1. Historie výpočetní techniky

Transkript

1 1. Historie výpočetní techniky Základní časová osa 1822 model diferenčního stroje 1962 myš 1833 změna z diferenčního stroje na analytický stroj 1963 ASCII 1890 sčítání lidu v USA s uchováváním informací na děrných štítcích 1964 Mooreův zákon 1924 založena společnost IBM 1967 disketa 40. léta 20. století Neumannovo schéma 1968 Intel Corporation 1938 Z první počítač určený domácnostem 1939 Z UNIX 1940 Complex Number Calculator 1969 programovatelný čip 1941 ABC 1971 výroba mikroprocesorů 1941 Z Anitou Mark 1943 Mark počítačová hra 1943 Heath Robinson 1975 Microsoft 1943 reléový interpolátor 1976 Apple 1944 Z CD 1944 ENIAC 1980 kapesní počítače 1945 EDVAC 1981 IBM PC 1945 MANIAC 1983 Microsoft Word 1947 Harward Mark II 1984 Apple Macintosh 1948 IBM optický počítač 1948 transistor D zobrazení 1948 Whirlwind př.n.l. abakus 1949 EDSAC cca 200 n.l. první počítadlo s trigonometrickými funkcemi 1949 Harward Mark III cca 200 n.l. první hvězdářské počítadlo 1949 BINAC cca 200 n.l. první publikace o používání nuly 1950 Pilot ACE 1502 první kapesní hodinky 1950 SWAC 1608 dalekohled 1950 SEAC 1617 Napierova kost 1951 UNIVAC prototypy kalkulátorů 1952 IBM Defence Calculator 1624 první logaritmické tabulky 1954 hromadná výroba transistorů 1642 mechanická sčítačka na základě ozubených koleček 1955 TRADIC 1649 první větší výroba kalkulátorů (50 kusů) 1956 pevný disk krokový kalkulátor 1958 integrovaný obvod 1805 objev děrných štítků 1960 modem 1812 poprvé tvrzení, že počítač (nebo kalkulátor) koná matematické operace lépe než člověk 1960 automatická továrna na transistory 1820 první hromadná výroba kalkulátorů 1961 UNIMATE

2 Podrobný popis 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 4. st. př.n.l. Další neshody se nacházejí v otázce, odkud vůbec abakus pochází. Je 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. Počítadlo s trigonometrickými funkcemi sestrojili kolem roku 200 n.l. Arabové. Kolem roku 200 bylo také v Řecku sestrojeno první hvězdářské počítadlo a v Indii vyšla první publikace o používání nuly. 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). Roku 1502 byly sestrojeny první kapesní hodinky. Zdánlivě to s počítači vůbec nesouvisí, ale je nutno si uvědomit, že šlo tehdy o velmi pokročilý mechanický přístroj a že počítače a kalkulátory byly ve svých začátcích pouze mechanické. Roku 1608 sestrojil v Nizozemí Hans Lippershey dalekohled. Roku 1617 vynalezl ve Skotsku matematik a filosof John Napier systém, nazvaný Napierova kost. Umožňoval i násobit a dělit, byť přitom systém používal sčítání a odčítání, což jej samozřejmě zpomalovalo. Na základě Napierovy kosti bylo později vynalezeno logaritmické pravítko. Roku 1623 byly poprvé Wilhelmem Schickardem sestrojeny dva prototypy kalkulátoru. Do dneška se však nedochovaly, zachovaly se pouze dokumentace a náčrtky. Roku 1624 v Anglii vytvořil Henry Briggs první logaritmické tabulky. Nebyly ovšem zcela bezchybné bylo v nich dodatečně nalezeno 1161 chyb. Jejich opravu provedl roku 1628 Nizozemec Adrian Vlacq. Roku 1642 sestrojil 19-tiletý Blaise Pascal kalkulátor na základě ozubených koleček. Údajně proto, že jeho otec byl výběrčí daní a všechno do té doby sčítal ručně. Roku 1649 bylo Pascalovi uděleno královské privilegium na výrobu jeho kalkulátorů. Bylo jich vyrobeno 50 kusů a většina z nich se v současné době nachází v museích po celém světě. Někdy mezi lety 1671 a 1694 zdokonalil Gottfried Willhelm von Leibnitz Pascalův kalkulátor. Bylo přidáno násobení, dělení a druhá odmocnina, bylo zaměněno ozubené kolo za ozubený válec. Tento vynález byl nazván krokový kalkulátor a byl překonán až v 19. století. V roce 1805 vynalezl francouzský tkadlec hedvábí Joseph-Marie Jacquard děrné štítky. 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. V roce 1812 matematik Charles Babbage vyřkl dnes zdánlivě banální fakt, totiž že počítače dovedou vykonávat stereotypní práci mnohem lépe než člověk. V roce 1820 významně vylepšil Charles Xavier Thomas de Colmar Leibnitzův krokový kalkulátor. Vzniklý stroj se jmenoval aritmometr. Ten se poté stal prvním hromadně vyráběným kalkulátorem a v mnoha obměnách se vyskytoval až do 1. světové války. V roce 1822 se Babbage začal zabývat konstrukcí parních počítacích strojů. Jeho první projekt se jmenoval diferenční stroj. 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 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.

