. BINAC - sestrojili jej Eckert a Mauchly pro americké námořnictvo - Binary Automatic Computer. U toho byly poprvé použity zdvojené procesory. Ty jsou výhodné kvůli většímu zabezpečení dat při práci (když se něco stane jednomu, druhý může pracovat dál). Pilot ACE - byl sestrojen ve Velké Británii a skládal se z 200 oddělených ultrasonických částí. SWAC - Standards Western Automatic Computer, byl tehdy nejrychlejším počítačem na světě (součet mu trval 64 mikrosekund) SEAC - Standards Eastern Automatic Computer. Místo části elektronek u něj byly použity germaniové diody. V roce 1951 Lyon Company vynalezla na basi EDSACu (který sama spoluvynalézala) LEO 1 (Lyons Electronic Office 1), který dokázal být skoro nezávislý na okolní teplotě. UNIVAC začala jej vyrábět společnost Remington - elektronkový, vynalezený 1951 Eckertem a Mauchlym, který se stal prvním sériově vyráběným počítačem. IBM Defence Calculator - byl sestrojen v USA, později přejmenován na IBM 701, 1952 kterého se podařilo prodat celých 17 kusů (na tu dobu úžasný úspěch) hromadná výroba transistorů v Texas Instruments, komerční, křemíkových TRADIC - sestrojil jej J. H. Felker jako první transistorový počítač 1956 pevný disk byl vynalezen v IBM RAMAC 305 integrovaný obvod - vynalezl jej Jack St. Clair Kilby ze společnosti Texas Instruments. Nechal si jej patentovat. Patent však zpochybnil Robert Noyce z Fairchild Semiconductors, který měl obdobný vynález, byť jednodušší. To vše 1958 bylo ještě více komplikováno faktem, že už v roce 1957 vznikl po spolupráci společností Royal Radar Establishment a Plessey podobný produkt, ačkoli ten měl horší technické výsledky než oba výrobky konkurence Modem byl vynalezen v AT&T Dataphone zařízení pro přenos dat v síti. V roce 1960 začala společnost Digital Equipment prodávat první počítač vybavený 1960 klávesnicí a monitorem. automatická továrna na transistory - provoz zahájila IBM UNIMATE sestrojili jej Joe Engelberger a George Devol první průmyslový 1961 robot. Společnost Fairchild Semiconductor popvé prodává integrovaný obvod Myš vynalezl ji Douglas Engelbert a o rok později si ji nechává patentovat.

17 ASCII - zaveden standard - American Standard Code for Information Interchange Umožňoval výměnu dat mezi počítači od různých výrobců. Mooreův zákon - vyřkl jej Gordon Moore, že každých měsíců se bude kapacita integrovaných obvodů zdvojnásobovat. Jak řekl, tak se dodnes děje, a tento 1964 fakt je dnes znám jako Mooreův zákon. V roce 1965 byl v Berlíně poprvé v celé Evropě použit počítač k řízení dopravy. Disketa vyrobena v IBM Vynalezena magnetická bublinková paměť V roce 1967 vytváří společnost Medtronics s pomocí integrovaných obvodů první pacemaker přístroj na taktování srdce. Intel Corporation - Založená Noycem a Moorem, když Noyce předtím získal patent 1968 na integrované obvody. první počítač určený domácnostem UNIX - naprogramován ve společnosti AT&T Bell Laboratories operační systém programovatelný čip - vynalezen první čip a z něj byl vyroben procesor 4004 pro kalkulátory. Ten měl pouze 2300 transistorů a taktovací frekvenci 740 khz. výroba mikroprocesorů - společnost Texas Instruments je začala vyrábět jako první, 1971 tím pádem byla ten rok presentována také první reklama na mikroprocesor. Anitou Mark - vyroben ve Velké Británii Normanem Kitzem, o kterém se někdy mluví jako o prvním osobním počítači, což je však sporné už kvůli malé universalnosti tohoto počítače Sestrojeny mikroprocesory 8008 a počítačová hra - vyrobil ji Nolan Bushnell. Také založil společnost Atari, která dlouho vyráběla speciální herní počítače. Microsoft - založena Billem Gatesem a Paulem Allenem Mikroprocesor 8080 byl vylepšen na Apple - Steve Wozniak a Steve Jobs vyrobili první tento počítač Sestrojen mikroprocesor 8088, později použit u IBM PC. CD - vyrobila jej společnost Philips 1980 laserová paměť kapesní počítače - vynalezly je společnosti Sharp, Casio, Sanyo, Panasonic a Tandy IBM PC - v té době naprosto převratný počítač, finančně dostupný i domácnostem MS-DOS stává operačním systémem nově vyráběného IBM PC. Sestrojeno PC/XT jako pokračování IBM PC. Microsoft Word - Microsoft udělal nástupce aplikace Multi-Tool Word. V tu dobu 1983 však Microsoft ani zdaleka neměl takový podíl na trhu kancelářských aplikací jako dnes, ještě dlouho jej překonávaly jiné aplikace, např. WordPerfect nebo AmiPro Apple Macintosh - První myší ovládaný počítač s grafickým rozhraním Intel 386 DX

