1. Úvod do informatiky a výpočetní techniky...3 Oblast použití počítačů...3 První pohled na počítač Informace, signál, informatika a výpočetní

Transkript

1 1. Úvod do informatiky a výpočetní techniky...3 Oblast použití počítačů...3 První pohled na počítač Informace, signál, informatika a výpočetní technika...4 Informace...4 Výpočetní technika...4 Jednotky informace...5 Digitální a analogová zařízení Zobrazení informací v počítači...5 Číselné soustavy...5 Zobrazení čísel...6 Zobrazení znaků Algoritmus, program...7 Algoritmus...7 Procesor...7 Program Soubory a složky Architektura počítače (Von Neumannovo schéma) Osobní počítač, základní jednotka...9 Základní jednotka...9 Start počítače...10 Multimediální počítač Mikroprocesor...11 Architektura mikroprocesoru...11 Výrobci mikroprocesorů Paměti...13 Charakteristiky pamětí Paměti...13 Charakteristiky pamětí Operační paměť...14 RAM...14 ROM Disky...15 Pevný disk (Harddisk, HDD)...15 Floppy (diskety)...16 Organizace dat na discích, formátování...16 CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD...17 Hierarchie pamětí: Základní deska, sběrnice...19 Sběrnice Karty (Adaptéry)...21 Druhy karet:...21 Grafická karta (videokarta, graf.adaptér)...21 Zvuková karta...22 Síťová karta...23 Televizní karta Porty...24 Napájecí zdroj Monitor...25 Parametry:...25 Princip činnosti Tiskárny, skenery, plottery...27 Parametry:...27 O rozlišení a barevnosti všeobecně...27 Jehličkové tiskárny...27 Inkoustové tiskárny...28 Laserové tiskárny...28 Plottery...28 Skenery

2 17. Klávesnice a myš...30 Myš...30 Klávesnice...30 Další polohovací zařízení Základy práce s textem...31 Zásady Počítačová typografie...31 Soubor znaků...31 Klasifikace písem...32 Typografické jednotky...32 Další vlastnosti písma...32 Doporučení pro používání písma...33 Odstavec...33 Mezery...33 Základy psaní textu...34 Formát tiskovin, úprava stránky...35 Font v počítači...36 Přenos dokumentů...36 Programové vybavení pro psaní textu...36 Dělení slov a mezislovní mezery Základní členění SW...37 Autorská práva...38 Operační systémy...38 Aplikační SW...38 Programovací jazyky...39 Tabulkový kalkulátor...39 Prezentace...39 Databáze Programování, programovací jazyky...41 Algoritmus...41 Data...41 Příkazy...41 Překladače...42 Programovací jazyky...42 Etapy tvorby programu...42 Moderní programování Operační systém...42 Funkce OS...42 Vlastnosti OS...43 Požadavky na moderní OS...43 Nadstavby OS Historie VT...44 Předchůdci počítačů...45 Generace počítačů...45 Historie SW Počítačové sítě...46 Sdílení dat...47 Topologie sítí...47 Rozdělení podle rozlehlosti...48 Koncepce sítí...48 Co je potřeba pro připojení do sítě...48 Síťové operační systémy...48 Síťové komponenty...49 Dodatky:...49 Aktivní prvky v sítích...50 Komunikace v síti...50 Přenos dat...51 IP adresa, doménová adresa Internet...52 Historie

3 Princip funkce...52 WWW stránka, hypertext...53 Prohlížeče...53 Vyhledávání informací Připojení do internetu, elektronická pošta...55 Připojení do internetu...55 Elektronická pošta...56 Další služby Počítačová grafika...58 Vektorová grafika...58 Rastrová (bitmapová) grafika...58 Grafické formáty...59 Barevné modely...60 Grafické editory D systémy D grafické karty...61 Základní estetické principy...62 Digitální fotografie Počítačové viry...64 Historie virů...64 Co virus napadá...64 Typy virů...65 Projevy virů...66 Antivirové programy...66 Ochrana před viry...66 Testy v AVG Zálohování dat...67 Možné příčiny ztráty dat:...67 Zásady:...68 Komprimace...68 