3 Ale Babbage se nevzdal. V roce 1848 začíná nový projektem, který by byl dokonce víceúčelový analytický stroj. Daly by se u něj vypozorovat i základní rysy moderních počítačů a byly u něj 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. 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 Ve 40. letech 20. století bylo vynalezeno 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 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 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 obvod 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. rok generace počet skříní počet operací/s. součástky velký nízký relé desítky elektronky do desetitisíce tranzistory do 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. Roku 1938 sestrojili v Německu Konrad Zuse a Helmut Schreger prototyp mechanického binárního (dvojkového) kalkulátoru Z1. Kalkulátory řady Z však byly na Z přejmenovány až po válce, předtím se jmenovaly V. V roce 1939 byla zastavena práce na Z2 kvůli Zuseho odvodu do vojska. V roce 1940 sestrojili pracovníci Bellových laboratoří Samuel Williams a George Stibnitz Complex Number Calculator (kalkulátor pro komplexní čísla), přičemž díky použití dvojkové soustavy potřebovali k sestavení mnohem méně relé než potřebovaly starší modely.

4 V roce 1941 sestrojili John V. Atanasoff a Clifford Berry kalkulátor na řešení lineárních rovnic ABC (Atanasoff-Berry Computer), který však měl značné množství chyb. Tento kalkulátor také disponoval taktovací frekvencí 60 Hz (dnes prodávané počítače mají v průměru kolem 1 GHz), takže například součet trval celou sekundu. Jako sekundární paměť používal děrné štítky. V roce 1941 sestrojil Zuse Z3 určený k počítání rovnic, ten však byl zničen v roce 1943 při bombardování. Hned po jeho vynalezení se Zuse pustil do práce na Z4. V roce 1943 byl v USA Howardem Aikenem a jeho spolupracovníky s podporou IBM sestrojen reléový Mark 1 (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. V roce 1943 sestrojili v Anglii Marc Newman, Wynn Williams a spolupracovníci dešifrovací stroj Heath Robinson. Kombinovala se v něm elektřina a relé. Jejich následující produkt Colossus byl již plně elektronický. V roce 1943 sestrojili S. Williams a Stibnitz reléový interpolátor, což byl vlastně programovatelný kalkulátor. V roce 1944 stačil Zuse téměř dokončit malý, reléový a samočinný Z4. 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. V roce 1944 byl v USA sestrojili John W. Mauchly, John Presper Eckert a von Neumann ENIAC Electronic Numerical 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. V roce 1945 sestrojil von Neumann EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), který je čato považován za základ moderních počítačů. V roce 1945 sestrojil v USA von Neumann MANIAC (Mathematical Analyser Numerical Integrator and Computer), jež byl použit k výrobě vodíkové bomby. V roce 1947 sestrojil Aiken s podporou IBM a vlády USA Harvard Mark II. Tento počítač obsahoval relé. V roce 1948 sestrojila IBM programovatelný elektronkový kalkulátor IBM 604. Program byl uložen na výměnné desce. V roce 1948 zavedl Claude Shannon bit jako základní jednotku paměti. V roce 1948 vynalezli John Barden, Walter Brattain a William Schockley první transistor, který si později nechali patentovat. V roce 1956 dostali za tento vynález Nobelovu cenu. Mezi lety sestrojil na Massachusetts Technical Institute Jay W. Forrester Whirlwind. 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 mřížkou, která v té době nahradila všechny ostatní druhy paměti. V roce 1949 sestrojil ve Velké Británii Maurise V. Wilkes první programovatelný elektronkový počítač EDSAC (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. V roce 1949 sestrojil Aiken Harvard Mark III. Ten kromě primární paměti disponoval také pamětí sekundární. Později byl vynalezen ještě plně elektronkový Harvard Mark IV. V roce 1949 sestrojili Eckert a Mauchly pro americké námořnictvo BINAC (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).