18 1987 sestrojen optický počítač a v roce 1990 optický procesor, tyto technologie jsou však dosud extrémně drahé 1988 film s počítačovými animacemi poprvé Oskara. vyroben procesor Intel Ač se to může zdát divné, ještě tomtéž roce se spekulovalo o nemožnosti zaplnit 80 MB paměti CERN spouští WWW V roce 1991 vynalezla společnost Texas Instruments možnost 3D zobrazení Microsoft Windows Intel Pentium 1995 MS Windows Mikroprocesory Intel Intel první Intel mikroprocesor 4b, 108kHz, 2300 tranzistorů Intel Intel tranzistorů, 10MHz Intel Měl taktovací frekvenci 5 a 8 Mhz a byl schopný operovat s až 1 MB RAM. NEC V 20 a V Tyto stroje nedělal Intel, nýbrž byly zkopírovány od 8086 a 8088 a byly údajně až o 30% rychlejší než ty originální Byl schopný operovat až s 16 MB RAM a disponoval frekvencí 6 20 MHz. Intel Frekvenci měla rozmezí 12,5 33 MHz, 32b, tranzistorů, pro domácí požití existovala verse 386 SX. Intel Byl velmi vylepšen oproti 386. Další verze byly SX, DX 2 a DX 4. Nejlepší měly až 120 MHz. Pentium (586) 1993 Měly MHz, ale hodně se přehřívaly. Vyráběly se až do roku Později obsahovaly multimediální rozšíření MMX, 4,5 mil. tranzistorů Pentium Pro 1995 Byly určené pro servery a dalo se jich spojit víc najednou. Zvládaly MHz. Intel Celeron 1998 S frekvencemi mezi MHz byl vytvořen tak, že od dražších procesorů byl odebíráno různé doplňkové vybavení. Byl vytvořen proto, aby se Intel prosadil na poli levnějších procesorů, tehdy ovládaného AMD a Cyrixem. Pentium Měl frekvenci MHz. P III 1998