Komprimační programy...68 Různé...69 Počítačové doplňky:...71 Co dělat při havárii...71 Pro zdraví vašeho PC: Úvod do informatiky a výpočetní techniky Od konce 18. století se každých deset let zdvojnásobuje objem informací, které má lidstvo k dispozici. Je čím dál tím důležitější umět je získávat, zpracovávat, předávat. Představují v dnešní době cenné zboží, bez něhož není možné ani rozhodování, ani řízení. QUI SCIT, UBI EST SCIENTIA, HABENTI EST PROXIMUS (Kdo ví, kde se poučit, již je poučen.) Počítač = stroj na zpracování informací Původně (40. léta) sloužil především k vědeckým výpočtům dráhy raket apod., proto název počítač. Oblast použití počítačů Dnes se používá prakticky ve všech oblastech lidské činnosti. Kancelářské aplikace (Microsoft Office Word, Excel) zpracování textů, tabulek, map Databázové aplikace (MS Access, Paradox, Oracle..) hromadné zpracování velkých skupin údajů: kartotéky, údaje o zaměstnancích, zboží apod. Grafické systémy (CAD/CAM systémy oblast projektování a konstrukce (AutCad), DTP systémy (Adobe PageMaker, Ventura Publisher) vytváření grafických prezentací a tiskovin, Grafické editory (Corel Draw) Editory obrázků, fotografií (Adobe systems Photoshop) Řídící systémy řízení strojů, výrobních linek apod. (počítač kontroluje technologický proces za použití speciálního vybavení porty, karty pro zpětnou vazbu) Programování Komunikace prostřednictvím počítačových sítí (internet) 3

4 První pohled na počítač Skříň obsahuje mozek počítače procesor a paměť (Elektronické součástky) a pevný disk, protože paměť při vypnutí ztrácí obsah. S počítačem se domlouváme pomocí klávesnice a myši, klávesnice slouží ke vstupu údajů, myš k ovládání programů. Údaje se zobrazují na monitoru, uvnitř skříně je grafická karta, která převádí elektrické impulsy z počítače na obrázek na monitoru. K přenosu dat mezi počítači a k zálohování slouží diskety, které vkládáme do disketové mechaniky. Počítač může mít ještě další části, např. síťovou kartu, zvukovou kartu, modem, mechaniku CD ROM aj. Co se děje při zapnutí a vypnutí počítače Zapnutí kontrola součástí počítače, zobrazení tabulky zařízení, z disku se načte operační systém (Windows, obecně jde o program, který umožňuje uživateli spouštět programy, zajišťuje připojení periferií apod. ) do paměti, zobrazí se plocha Windows, můžete se přihlásit do sítě. Přesněji: O start počítače pečuje BIOS (program uložený v čipu paměti flash ROM na základní desce) vypíše se název a typ BIOSu nabíhá POST (autotestovací režim, kdy BIOS kontroluje HW komponenty) dole zobrazena informace o klávese, kterou jde aktivovat SETUP (většinou Del) konečný výpis hardwarové konfigurace Cílem práce s počítačem je tvorba dokumentů (obrázků, textů, tabulek, video ), k tomu potřebujeme operační systém, který oživuje počítač a umožňuje nám jeho jednoduché ovládání. (Windows) Před vypnutím je třeba ukončit práci systému, pak nás počítač upozorní, že ho můžeme vypnout nebo tak učiní sám. (novější počítače se základní deskou ATX) 2. Informace, signál, informatika a výpočetní technika Informace je obecný pojem, který obsahuje obsah sdělení. Snižuje neurčitost a zvyšuje pravděpodobnost předvídání výsledků určité události. Příklad informací: údaje, čísla, znaky, povely, instrukce, zprávy Je nehmotná, ale vždy souvisí s nějakým fyzickým dějem, který ji nese. Signál je nositel informace. (velikost napětí či proudu, světelný paprsek, otvor v papíru, polarizace magnetického dipólu ) Umožňuje získání, uchování, zpracování a přenos