5 V roce 1950 byl ve Velké Británii sestrojen Pilot ACE, který se skládal z 200 oddělených ultrasonických částí. V roce 1950 byl sestrojen SWAC (Standards Western Automatic Computer), který byl tehdy nejrychlejším počítačem na světě (součet mu trval 64 mikrosekund). V roce 1950 byl sestrojen 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. V roce 1951 začala společnost Remington vyrábět elektronkový UNIVAC, vynalezený Eckertem a Mauchlym, který se stal prvním sériově vyráběným počítačem. V roce 1952 byl v USA sestrojen IBM Defense Calculator (později přejmenován na IBM 701), kterého se podařilo prodat celých 17 kusů (na tu dobu úžasný úspěch). V roce 1954 začali v Texas Instruments komerční výrobu křemíkových transistorů. V roce 1955 sestrojil J. H. Felker první transistorový počítač Tradic. V roce 1956 vynalezli v IBM RAMAC 305 první pevný disk. V roce 1958 vynalezl Jack St. Clair Kilby ze společnosti Texas Instruments křemíkový integrovaný obvod. Nechal si jej patentovat. Patent však zpochybnil Robert Noyce z Fairchild Semiconductors, který měl obdobný vynález, byť jednodušší. To vše 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. V roce 1960 vynalezli v AT&T první modem Dataphone zařízení pro přenos dat v síti. V roce 1960 začala společnost Digital Equipment prodávat první počítač vybavený klávesnicí a monitorem. V roce 1960 zahájila IBM provoz první automatické továrny na transistory. V roce 1961 společnost Fairchild Semiconductor popvé prodává integrovaný obvod. V roce 1961 sestrojili Joe Engelberger a George Devol UNIMATE první průmyslový robot. V roce 1962 vynalezl Douglas Engelbert první myš a o rok později si ji nechává patentovat. V roce 1963 byl zaveden standard ASCII American Standard Code for Information Interchange. Umožňoval výměnu dat mezi počítači od různých výrobců. V roce 1964 vyřkl Gordon Moore domněnku, že každých měsíců se bude kapacita integrovaných obvodů zdvojnásobovat. Jak řekl, tak se dodnes děje, a tento fakt je dnes znám jako Mooreův zákon. V roce 1965 byl v Berlíně poprvé v celé Evropě použit počítač k řízení dopravy. V roce 1966 byla vynalezena magnetická bublinková paměť. V roce 1967 vytváří společnost Medtronics s pomocí integrovaných obvodů první pacemaker přístroj na taktování srdce. V roce 1967 byla v IBM vyrobena první disketa. V roce 1968 Noyce a Moore založili Intel Corporation, když Noyce předtím získal patent na integrované obvody. V roce 1969 byl vyroben první počítač určený pro domácnosti. V roce 1969 naprogramovali ve společnosti AT&T Bell Laboratories operační systém Unix. V roce 1969 byl vynalezen první programovatelný čip a z něj byl vyroben procesor 4004 pro kalkulátory. Ten měl pouze 2300 transistorů a taktovací frekvenci 740 khz. V roce 1971 začala společnost Texas Instruments vyrábět první mikroprocesory. Tím pádem byla ten rok presentována také první reklama na mikroprocesor. V roce 1972 byly sestrojeny mikroprocesory 8008 a V roce 1972 vyrobil ve Velké Británii Norman Kitz počítač Anitou Mark 8, o kterém se někdy mluví jako o prvním osobním počítači, což je však sporné už kvůli malé universalnosti tohoto počítače. V roce 1972 vyrobil Nolan Bushnell první počítačovou hru. Také založil společnost Atari, která dlouho vyráběla speciální herní počítače. V roce 1975 zakládají Bill Gates a Paul Allen společnost Microsoft.

6 V roce 1976 byl mikroprocesor 8080 vylepšen na V roce 1976 Steve Wozniak a Steve Jobs vyrobili počítač Apple 1. V roce 1978 byl sestrojen mikroprocesor 8088, později použit u IBM PC. V roce 1980 vyrobila společnost Philips první CD. V roce 1980 byla vynalezena laserová paměť. V roce 1980 vynalezly společnosti Sharp, Casio, Sanyo, Panasonic a Tandy první kapesní počítače. V roce 1981 bylo sestrojeno IBM PC, v té době naprosto převratný počítač, finančně dostupný i domácnostem. V roce 1981 se MS-DOS stává operačním systémem nově vyráběného IBM PC. V roce 1982 bylo sestrojeno PC/XT jako pokračování IBM PC. V roce 1983 udělal Microsoft předchůdce aplikace Microsoft Word Multi-Tool Word. V tu dobu však Microsoft ani zdaleka neměl takový podíl na trhu kancelářských aplikací jako dnes, ještě dlouho jej překonávaly jiné aplikace, např. WordPerfect nebo AmiPro. V roce 1984 byl vyroben Apple Macintosh první myší ovládaný počítač s grafickým rozhraním. V roce 1986 byl vyroben procesor Intel V roce 1987 byl sestrojen optický počítač a v roce 1990 optický procesor, tyto technologie jsou však dosud extrémně drahé. V roce 1988 dostal film s počítačovými animacemi poprvé Oskara. V roce 1989 byl vyroben procesor Intel Ač se to může zdát divné, ještě v roce 1989 se spekulovalo o nemožnosti zaplnit 80 MB paměti. V roce 1991 vynalezla společnost Texas Instruments možnost trojrozměrného zobrazení. Mikroprocesory Intel Intel Intel Měl taktovací frekvenci 4 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 široce rozšířen a měl mnoho versí Byl schopný operovat až s 16 MB RAM a disponoval frekvencí 6 20 MHz. Intel Frekvenci měla rozmezí 12,5 33 MHz, pro domácí požití existovala verse 386 SX. Intel Byl velmi vylepšen oproti 386 a dodnes se hojně používá. Další verse 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 Pentium Pro 1995 Byly určené pro servery a dalo se jich spojit víc najednou. Zvládaly MHz. Pentium MMX 1997 Bylo to vylepšení obyčejného Pentia, ačkoli opravdu značné vylepšení. Frekvence byly mezi 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 Stále se vyrábí a dnes je to asi nejpoužívanější procesor. P II a P III Xeon 1998 Jsou to procesory určené pro servery. P IV Je to zatím nejnovější Pentium.

7 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. 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. A tak zatímco jsou psány tyto řádky, má nejsilnější procesor frekvenci 2,53 GHz (=2530 MHz), zanedlouho to bude ještě víc.