19 P II a P III Xeon 1998 P IV 2000 až 4GHz Intel Core, Core nová architektura, 64b, 300 mil tranzistorů, až 4GHz více výpočetních jader v jednom procesoru umožňuje zlepšení paralelismu a vyšší výkon při nižší frekvenci. Advanced Micro Devices (AMD) 80. léta Vyrábělo počítače pro Intel. K Byl to první nezávislý počin, ale veřejností byl přijat špatně. K Byl velmi vylepšen oproti K5 a získal také velký ohlas. K6-2, K Athlon 1999 Tehdy to byl nejlepší procesor. Athlon 64 X2 dvě jádra, 64b. Cyrix Stejně jako AMD dlouho vyráběl počítače pro Intel, poté vytvořil Cyrix 5x86. 6x Tehdy to byl nejrychlejší procesor, ale měl potíže s kompatibilitou. Později byl vyroben Cyrix MII a MIII. Mikroprocesory se však neustále stále vyvíjí a to stále ještě v rychlosti, jíž jim předurčoval dříve citovaný Mooreův zákon. Důležitými parametry pro výkon procesoru jsou nejen jeho frekvence, ale i architektura, počet jader, atd. Dalším důležitým parametrem je technologie výroby, kolik tranzistorů obsahuje, velikost CACHE paměti i jeho spotřeba. Dnes se vyrábí odlišné procesory pro stolní PC, notebooky či servery. Jak se vyvíjel procesor (ukázka) Procesor Rok uvedení Počet tranzistorů

20 Intel Procesor Intel Procesor Intel Procesor Intel Premium Procesor Intel Premium II Procesor Intel Premium III Procesor Intel Premium Procesor Intel Itanium Procesor Intel Itanium Procesor Intel Itanium 2 9MB cache Otázky a úkoly Vyjmenuj klíčová data z historie výpočetní techniky. Jaký je rozdíl mezi procesory a mikroprocesory? Vyjmenuj nejznámější procesory užívané u PC? Co je u procesorů nejdůležitější? Vysvětli Mooreův zákon a čeho se týká?

21 4. Hardwarové vybavení počítače 4.1. Hardware Hard tvrdé, ware zboží, výrobek. Tento pojem se vžil jako označení pro veškeré technické vybavení počítače, které je potřebné pro funkci systémů zpracování informací. Typickými příklady technického vybavení, tedy hardware, jsou: systémové jednotky počítačů, monitory, klávesnice, tiskárny, počítačové myši, tablety, ovládací kuličky (trackball), kabely a konektory, diskety, rozšiřující karty apod. Protipólem a zároveň nezbytným doplňkem oblasti technického vybavení je oblast programového vybavení. Jako periferní zařízení (periferie) se označuje HW počítače, který se připojuje zvenku k základní jednotce a poskytuje další možnosti uživateli. Periferie základně dělíme na vstupní a výstupní, podle toho zda pomocí nich data z PC vystupují nebo vstupují Počítačová sestava Nejrozšířenější typy osobních počítačů tvoří tzv. písíčka PC (zkratka Personal Computer). Ať již koupíte počítač od jakéhokoliv výrobce, pokud je kompatibilní s IBM PC, máte jistotu, že na něm lze spouštět tytéž programy jako na jiných počítačích řady PC. Sestavu skládá: základní skříň monitor myš klávesnice Základní jednotka skříň počítače Základní jednotkou je ona bedna, resp. skříň, v níž jsou umístěny všechny potřebné součástky k tomu, aby počítač mohl správně pracovat. Právě uvnitř skříně se odehrávají veškeré výpočty a operace, které počítač zpracovává. V podstatě je to nejdůležitější část počítačové sestavy.