informace. Digitální signál nabývá jen určitých hodnot, (napětí buď 0Vnebo 5V, otvor je nebo není) je typický pro počítačovou komunikaci. Analogový signál mění se spojitě (zvuk) Informace zkoumají: Teorie informace kybernetická věda, zkoumá přenos, kódování a měření informace. ve složitých systémech, Tvůrce Claude Elwood Shannon (*1916) Informatika se zabývá strukturou, využitím a zpracováním informací, vychází z algebry. Související vědy formální logika pravidla pro vyvozování závěrů z příčin teorie kódů teorie formálních jazyků a gramatik teorie automatů teorie vyčíslitelnosti robotika vytvoření stroje, který bude samostatně reagovat umělá inteligence modelování myšlení pomocí počítače (teorie her, expertní systémy v medicíně..) počítačová simulace zkoumání objektů, které se tvoří nebo které přímo zkoumat nejde (vznik vesmíru ) softwarové inženýrství Výpočetní technika souhrn metod k práci s výpočetními prostředky. (počítače, kalkulátory ) 4

5 Základní pojmy Algoritmus postup řešení úlohy Hardware technické vybavení počítače Software programové vybavení počítače Počítač je stroj na zpracování informace, dnes také slouží k tvůrčí činnosti a komunikaci mezi lidmi. Informační společnost je společnost třetího tisíciletí, technická a obchodní informace se stává nejcennějším zbožím. Kompatibilita slučitelnost: technická, programová, datová, obsluhy Informační zdroje knihoven: katalogy využívání klíčových slov meziknihovní výpůjční služba Jednotky informace Nejmenší množství informace je sdělení, zda určitá událost nastala nebo nenastala. Zahrnuje tedy dvě možnosti, které můžeme zapisovat jako 0 nebo 1. Toto elementární množství informace se nazývá 1 bit a značí 1b. Bity sdružujeme do osmic bytů (1B = 8b), tam lze tedy umístit 2 8 =256 kombinací nul a jedniček. Větší jednotky jsou 1KB = 2 10 =1024 je asi 1000B }pro odlišení od přesně 1000 B =kb se užívá velké K) 1MB je asi 1000 kb je asi milion B. 1 GB je asi 1000 MB Kolik bytů zabere: Znak Celé číslo Stránka textu Stránka textu ve Wordu Malá fotografie (JPG) Zvuk v CD kvalitě Zvuk MP3 Komprimované video Video v Tv kvalitě 1B 4B 2 kb 24 kb 100 kb 176 kb/s 16 kb/s kb/s 20 MB/s Digitální a analogová zařízení Analogové zařízení zaznamenává průběh veličiny v čase spojitě grafem je hladká křivka. Přenosem a kopírováním dochází ke zkreslení klesá kvalita signálu, křivka není hladká. Digitální zařízení používá A/D převodník analogového signálu, kterým se signál převede na posloupnost jedniček a nul. (Postup=vzorkování oblast pod křivkou se převede na úzké obdélníčky, každému se přiřadí číslo a to pak převede do dvojkové soustavy, jemnější vzorkování přirozeně znamená věrnější převod) odlišit 0 a 1 při přenosu není problém, takže signál neztrácí na kvalitě. Digitální záznam zvuku se využívá např. v CD nebo DVD přehrávačích. Dnes už se používá i digitální televize (2005 běží experimentálně v Praze), je tak odolná proti rušení, že lze signál přijímat i v autě. Kontrolní součty Realizace jednoho bitu je dána vyšší nebo nižší hodnotou určité veličiny. (Elektrické napětí). Výjimečně se vyskytne stav mezi těmito dvěma stavy, pak je hodnota neurčena. Aby se zajistil správný přenos dat, po určitém množství bitů (původně 7) se přidá kontrolní (paritní) bit, pokud údaj nesouhlasí, posílají se data znovu. (Proto špatný přenosový kanál zpomaluje přenos). 3. Zobrazení informací v počítači Číselné soustavy Převod mezi dvěma soustavami odpovídá jednoznačnému zobrazení mezi dvěma množinami. 1.množina množina čísel 2.množina množina cifer 5