8 2. Základní pojmy využívané ve výpočetní technice 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. Software Soft měkké, hebké, jemné, ware zboží, výrobek; programové vybavení, program, netechnické, nehmatatelné položky, nutné k provozu počítačů. Příkladem programového vybavení může být operační systém (např. MS-DOS, OS/2, Windows aj.), počítačová hra, textový editor, tabulkový kalkulátor a další uživatelské programy. V širším pojetí i vybavení jakéhokoli programovatelného zařízení (např. i myčka nádobí může mít v paměti svůj program). Abychom mohli oživit náš počítač (tedy hardware), musíme nainstalovat potřebný software (operační systém a ovladače) našeho hardware. Často se stává, že operační systém neobsahuje potřebné podpůrné programy (ovladače) pro některý hardware a ten proto v našem počítači nebude fungovat správně nebo vůbec (například tiskárna).často se ale potřebný software pro správnou funkci dodává s tímto zařízením např.: na disketách nebo CD pro určitý operační systém Data jinak také informace. Data jsou zpracovávána právě na počítačích. Pokud to řekneme jinak, tak počítač je stroj na zpracování 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. 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, LCD, TFT), a vstupních či výstupních zařízení (periferií), ve standardu klávesnice a myš. 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. Z bitů se dále skládají byty. Byte Byte je také jednotkou informace. Je složen z osmi bitů a tvoří počítačové slovo. 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 se také měří velikost paměťových médií (disket, kompaktních či pevných disků atd.).

9 Slot Slot je možné specifikovat jako konektor uvnitř počítače, který slouží k vložení dalších přídavných karet. Přídavné karty pak rozšiřují možnosti počítače o další funkce. Jedná se vlastně o konektor, který slouží jako prostředník mezi sběrnicí na základové desce a přídavnou kartou. 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. PARALELNÍ PORT Paralelní port bývá označen LPT1, LPT2. Data jsou portem vysílána paralelně, tj. současně je přenášeno 8 bitů, tedy jeden byte. Díky tomu jsou paralelní porty rychlejší než sériové. 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 podstatně 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 (od 1,5 Mbps po 12 Mbps). 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. PS/2 konektory fialový slouží pro připojení klávesnice a zelený pro připojení myši. COM porty (tzv. sériové) k sériovému portu je možné připojit např. modem. LPT port (tzv. paralelní) k paralelnímu portu se připojuje obvykle tiskárna. USB porty. na USB je možné připojit celou řadu zařízení (tiskárna, modem, skener, digitální fotoaparát, kapesní. počítač atd.) Videokarta s konektorem pro připojení monitoru. Zvuková karta s konektorem pro připojení reproduktorů, mikrofonu atd. 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. Byld 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).

10 3. Základní části počítače. 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. Při pohledu na počítač je zřejmé, že se skládá ze čtyř základních komponentů: Skříň počítače (case) bedna, v níž jsou umístěny všechny potřebné součástky, které dělají počítač počítačem. V podstatě je to nejdůležitější část počítačové sestavy. Monitor výstupní zobrazovací zařízení. Prostřednictvím monitoru s námi počítač komunikuje zobrazuje vše, co nám chce sdělit. Alternativou klasického monitoru jsou LCD a TFT monitory. Klávesnice (keyboard) vstupní zařízení. Pomocí klávesnice můžeme počítači zadávat data (informace), povely, příkazy, text apod. Mohou být multimediální, tzn. že obsahují kromě kláves pro zadávání informací také tlačítka pro ovládání částí počítače či programů (nejčastěji zvuku či internetového prohlížeče). Mohou být také bezdrátové. Myš vstupní polohovací zařízení počítače. Myš není nezbytně nutná pro chod počítače. Používá se v grafických operačních systémech a programech. Standardně bývá dvoutlačítková se scroll rollerem (tzv. kolečkem), může být opět doplněna o tlačítka s multimediálními funkcemi. Myši mohou být klasické (s kuličkou, která převádí pohyb), optické nebo bezdrátové. Uvedené komponenty jsou mezi sebou propojeny a tvoří takzvanou počítačovou sestavu. Mimo uvedené komponenty může být k počítači připojeno další libovolné zařízení. Obvykle je to tiskárna nebo modem aj. 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. 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 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 desktop, minitower a tower. 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 (minivěž) je desktop postavený na výšku. Snadno se vejde pod stůl, takže nezabere příliš mnoho místa, a lze jej snadno hardwarově rozšířit. Skříně typu minitower dnes patřil donedávna mezi nejprodávanější typy skříní pro osobní počítače. Tower 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

11 nejprodávanější, skříně bigtower se s oblibou používají pro servery (řídicí počítače v síti). Výběr velikosti skříně typu toner závisí na předpokládaném počtu hlavně mechanik (rozhoduje tedy počet šachet prostor pro mechaniky) a hlavně výkon zdroje (čím větší skříň, tím větší výkon). 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. NOTEBOOK Notebooky 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 vestavěné ovládací kolečko (trackball). Rovněž monitor je u notebooků nahrazen vestavěnou plochou 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 cca 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 a předávat si vzájemně data (tj. dokumenty, maily, tabulky atd.). Kapesní počítače obvykle nedisponují žádnou klávesnicí a ovládají se pomocí dotykové obrazovky. SÁLOVĚ POČÍTAČE 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 sice podobnou logiku jako klasická písíčka, ale zcela 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.

12 4. Základní jednotka (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. Jedná se o desku velkou cca 30 x 30 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. 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. 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. PROCESOR 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. 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). 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 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).