22 Každá skříň má zepředu ovládací prvky tlačítko pro zapnutí a vypnutí počítače, tlačítko pro restart a obvykle dvě diody. Jedna signalizuje zapnutí počítače (obvykle zelená), druhá práci s harddiskem (obvykle červená). Na zadní skříni počítače (někdy i jinde) jsou umístěny konektory pro připojení periferií (tzv. porty a rozhraní). Podle toho, jak je skříň počítače velká a v jaké poloze je umístěna na pracovním stole (nebo na zemi), rozlišujeme základní desktop, minitower a tower. Existují ale i další možnosti provedení skříně. Desktop skříň je umístěna ve vodorovné poloze a většinou je položena na pracovním stole. Na ní bývá postaven monitor. Nevýhodou tohoto typu skříně je velká spotřeba místa na stole, ale na druhou stranu je dobrý přístup ke konektorům. Velikost skříně dovoluje počítač hardwarově rozšířit. Minitower, Miditower, Middletower, Tower, (věže) jedná se o desktop postavený na výšku. Snadno se vejde pod stůl, takže nezabere příliš mnoho místa, a lze jej snadno hardwarově rozšířit. skříň typu tower (věž) je podobná skříni minitower, ale je větší a prostornější. Prostor je určen k předpokládanému rozšíření hardwarových komponentů. Skříně miditower jsou dnes nejprodávanější, skříně bigtower se s oblibou používají pro servery (řídicí počítače v síti). Výběr velikosti skříně typu tower závisí na předpokládaném počtu hlavně mechanik (rozhoduje tedy počet šachet prostor pro mechaniky). Důležitým je výkon zdroje (pokud je dodáván současně se skříní). Kromě standardního počítače, tj. počítače, který se skládá ze skříně, monitoru, klávesnice a myši, existuje ještě řada dalších druhů, které mají s klasickou podobou počítače více či méně podobného Notebooky, Apple, (viz. Kap 1) Základní deska Počítač lze charakterizovat jako stavebnici z mnoha elektrotechnických součástek. Aby vše správně fungovalo, jednotlivé komponenty v počítači musí mezi sebou komunikovat a být správně propojeny. To zabezpečuje takzvaná základní deska, nazývaná též motherboard nebo mainboard.

23 Jedná se o desku velkou cca 30 x 20 cm s plošnými spoji s množstvím konektorů a slotů připravených pro vložení konkrétních prvků (například pro videokartu, paměti, napájení, procesor apod.). Základní deska tak tvoří jakousi fyzickou páteř, spojující jednotlivé prvky uvnitř počítače. Po základní desce jsou rozvedeny sběrnice a jejich vyústění v podobě slotů a konektorů. Základní deska je ve skříni počítače upevněna pomocí šroubů. Je přišroubována ke konzole (konstrukci) u jedné ze stěn skříně, aby ve skříni zbylo dost místa pro vkládání přídavných karet vložených přímo do slotů základní desky. Některé komponenty jsou na základní desce umístěny přímo, a jiné je nutné se základní deskou propojit kabelem. Přímo na základní desce se nachází například procesor, baterie, CMOS paměť, paměti RAM nebo přídavné karty zasunuté do slotů. Naopak například harddisk, disketové jednotky a CD-ROM jednotky je nutné se základní deskou spojit datovým kabelem. O zmíněných komponentech bude řeč vzápětí. Základních desek může být celá řada. Existují různě rychlé desky pro různé typy procesorů, s různým počtem slotů, portů apod. Některé základní desky mají přímo integrované zvukové karty nebo sítové karty, takže je nemusíte dokupovat, a dokonce existují i základní desky s podporou dvou procesorů Port Aby počítačová sestava fungovala tak, jak má, je nutné, aby všechny potřebné komponenty byly správně zapojeny. Většina komponentů (tzv. periferií) se zapojuje ze zadní části skříně počítače. Naštěstí je počítačová sestava konstruována tak, že komponenty, které se do počítače zasouvají, mají takový tvar, aby nebylo možné připojit je jinak než správně. Například kabel vedoucí od monitoru má takový tvar, že jej nelze připojit do jiného konektoru než do videokarty. Podobně i kabel od tiskárny sedí pouze do odpovídajícího konektoru ve skříni počítače. Porty jsou zakončením určité sběrnice. Některé slouží jen pro určitý typ zařízení (DVI digitální zobrazovací zařízení) jiné pro různá zařízení (USB tiskárna, scanner, myš,.)