6 Příklad: číslo 123 je v desítkové soustavě 1 stovka, 2 desítky a tři jednotky, v šedesátkové dvě šedesátky a tři jednotky. (2 minuty, 3 vteřiny) Desítková soustava: = 2* * *10 0 Číslo vyjadřujeme pomocí mocnin 10 a cifer 0,1..9, k zápisu použijeme jen zhuštěnou formu (tuční činitelé) Analogicky ve dvojkové soustavě užíváme mocnin dvou a cifer 0,1. Dvojková soustava: =1*2 2 +0*2 1 +1*2 0 Desítkové číslo Dvojkové číslo Postup při převodu z desítkové do dvojkové soustavy: Číslo postupně dělíme dvěma a zapisujeme zbytky, dokud není celočíselný podíl roven nule. Zbytky pak opíšeme v opačném pořadí. Dělení: 13 : 2 = 6 : 2 = 3 : 2 = 1 : 2 = 0 Zbytky: Výsledek: = (Stejný postup lze použít i při převodu do jiných soustav) Poznámka : Protože zápisy v dvojkové soustavě jsou dlouhé, používá se prakticky soustava šestnáctková, která umožňuje jejich zhuštění. Jeden znak hexadecimální soustavy totiž odpovídá čtyřem znakům binární soustavy. (Např A 16 = = ) Všimněte si, že mocniny dvou jsou ve dvojkové soustavě vyjádřeny jako 10,100,1000 proto se udávají kapacity většinou v mocninách 2. Zobrazení čísel Celé kladné číslo se ukládá do čtyř B převedené do dvojkové soustavy. (Starší procesory používaly 2B, protože je princip stejný a zápis kratší, je použit v následujících příkladech) Např.: = se uloží takto: Záporná čísla se zobrazují pomocí dvojkového doplňkového kódu; jeho kladná podoba se převede do binární soustavy, provede se inverze všech bitů (0-1,1-0) a k výsledku se přičte jednička. Podobně se kódují větší celá čísla, jiný způsob ukládání se užívá u reálných čísel. Zobrazení znaků nejužívanější byl osmibitový kód ASCII. Protože vznikl jako sedmibitový, původně se kódovalo jen 2 7 = 128 znaků. Proto je prvních 128 znaků je všude stejných, druhých 128 se liší pro různé druhy abeced (národní abecedy) a jejich kódování (Příklady kódů: ISO Latin 2, Windows 1250, PC Latin 2, kód Kamenických a pod.) Kvůli tomu mohou vznikat problémy s kompatibilitou, texty v národních abecedách se nezobrazují správně. (Např. na WW stránkách, v u apod.) Příklad: Znak pořadové číslo v tabulce ASCII Dvojková A ~ Stisknete-li současně klávesu Alt a pořadové číslo v tabulce (na numerické klávesnici), napíše se příslušný znak. 6

7 Všimněte si, že od znaku 128 záleží také na volbě klávesnice. V současnosti se dále užívá Unicode, kde znak zabere 2B, takže je možné pokrýt většinu znaků národních abeced. Nevýhodou je, že znak a tedy i text zabere dvakrát tolik místa. Navíc mohou vznikat problémy se zpětnou kompatibilitou s ASCII. Používají se i další kódy, např. UTF (3B) s proměnnou délkou. Dodatky: Protože znaků užívaných lidmi je příliš mnoho, jednotlivé fonty obvykle obsahují pouze podmnožinu známých znaků. I tak soubory jsou soubory Unicode velké např. Arial MS Unicode zabere 22 MB a obsahuje znaků. Mapa znaků: (Příslušenství/systémové nástroje/mapa znaků) vybereme-li písmeno, objeví se ve stavovém řádku jeho hexadecimální pořadové číslo Pro zavináč je to např *16+0=64 dekadicky.) # Alt 35 & Alt 38 Alt 0128 Alt 0150 (pomlčka, není na klávesnici) 4. Algoritmus, program Algoritmus je postup řešení úlohy. Příklady: kuchařské recepty, algoritmus písemného sčítaní Algoritmus můžeme chápat jako posloupnost příkazů, pomocí kterých vstupní data (která splňují určité vstupní podmínky) převedeme na výstupní data (splňující výstupní podmínky) Příklady vstupních dat: suroviny, čísla Výstupní data: hotový pokrm, součet Některé příkazy vykonáváme v závislosti