13 Umístění a chlazení procesorů Procesor se vkládá přímo do základní desky do speciálního konektoru, nazývaného socket. 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. Pasivní chlazení spočívá v tom, že na plášť procesoru je z vnější části připevněn železný žebrovaný chladič, jenž prostou tepelnou výměnou odvádí teplo z procesoru do okolí skříně počítače.tento typ chlazení se používal hlavně u méně výkonných procesorů, které nevyvíjely velké množství tepla. Nestačí ale chladit současná výkonná Pentia, a proto je třeba použít výkonnější aktivní chlazení. 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. Pro účely rychlého přístupu k aktuálně potřebným datům existuje takzvaná operační paměť RAM Random Access Memory. Jedná se o elektronickou paměť, která je velmi rychlá, a stačí tedy k načítání a ukládání dat mikroprocesoru. Paměť RAM slouží pro ukládání a načítání informací, které počítač často potřebuje a s nimiž často pracuje. Do operační paměti se ukládají právě zpracovávaná data, část operačního systému a jiné operativní informace. Paměť RAM je proudově závislá. To znamená, že její obsah se po vypnutí počítače nebo po restartu vymaže. Paměti RAM jsou vyráběny v takzvaných modulech SIMM (Single Inline Memory Module). Jedná se o ploché destičky s plošnými spoji, které na svém povrchu nesou čipy s již konkrétním paměťovým obvodem. Uvnitř paměťového čipu je miniaturní matice mnoha paměťových buněk elektronických prvků tvořených miniaturními kondenzátory. Každá paměťová buňka může nabývat hodnot 1 nebo 0, což vyjadřuje jeden bit, a je tedy konkrétním nosičem informace. Osm takových buněk pak tvoří jeden byte (bajt). Jednotlivé paměťové buňky jsou uspořádány do jakési sítě tak, že každá paměťová buňka je ovládána jedním vodičem ve svislém a jedním vodičem ve vodorovném směru. Tak lze každou paměťovou buňku snadno ovládat (číst její stav a měnit jej). SIMM s paměťovými obvody se vkládají přímo na základní desku do speciálních konektorů takzvaných paměťových bank. U současných sběrnic jsou k dispozici obvykle tři konektory (banky) pro vložení SIMM modulů, do nichž lze vkládat SIMM různých kapacit a v různém počtu (nikoliv však zcela libovolně). Důležitým parametrem paměťového SIMM modulu je jeho kapacita. Ta může být 64 MB, 128 MB, 256 MB nebo 512 MB. Podle toho, kolik paměťových modulů a v jaké kapacitě je vloženo do základní desky, taková bude celková kapacita paměti RAM počítače.

14 SLOTY Slot je možné specifikovat jako konektor uvnitř počítače, který slouží k vložení dalších přídavných karet. Přídavné karty pak rozšiřují možnosti počítače o další funkce. Jedná se vlastně o konektor, který slouží jako prostředník mezi sběrnicí na základové desce a přídavnou kartou. To znamená, že je-li například slot typu ISA, zprostředkovává komunikaci s ISA sběrnicí, je-li slot typu PCI, znamená to, že zprostředkovává komunikaci s PCI sběrnicí apod. Sloty jsou umístěny přímo na základní desce a obecně jich existuje několik typů to podle toho, z jakého typu sběrnice zprostředkovávají vstupně výstupní informace. To znamená, že do určitého typu slotu (jenž zastupuje určitý typ sběrnice) je možné vložit pouze tu rozšiřující desku, která je pro daný typ slotu vyrobena. Naštěstí se u moderních počítačů používá jeden, maximálně dva typy slotů, a proto většinu přídavných karet určitě bude možné vložit právě do vašeho počítače. ISA sloty (Industry Standard Architecture) byly jedny z prvních slotů, jež se používaly ještě ve starých počítačích typu 286, 386 či 486. Jedná se o 16 bitové sloty, pro které existovalo velké množství karet, což jim umožnilo dlouhé přežití až do nedávné minulosti. V současné době se již nepoužívají a na současných deskách je nenajdete. PCI sloty (Peripheral Component Interconnect) jsou moderní 64 bitové sloty napojené na PCI sběrnici, které je možné najít prakticky na každé základní desce (obvykle jsou tam alespoň 4). Kromě datové šířky (64 bitů) přinesla sběrnice PCI vysoký taktovací kmitočet a mimo jiné i funkci Plug and Play (automatická detekce hardwaru po zasunutí přídavné karty). Jedná se jednoznačně o nejrozšířenější typ slotu u osobních počítačů. AGP (Accelerated Graphics Port) je slot určený pro připojení grafického akcelerátoru (resp. grafické karty). Sběrnice připojená na AGP slot je rozšířením stávající sběrnice PCI. Jedná se o rychlý port, který je fyzicky, logicky i elektricky zcela nezávislý na PCI. Je určen pouze pro připojení grafické karty, takže ostatní zařízení sem připojena být nemohou. Z toho důvodu je AGP slot na základní desce vždy pouze jeden. Slot AGP je fyzicky odlišný a není kompatibilní s PCI slotem. PCI a AGP karty tedy nejsou zaměnitelné. PŘÍDAVNÉ KARTY Přídavné karty jsou samostatná hardwarová zařízení umožňující rozšířit možnosti počítače o nové funkce, které základní hardwarová sestava neumožňuje. Přídavné karty se zasunují do slotů, umístěných na základní desce. Musí splňovat určité normou stanovené požadavky, jako je typ konektorů, umístění výstupních prvků nebo maximálně možný rozměr. Nejčastější typy přídavných karet: Zvuková karta je určena pro zprostředkování zvuku v počítači. Umožňuje obvykle analogový zvukový vstup a výstup do i z počítače, přičemž v samotném počítači je zvuk zpracováván digitálně. Zvukové karty již bývají na mnoha základních deskách integrovány (přímo na základní desce je obvod se zvukovou kartou), není tedy nutné je dokupovat. Síťová karta slouží k připojení počítače k počítačové síti. To, že je síťová karta součástí počítače, poznáte podle specifického BNC konektoru nebo konektoru RJ-45 pro připojení sítového kabelu. Síťové karty již rovněž bývají na moderních deskách přímo integrovány. Televizní karta slouží k příjmu TV signálu a k jeho zobrazení na obrazovku počítače. Instalací televizní karty tak z počítače rázem vyrobíte plnohodnotný televizor.