24 Paralelní port Paralelní port bývá označen LPT1, LPT2. Data jsou portem vysílána paralelně, tj. současně je přenášeno více bitů. Díky tomu jsou teoreticky paralelní porty rychlejší než sériové (praxe je ale jiná). Nejsou ale tak spolehlivé, takže je jimi možné data přenášet pouze na kratším kabelu. K paralelnímu portu se připojuje obvykle tiskárna, skener nebo modem. Sériový port Sériový port bývá označen jako COM1, COM2. Data jsou portem vysílána sériově, tj. bit za bitem za sebou. Proto je přenos dat sice pomalejší než u paralelního portu, ale zato spolehlivější. Tak je možné přenášet data i na delším kabelu. K sériovému portu se připojuje obvykle myš nebo modem. USB port USB rozhraní bylo na rozdíl od paralelního a sériového vyvinuto poměrně nedávno. Tomu odpovídají i možnosti a parametry USB. První obrovskou výhodou USB je mnohonásobně vyšší rychlost přenosu dat (až 480 Mbps USB 2.0). Další nespornou výhodou je možnost připojit na jeden USB port až 127 zařízení (k tomu existují USB rozbočovače), takže odpadají potíže s nedostatkem portů. S připojením na USB se běžně vyrábějí skenery, myši, tablety, ZIP mechaniky, digitální fotoaparáty atd. Další konektory Druh konektoru PS/2 konektory COM porty (tzv. sériové) LPT port (tzv. paralelní) USB porty Videokarta Zvuková karta Využití fialový klávesnice zelený myš modem tiskárna tiskárna, modem, skener, digitální fotoaparát, kapesní. počítač, monitoru DVI nebo D-Sub, další video výstupy reproduktory, mikrofony

25 4.2.4 Plug & Play Aby karta správně pracovala, musí o ní počítač a systém vědět, tj. karta musí být oživena.ještě před několika lety byl tento proces poměrně komplikovaný, protože spolu s přídavnou kartou uživatel získal disketu nebo kompaktní disk s ovladači (ovládacím programem), který musel nainstalovat. Bylo přitom nutné znát přesný typ karty, její umístění ve slotu, přerušení a další odborné parametry, kterým běžný uživatel obvykle nerozuměl. Proto firma Intel vyvinula systém Plug & Play (někdy též Plug and Play). Jedná se o funkci, která umožňuje automaticky detekovat nové zařízení přidané do počítače a pokud možno je i nainstalovat. Má-li proces automatického rozpoznávání hardwaru fungovat, je nutné, aby základní deska, operační systém a zařízení, které se bude přidávat, funkci Plug and Play podporovaly. Pokud tomu tak je, pak se po vložení nové přídavné karty do počítače a jeho zapnutí spustí automaticky instalační program, který nový hardware nainstaluje a zprovozní (mezitím ovšem může vyžadovat vložení disku s ovladači) Sběrnice Sběrnice je součástí základní desky. Sběrnicí se rozumí svazek vodičů, kterými proudí informace, řídicí signály nebo adresy mezi jednotlivými komponenty počítače. Je to centrální dálnice mezi mikroprocesorem a okolím. Na rychlosti sběrnice hodně záleží, protože i ten nejrychlejší procesor je k ničemu, jestliže rychle vypočítaná data proudí počítačem pomalu. Sběrnic je v PC celá řada spojují procesor s pamětí, pevný disk s řadičem disků,. Sběrnice můžeme dělit v počítači podle mnoha kritérií: Sériové/Paralelní Jednosměrné/Obousměrné Synchronní/Asynchronní Datové/Adresové/Řídící PCI Expres ovější zcela přepracovaná verze PCI sběrnice. Na desce může být podle délky slotu v několika provedeních lišících se využitelnou datovou propustností. PCIex je vhodná jak pro grafické karty tak i pro další zařízení.