na splnění určité podmínky například: je-li jídlo málo slané, přisolíme ho; je-li diskriminant kvadratické rovnice nezáporný, můžeme vypočítat reálné kořeny. Takovým konstrukcím říkáme větvení nebo také podmíněné příkazy. Jiné instrukce je třeba opakovat mícháme, dokud kaše nezhoustne, při převodu čísla z desítkové do dvojkové soustavy opakujeme dělení, dokud nezbyde nula. Potom hovoříme o cyklech. Procesor je ten, kdo pracuje podle algoritmu. (kuchař) Aby mohl příkazy algoritmu vykonávat, musí jim jednak rozumět (jazyk), jednak být schopen provádět akce, které daný postup předpisuje. (Pokud někdo neumí násobilku, musí si vypomoci opakovaným sčítáním) Program je zápis algoritmu v programovacím jazyce. Data i instrukce jsou v počítači v zakódována do jednotlivých bitů vyjadřovat ale složitější myšlenky pomocí posloupností nul a jedniček by bylo nesmírně komplikované. (Jazyk nejbližší počítači je strojový kód, používá hexadecimální soustavu, přechodem mezi jazykem počítačovým a člověčím je assembler jazyk symbolických adres) Na druhé straně má přirozený jazyk příliš bohatý slovník a nadměrnou zásobu nejednoznačností. Proto byly vyvinuty programovací vyšší jazyky (Basic, Pascal, C, Prolog, ), které umožňují relativně pohodlný zápis algoritmů a které se dají překládat do strojového jazyka počítače.(nižšího) Tento překlad provádí program překladač. 5. Soubory a složky Data zakódovaná v paměti počítače do jednotlivých bytů jsou tvořena většími celky, které nazýváme soubory. Jako soubor označujeme množinu dat v počítači, která spolu nějak souvisí. Může to být dokument, který vytváří uživatel v nějakém programu (obrázek, text, tabulka ) nebo také program. (Kalkulačka, textový editor ) Programy slouží k vytváření dokumentů, pod Windows mají většinou jednotné ovládání. Dokumenty tvoříme v paměti počítače, pak je ukládáme na disk. Kopírování souboru z disku do operační paměti se říká otvírání, opačnému procesu uzavírání souboru. Také při spuštění programu program převádíme z disku do operační paměti. po skončení práce s programem ukládáme vytvořený dokument na disk do nějaké složky. Ve Windows nebo Dosu mají soubory jména, která se skládají z vlastního jména a přípony. Přípona je určena programem, který se souborem pracuje. 7

8 Příklady: com, exe, bat spustitelné soubory (programy, aplikace) pas zdrojový kód programu v Pascalu nebo Delphi txt, doc, pdf textové soubory gif, jpg, bmp,wmf obrázky MP3, WAV zvukové soubory avi videosekvence cur, ani obrázkové soubory kurzorů (pdf portable document format polygrafický průmysl a internet hlavně prohlížení dokumentů, které by se neměly měnit.) Soubory ukládáme ( uklízíme ) do složek. ( folders, dříve adresář directory) Jsou to jakési přihrádky, dají se do sebe vnořovat (vytvářet jejich další podsložky) a samy nejsou nositeli informace. Pojmenování souboru je potom jednoznačně určeno jeho jménem s příponou a umístěním. (Na disku může být víc souborů téhož jména, ale musí být umístěny v různých složkách. Cesta slouží k jednoznačnému určení složky nebo souboru, začíná označením disku a obsahuje všechny složky, které je třeba projít, oddělené zpětným lomítkem. Každá disková jednotka je určena písmenem a dvojtečkou. Značení disků: C: obvykle harddisk, A: disketová mechanika, D,E logické disky (CD, rámeček, síťové disky ) Kořenový adresář je výchozí adresář disku, značí se C:\ Podsložky se v názvu oddělují v DOSu a Windows zpětným lomítkem, v Unixu a na Webu obyčejným lomítkem. Příklad: C:\Data\Bum\Dopis.txt Zleva doprava: Disková jednotka a kořenová složka, složka, podsložka, jméno souboru s příponou, která udává jeho typ. Souborový systém je způsob fyzického uložení souborů a adresářů na disku. FAT 32 Windows 98 NTFS Windows NT, XP (Umožňuje formátovat disky až 2 TB, nastavit oprávnění pro složky a soubory. 