15 Karta pro střih videa slouží k editaci a střihu digitálního videozáznamu v počítači. Karta může být navržena hardwarově prakticky jakkoli a pro jakýkoliv účel. Musí mít ale odpovídající softwarovou podporu a umět spolupracovat s ostatním hardwarem v počítači. Mnohdy se takové karty dodávají spolu s lepšími digitálními videokamerami. Díky přídavným kartám se z počítače stává skutečně univerzální nástroj, jenž je schopen zpracovat a vyhodnotit vstupní údaje a vytvořit z nich požadované výstupní údaje. Je přitom jedno, zda bude počítač díky přídavné kartě řídit například jednoduchou počítačovou síť, kotelnu, akvárium nebo jadernou elektrárnu.

16 5. Základní jednotka (2). HARDDISK Harddisk je hlavní záznamové médium uvnitř počítače. Jsou na něm uložena všechna data, která se v počítači nachází. Jedná se o pevné nepřenosné zařízení umístěné ve skříni počítače. Samotný harddisk tvoří několik nad sebou umístěných rotujících kotoučů, nad nimiž se pohybují čtecí a záznamové hlavičky. Celé zařízení harddisku je umístěno v hermeticky uzavřeném obalu, aby nedošlo k jeho poškození. Harddisk je činný (otáčí se) od okamžiku zapnutí počítače až do okamžiku jeho vypnutí, a to i přesto, že mezitím zrovna nepracuje (tj. nenačítá a nezapisuje data). Data uložená na harddisku nejsou proudově závislá, což znamená, že například na rozdíl od paměti RAM nedojde k vymazání dat poté, co je počítač vypnut nebo odpojen od elektrické sítě. Harddisk se nachází uvnitř počítače a se základní deskou je propojen speciálním datovým kabelem. Napájen je přímo ze zdroje. Velmi důležitým kritériem při posuzování kvality harddisku je jeho kapacita, tj. kolik bytů, resp. dnes již gigabytů je schopen zaznamenat. Výrobci kapacitu harddisků doslova měsíc co měsíc zvyšují, takže pokud v době psaní tohoto textu bylo možné za průměrný harddisk považovat takový, jehož kapacita je 60 GB, bude tento údaj nepochybně v době čtení této kapitoly již zastaralý. Jen pro ilustraci v dobách, kdy osobní počítače začínaly dobývat svět, byli uživatelé nadšeni z prvních harddisků, jejichž kapacita se pohybovala kolem 50 MB! Dalším důležitým parametrem harddisku jsou jeho otáčky. Jedná se o počet otočení plotny disku za jednu sekundu. Standardní počet otáček je 7200 ot/s. Princip fungování harddisku Záznamové médium harddisku je složeno z několika kotoučů, které jsou umístěny nad sebou. Mezi jednotlivými kotouči jsou po obou stranách elektromagnetické hlavičky, které slouží pro záznam a čtení dat. Hlavičky jsou umístěny na robustním rameni, které se spolu s hlavičkou pohybuje, takže hlavička při otáčení disku dosáhne na libovolné místo kotouče. Hlavička se ovšem disku přímo nedotýká, ale je umístěna pouze neuvěřitelných několik mikrometrů nad samotným povrchem disku. Díky tomu nedochází k mechanickému opotřebení a harddisky vydrží poměrně dlouhou dobu spolehlivě pracovat. Pohyb ramene s hlavičkou zajišťuje speciální přesná mechanika. Tu pak řídí takzvaný řadič disku. Nové typy harddisků mají stále větší a větší kapacitu, ale přitom stejnou vnější velikost.to nutí konstruktéry k stále větší miniaturizaci a přesnosti při tvorbě harddisků. Celé zařízení harddisku tvoří přesný a dokonale propracovaný mechanismus, jenž je velmi náchylný na prach proto je celý harddisk zapouzdřen v hermeticky uzavřeném obalu. Pouhé zrnko prachu, pro lidské oko neviditelné, by způsobilo nenávratné poškrábání kotouče disku a tím ztrátu dat. Přestože přesnost a kvalita konstrukce harddisků je na velmi vysoké úrovni a současné harddisky jsou poměrně spolehlivé, jedná se stále o mechanické zařízení a to již ze samotného principu patří k nejnáchylnějším, a tedy i nejporuchovějším zařízením počítače. Zápis dat na harddisk Povrch disku v součtu představuje velmi rozsáhlý prostor pro zápis dat. Každá informace má na disku svou přesnou pozici. Je nutné, aby disk na základě našeho požadavku uměl rychle a přesně najít na ploše disku místo právě s tou informací, kterou potřebujeme. Právě proto, aby čtení a zápis dat na disk probíhaly rychle a přesně, jsou kotouče disku logicky rozděleny na stopy a sektory. Stopy jsou soustředné kružnice na disku. Ty jsou potom rozděleny příčně na sektory. Každá stopa i sektor jsou očíslovány, takže v konečném důsledku je původně velká plocha disku rozdělena na mnoho malých přesně adresovaných částí, v jejichž rámci probíhá zápis a čtení dat. Orientaci záznamové a čtecí hlavičky mezi stopami a sektory ovládá takzvaný řadič, který je přímou součástí disku (řadič je elektronika umístěná bud' zezadu, nebo jinde v krabičce disku).