26 4.2.6 Procesor CPU Procesor je jedna z nejdůležitějších součástek počítače. Je často charakterizován jako mozek počítače, bez něhož počítač není schopen vykonávat žádné operace. Počítá prakticky vše, co se v počítači děje. Tedy od jednoduchého pohybu myši na pracovní ploše přes zobrazování oken na monitoru až po matematické výpočty nebo grafické kreace (některé výpočty jsou ale dnes již starostí například grafické karty). V prvních letech provozu počítačů byl aktuální název s předponou mikro mikroprocesor, neboť se kladl důraz na miniaturizaci. Dnes se předpona mikro vynechává a používá se pouze pojmenování procesor. Procesor je součástka velká jen několik cm2. Na poměrně malé ploše nese neobyčejně miniaturní integrovaný obvod. Pokud by byl procesor postaven z běžně velkých elektrotechnických součástek, zabral by svou velikostí několik místností a kvůli velkým vzdálenostem mezi jednotlivými komponenty by z principu nemohl být tak rychlý (u vývoje procesorů se totiž počítá i s takovými faktory, jako je vzdálenost, kterou musí elektron překonat od jednoho tranzistoru ke druhému). Procesor se vnitřně skládá z tranzistorů, kterých je na velmi malé ploše dnes i mnoho milionů. Rychlost procesoru podstatně ovlivňuje rychlost celého počítače. Ovšem pouze podle rychlosti procesoru není možné posuzovat rychlost celého počítače. Skutečná rychlost počítače je ovlivněna ještě dalšími parametry, například velikostí paměti, základní deskou, přístupovou dobou k harddisku a podobně. Důležitým parametrem procesoru je takzvaná taktovací frekvence. Čím je vyšší, tím je procesor stejné architektury rychlejší. U současných procesorů je taktovací frekvence udávána v GHz, například 1,4 GHz, 2 GHz, 2,8 GHz apod. Pokud má procesor taktovací frekvenci například 2,5 GHz, znamená to, že zvládne zpracovat instrukcí za sekundu (ve skutečnosti jich zvládne o něco více v závislosti na architektuře a konkrétním typu procesoru). Jako další parametry procesoru je počet jader (počet subprocesorů schopných paralelní práce), velikost vyrovnávací paměti CACHE, a další. Nelze tedy vyvozovat jen podle frekvence jak rychlý procesor ve skutečnosti je.

27 Umístění a chlazení procesorů Procesor se vkládá přímo do základní desky do speciálního konektoru, nazývaného Socket/Slot. Každá základní deska je určena pouze pro určitý rozsah procesorů (například jedna deska může být určena pouze pro procesory s rozsahem PII 800 MHz až P3,2 GHz). Není tedy možné vložit zcela libovolný procesor do libovolné desky. Současné procesory jsou tak výkonné, že vyvíjí nadměrné množství tepla, které je bezpodmínečně nutné odvádět. Pokud by teplo odváděno nebylo, procesor by se přehřál (v krajním případě uvnitř shořel) a nepracoval. V současné době se používají dva typy chlazení pasivní a aktivní. Případně další chladící techniky jako je vodní chlazení apod. Pasivní chlazení spočívá v tom, že na plášť procesoru je z vnější části připevněn kovový žebrovaný chladič, jenž prostou tepelnou výměnou odvádí teplo z procesoru do okolí skříně počítače. Moderní konstrukce chladících bloků umožňují odvádět velké množství tepla. U procesorů však většinou nestačí. Aktivní chlazení spočívá v tom, že na pasivní chladič je navíc namontován malý ventilátorek. Vzduch proudící z ventilátorku ochlazuje žebra pasivního chladiče. Tento způsob chlazení procesoru je dnes nejosvědčenější a nejpoužívanější Paměť RAM (Random Access Memory) Zapnutý počítač zpracovává v každém okamžiku (a to i když s ním zrovna nepracujeme) statisíce informací. Každý pohyb myši, stisknutá klávesa, bliknutí kurzoru, každá zobrazená čárka na monitoru, to je obrovské množství údajů, které musí počítač prakticky pořád od okamžiku zapnutí až po vypnutí zpracovávat. Pokud by počítač při výpočtech pracoval pouze s daty umístěnými na pevném disku, byla by rychlost počítače omezena pouze na rychlost ukládání a načítání mezivýsledků z pevného disku (který je pro tyto operace pomalý). V takovém případě by nepomohl ani ten seberychlejší procesor, neboť by systém musel čekat, až si disk danou informaci přečte nebo uloží.