6. Architektura počítače (Von Neumannovo schéma) {Von Neumann ) Předpokládejme, že máme vytvořený algoritmus úlohy a vstupní data. Jak bude fungovat prostředek, pomocí kterého chceme svůj postup realizovat? Jaké části musí mít? 8

9 Vstupní zařízení umožní vstup dat do počítače. (klávesnice, skener, myš, joystick, trackball, světelné pero, hlasový vstup, digitální fotoaparát, mikrofon ) Operační paměť postupně zpracovávaná data i postup je třeba někam uložit, bude ted obsahovat aktuální data a program Řadič (Controller) řídí souhru všech částí a provádění akcí na základě předpisu (Převádí programové instrukce na poslopnost signálů) Název vycházi ze skutečnosti, že nejen řídí, ale také určuje pořadí vykonávaných operací. Aritmeticko-logická jednotka (ALU) umí provádět aritmetické a logické operace.(sčítání, porovnání, ), takže odpovídá za zpracování dat Procesor Řadič a ALU jsou potom vlastním vykonavatelem algoritmu procesorem. Výstupní zařízení umožňuje zobrazení výstupních dat. (monitor, tiskárna, plotter, reproduktory ) Vstupním a výstupním zařízením se dohromady říká periferie. Mezi periferie se počítá také vnější paměť. (Disky, mohou fungovat jako vstup i výstup dat) Operační paměť se skládá ze dvou částí: ROM, která umožňuje pouze čtení hodnot vložených výrobcem. (obsahuje obslužné programy počítače, generátor znaků apod. ) RAM umožňuje čtení i zápis, sem se načítá algoritmus a data, její obsah se ztrácí při vypnutí počítače. Obsahuje operační systém a právě spuštěné programy a jejich data. V klasické Von Neumannově koncepci se program ukládá do paměti spolu s daty a vykonává se postupně tak, jak byl načten. Povšimněme si, co používáme dodnes: dvojková soustava, procesor a paměť, vstup a výstup, technická část musí být univerzální, činnost počítače řídí programy. Všechna uvedená zařízení tvoří hardware počítače. Při technické realizaci počítače hraje významnou roli reprezentace dat pomocí vhodných fyzikálních veličin. V operační paměti se dnes užívá hodnot napětí, u pevných disků a disket orientace magnetických dipólů. 7. Osobní počítač, základní jednotka Počítač = základní jednotka, monitor, klávesnice, myš Nejrozšířenější typ počítače dnes PC. Na každém počítači kompatibilním s IBM PC můžete spouštět tytéž programy. Technicky vzato se počítač skládá z mnoha prvků zasazených do základní desky s mnoha konektory. Bez některých částí se neobejde žádný počítač (procesor, operační paměť), jiné slouží pouze určitému účelu. (zvuková, síťová karta, interní modem) Základní jednotka je skříň, ve které jsou umístěny všechny součástky. Vepředu má ovládací prvky (Síťový vypínač, přepínač rychlosti, tlačítko reset, světelné diody, zámek, mechaniky disket, případně CD ROM. Pokud kontrolka mechaniky bliká, s disketou se ještě pracuje neotvírat), vzadu konektory pro připojení periferií. Napájecí zdroj má sptřebu W, poskytuje napětí pro základní desku, diskové mechaniky aktivní chladič. 9