17 DISKETOVÁ MECHANIKA Disketová mechanika je zařízení uvnitř skříně počítače, pomocí kterého je možné číst a zapisovat data na diskety. Z vnějšího pohledu je disketová jednotka na přední straně skříně jako úzká šachta pro diskety. Podle průměru existují dva typy disket, a tedy i dva typy disketových jednotek 5,25 a 3,5. Diskety 5,25 vymizely kvůli malé datové kapacitě už dávno (tyto disketové jednotky se tedy už dlouho do počítačů nemontují) a 3,5 diskety se používají také velmi zřídka. Disketová mechanika je napájena kabelem se speciálním konektorem přímo ze zdroje. Se základní deskou komunikuje mechanika podobně jako harddisk datovým kabelem, který je na jedné straně zasunut do základní desky a na druhé do disketové mechaniky. Princip čtení a záznamu dat na disketu je obdobný jako u harddisku. To znamená, že záznamové médium (disketa) má magnetický povrch, na který je možné pomocí elektromagnetických impulsů zaznamenávat a následně číst data. Ovšem na rozdíl od harddisku se zde čtecí a záznamová hlavička diskety přímo dotýká, což přímo ovlivňuje a má neblahý vliv na životnost diskety. Rovněž prostředí, ve kterém probíhá čtení a zápis dat na disketu, je vlastně stejně prašné jako místnost, ve které se počítač nachází. Množství prachových částic přítomných při zápisu a čtení dat v principu neumožňuje vyšší hustotu záznamu. Malá kapacita diskety, relativní nespolehlivost, pomalost při čtení a ukládání dat způsobují, že disketa a disketové mechaniky jsou stále méně používané a již dávno překonané modernějšími záznamovými médii. I přesto ale disketové jednotky nechybí ve skříni žádného moderního počítače. CD-ROM A DVD MECHANIKY CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) mechanika je zařízení schopné číst kompaktní disky (CD). Mechanika je umístěna uvnitř skříně počítače, obvykle nad nebo pod disketovými mechanikami. Z vnějšího pohledu je mechanika vidět na přední straně skříně, kde jsou patrná vysouvací dvířka pro umístění CD a několik ovládacích prvků. Z pohledu uživatele je jediným kritériem pro výběr CD-ROM mechanik rychlost čtení dat z CD. Podle toho se mechaniky dělí na n-rychlostní, přičemž číslovka udávající počet rychlostí vyjadřuje násobek datového toku při čtení hudebního CD, tj. asi 150 kb/s. Je-li tedy CD-ROM mechanika 24rychlostní, znamená to, že čte data 150 kb/s x 24 = 3,6 MB/s. Skutečnost, že čtení dat probíhá optickou soustavou, má tu výhodu, že naprosto nedochází k opotřebení CD, které při šetrném zacházení může vydržet velmi dlouho. DVD-ROM DVD mechanika (Digital Versataile Disc) pracuje na prakticky totožném principu jako mechanika CD-ROM, s tím rozdílem, že umí číst DVD, která mají oproti CD podstatně větší kapacitu. Vizuálně jsou od sebe CD-ROM a DVD mechaniky nerozeznatelné. DVD mechaniky mají zpětnou kompatibilitu s CD mechanikami, tj. DVD mechaniky umí číst DVD i klasická CD, což opačně pochopitelně neplatí (tj. klasické CD-ROM mechaniky neumí číst DVD). V čem tedy tkví rozdíl mezi CD-ROM a DVD-ROM mechanikami? Jedná se hlavně o schopnost číst data, která jsou na DVD uložena podstatně hustěji než na CD-ROM a navíc ve dvou vrstvách nad sebou. Optika DVD-ROM mechanik tak musí být daleko přesnější a čočka navíc musí přeostřovat mezi první a druhou vrstvou záznamu na DVD. CD-RW, DVD-RW (Read Write) je obdoba mechanik CD-R či DVD, která však na rozdíl od nich umí data z médií nejen číst, ale také zapisovat. Označení těchto RW mechanik (CD-RW nebo DVD-RW) zlidovělo pod pojmem vypalovačka ).

18 ZDROJ NAPÁJENÍ Zdroj zabezpečuje napájení veškerých komponentů uvnitř skříně počítače. Zdroj je v počítači nutný proto, že komponenty uvnitř skříně počítače nepoužívají standardních 230 V, ale transformovaných 12V, 5V, nebo 3,3 V podle toho, o jaký komponent se jedná. Napětí do zdroje je ze standardní sítě přivedeno kabelem se speciální zástrčkou. Naopak ze zdroje již vede velký svazek mnoha kabelů se speciálními normalizovanými konektory, které se zasouvají do jednotlivých komponentů počítače. Pro každou součást uvnitř skříně je tvarově formován jiný konektor. Proto také nemůže dojít k omylu, neboť určitý typ konektoru je možné zasunout například pouze do harddisku nebo CD-ROM mechaniky, jiný tvar konektoru je zase určen pro napájení základní desky, další typ pro napájení disketové jednotky atd. Protože se zdroj zahřívá, je uvnitř umístěn ventilátor. Ten vyhání vzduch ze zdroje ven a tím jej ochlazuje (ventilátor je možné vidět na zadní straně skříně počítače). Díky tomuto ventilátoru dochází i k cirkulaci vzduchu uvnitř skříně počítače, protože vzduch, který je nasáván dovnitř zdroje, pochází právě z počítačové skříně.

19 6. Porty a rozhraní. 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. PARALELNÍ PORT Paralelní port bývá označen LPT1, LPT2. Data jsou portem vysílána paralelně, tj. současně je přenášeno 8 bitů, tedy jeden byte. Díky tomu jsou paralelní porty rychlejší než sériové. 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 podstatně 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 (od 1,5 Mbps po 12 Mbps). 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. PS/2 konektory fialový slouží pro připojení klávesnice a zelený pro připojení myši. COM porty (tzv. sériové) k sériovému portu je možné připojit např. modem. LPT port (tzv. paralelní) k paralelnímu portu se připojuje obvykle tiskárna. USB porty. na USB je možné připojit celou řadu zařízení (tiskárna, modem, skener, digitální fotoaparát, kapesní. počítač atd.) Videokarta s konektorem pro připojení monitoru. Zvuková karta s konektorem pro připojení reproduktorů, mikrofonu atd. 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. Byld 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).

20 7. Externí zařízení počítače. UPS ZÁLOŽNÍ ZDROJ Moderní operační systémy, jakými jsou například Windows nebo Linux, si během své práce ukládají celou řadu údajů, o kterých normální uživatel počítače nemá ani tušení. Stejně tak v paměti RAM je mnoho důležitých údajů, jejichž okamžitá ztráta by mohla způsobit značné potíže pro další fungování počítače. Z toho důvodu je velmi nepříjemné, pokud je najednou z ničeho nic přerušeno napájení počítače (například vypadne elektřina), protože tyto údaje nejsou nikde zálohovány a systém je ukončen bez jakéhokoliv úklidu. Proto u těch počítačů, jejichž bezchybný a nepřerušovaný chod je důležitý (například u serverů), je mezi zásuvku a vstup napájení do počítače předřazen záložní zdroj tzv. UPS. V okamžiku, kdy byt na jednu desetinu vteřiny vypadne elektřina, začne být počítač zásobován proudem právě z UPS zdroje.ten má pochopitelně rovněž omezenou kapacitu, takže je určen pouze k několikaminutovým proudovým výpadkům. Pokud baterie UPS zdroje začínají docházet, informuje o tom datovým kabelem operační systém, jenž korektně ukončí práci systému a vypne počítač. Tam, kde je nutné pokrýt až několikahodinové výpadky, je UPS zdroj napojen ještě na dieselagregát. Jestliže začínají v případě výpadku energie docházet baterie UPS, je automaticky nastartován dieselagregát, který dokáže zásobovat počítač (resp. celý sál počítačů) energií prakticky do té doby, než dojde palivo v agregátu. MONITOR Monitor je čistě výstupní zobrazovací zařízení. Prostřednictvím monitoru s námi počítač komunikuje sděluje nám potřebné informace, zobrazuje obrázky, pracovní plochu atd. Monitory je možné vybírat a hodnotit podle různých kategorií. Velikost úhlopříčky velikost úhlopříčky (podobně jako u televizoru) je uvedena v palcích. Existuje několik normalizovaných velikostí 14, 15, 17, 19, 20 a 21. Dnes nejžádanější velikostí je monitor. Obrazová frekvence obrazovou frekvencí se rozumí, kolik obrazovek je monitor schopen zobrazit za jednu sekundu. Rozpětí se pohybuje od 50 Hz po cca 120 Hz. Vyhovující hodnota (jež nekazí oči) je cca 80 Hz a víc. Rozlišení rozlišení určuje počet bodů na šířku x počet bodů na výšku, ze kterých je složen obraz. I v tomto případě je určena standardní řada rozlišení, kterou je nutné se řídit (640x480, 800x600, 1024x768 atd.). V případě rozlišení a obrazové frekvence ani sebelepší monitor nedokáže vytvořit lepší parametry, pokud tyto parametry není schopna zvládnout grafická karta v počítači. Záření výrobci monitorů v nedaleké minulosti nevěnovali nějakému záření příliš velkou pozornost. Proto bylo zapotřebí používat ochranný filtr, který záření výrazně potlačil. Většina moderních monitorů s označením Low Radiation (nízké vyzařování) má vyzařování snížené a může být používána bez ochranných filtrů. Rozteč bodů jedná se o rozteč luminiscenčních bodů, ze kterých se skládá obraz. Běžná vzdálenost je 0,28mm, lepší monitory pracují s roztečí 0,25mm. LCD a TFT nová generace monitorů Displeje LCD (Liquid Crystal Displays) a TFT (Think Flat Transistors) představují nové typy zobrazovací soustavy, které se postupně začínají na trhu prosazovat a reálně konkurovat klasickým monitorům. Princip fungování LCD i TFT je zcela odlišný od běžných monitorů.