10 Typy: Desktop velká spotřeba místa na stole, ale snadný přístup ke konektorům a dobrá možnost rozšiřovat HW. Monitor obvykle stojí na skříni, položené vodorovně na stole Minitower je postavený na výšku, většinou pod stolem Tower, bigtower je větší a prostornější, předpokládá se rozšiřování HW komponent. Užívá se většinou pro servery. (Řídící počítače sítí) Notebook, laptop přenosné počítače s hmotností do 3 kg, mají vlastní zdroj enregie. Palmtop do 0,5 kg, organizéry a elektronické diáře Slimline nejmenší minidesktop Další verze mini, midi Běžná výbava 2005: Procesor Pentium IV s takt. frekvencí kolem 3 GHz Pevný disk s kapacitou 200 GB, 7200 ot/min Operační Paměť s kapacitou 512 MB Graf karta s pamětí 128 MB (nezbytná na hry, pokud se dokupuje většinou do slotu PCI Express x16) Kombinovaná optická mechanika (Vypaluje na CD, čte z DVD) Zvuková a síťová karta Interní modem Několik USB 2.0 portů pro připojení periferií (480 Mb/s) Monitor 17 úhlopříčka Hyperthtreading 8 MB Cache, (u SW aplikací, kt. to umějí může zpracovávat současně dvě vlákna výpočtu) Rozhraní S-Video pro propojení počítače a televizoru (videovýstup), D-Sub analogový a DVI digitální výstup grafické karty Další výstupy: FireWire (port IEEE 1394) rychlé, zvlášť pro digitální kamery, SPDIF digitální zvuková výstup pro připojení vícereproduktorové soustavy čtečka paměťových karet (pro vstup z digitálního fotoaparátu) DVD vypalovačka zvuková a síťová karta na základní desce Notebook: Pentium 1,5 Ghz 256 MB OP 32 MB graf. karta HDD GB (Seagate) Optická mechanika CD RW, DVD ROM Akumulátor 400 mahod Hmotnost 3 kg Klávesnice a myš Myš je polohovací zařízení, pohyb nástroje se převádí na elektronické signály, které počítač vyhodnocuje a podle pohybu na obrazovce pohybuje malým symbolem na obrazovce, kterému říkáme kurzor myši. Klávesnice slouží ke psaní. Moderní klávesnice mají speciální multimediální (tlačítka pro ovládání programů a přehrávání CD), internetová a kancelářská tlačítka. Start počítače Spustí se BIOS (program v ROM) Kontrola OP a připojených zařízení (zda jsou připojena) BIOS hledá OS Když ho najde, zavede jádro do OP a předá mu řízení. Instrukce pro nahrání OS jsou v Boot sektoru. V síti se zobrazí přihlašovací dialog U Windows se zobrazí pracovní plocha CTRL Alt Del postupné vypínání běžících programů Reset jen selže-li při zatuhnutí předchozí postup 10

11 Multimediální počítač Umožňuje práci se zvukem, obrázkem, videem. K tomu potřebuje další vybavení SW i HW, především kvalitní grafickou kartu, videokartu, zvukovou kartu a připojené reproduktory, přehrávač CD, DVD, alespoň 17 monitor Dodatky: Pokud užíváme víc reproduktorů rozmístěných po pokoji, musí mít podporu pro 6 kanálový zvuk, subwoofer (hlubokotónový reproduktor) a 5 satelitních reproduktorů. Při instalaci bývají na instalačním CD aplikace přehrávač MIDI, MP3, mixážní pult. Multimediální klávesnice mívá speciální tlačítka. Webová kamerka a headset (sluchátko, mikrofon) Multimediální monitor má integrované nebo připojitelné reproduktory. Všechno přes USB port. Na přehrávání videa je třeba kodek DivX umí kódovat a dekódovat videosoubor (komprese mp3 videa), takže se film vejde na CD. (vzniká formát MPEG4), na přehrání pak stačí Windows media Player Formáty videa: DivX, AVI, MPEG, VideoCD, ASF, WMV umí přehrát Windows Media Player Další formáty hudebních souborů: OGG Vorbis (lepší komprese než MP3, stále se vylepšuje), AAC (Apple), WMA (Windows), mp3pro (vylepšený MP3), bezztrátové: FLAT, Monkey s Audio, WavePack Gameboy herní konzola do ruky Programy pro hudbu: Přehrávače hudebních souborů: Windows Media Player,Winamp. Streamovaná média hudba na internetu, kterou lze přehrát, ale ne uložit na náš počítač speciální formáty (MOV) potřebují speciální přehrávače QuickTime, formát RealAudio (.RAM) vyžaduje RealPlayer. Oba přehrávače zdarma na internetu Ripery, grabery programy, kt. umějí zvuk z CD převádět na MP3. Průběh ripování: vyberme skladby na CD, uvedeme složku na počítači, kam se budou ukládat a výsledný formát. Kvalita zvuku např. stereo, mono. Bitrate datový průtok udává, kolik bitů proteče za sekundu přehrávání skladby. Vyšší by měl znamenat lepší kvalitu, ale záleží také na kompresních algoritmech. Editory tagů ID3: hudební soubory mohou nést další informace metadata (ID3) informace o skladbě, albu, interpretovi apod. (např. MetaTOGGer) Audioeditory umožňují práco s filtry, odstranění šumu apod. 8. Mikroprocesor (CPU Central Processing Unit) Název vznikl v době, kdy s kladl důraz na miniaturizaci. Jedná se o polovodičovou součástku (křemíková destička s příměsí Al, Cu,velká jen několik cm 2) a fyzicky je tvořen velmi složitým integrovaným obvodem (miliony tranzistorů). Chladicí žebra brání přehřátí součástky. (Dnes se spíš používají ventilátorky) Na vstup procesoru je přiváděno napětí na vodičích nenulová hodnota (5V, dnes méně) prezentuje logickou jedničku, nulová nulu. 32 bitový procesor je schopen za jediný okamžik zpracovat 32 vstupujících hodnot. Může adresovat maximálně 4 GB operační paměti, 64 bitový mikroprocesor až TB. Procesor zajišťuje běh všech programů, řídí tok dat mezi komponentami počítače a funguje jako výpočetní centrum. Architektura mikroprocesoru Taktovací frekvence Cache Instrukční sada Šířka slova Sběrnice Registry Taktovací frekvence udává rychlost, kterou procesor pracuje. Např. při frekvenci 300 MHZ je mikroprocesor schopen vykonat instrukcí za sekundu. Současná frekvence je 3-4 GHz Cache je vyrovnávací paměť, která slouží jako mezisklad dat mezi různě rychlými komponentami počítače.(rychlejší složka čte z cache, která si data načetla předem a nemusí čekat na pomalejší) L1 (First LevelCache) načítá pro rychlejší mikroprocesor data z pomalejší sběrnice. ( kb) 11

12 L2 zajišťuje přesuny dat mezi mikroprocesorem a operační pamětí (256kB-1MB) L1 je v procesoru, L2 bývá integrována na základní desce. Užívá se už i cache L3. (Cache jsou i mezi jinými komponentami počítače nebo na síťových serverech, ale jejich funkce je podobná) Registry představují vnitřní paměť mikroprocesoru, do kterých se ukládají právě zpracovávaná data. Pracují velmi rychle, jejich paměť je malá, řádově kb. Univerzální umístěny přímo v procesoru, slouží k uchování operandů, mezivýsledků a výsledků operací. S pevně stanoveným významem : PC čítač instrukcí, obsahuje adresu instrukce, která se bude provádět F registr příznaků, obsahuje řídicí informace, např. zda došlo k přetečení apod. SP ukazatel zásobníku Instrukce Instrukce je předpis k provedení činnosti, kterou umí realizovat přímo HW. Jádrem mikroprocesoru je logický obvod, který umí zpracovávat pouze velmi jednoduché mikroinstrukce, programuje se v instrukcích, které se do mikroinstrukcí převádějí. Typy instrukcí: přesuny dat mezi pamětí a registry, aritmetické a logické, instrukce pro řízení programů,, instrukce vstupně-výstupní, skoku, systémové instrukce. Instrukční sady Obsahují řádově desítky instrukcí. CISC (Complete Instruction Set) co nejúplnější, ale procesor byl příliš složitý, takže se prodražila jeho výroba. RISC redukovaná sada, další instrukce se vykonávají pomocí těch základních. Je levnější a rychlejší MMX(Multimedia Extension, Intel) instrukce pro video, generování zvuků a grafiky. Podobně fungují 3D Now! (AMD), SSE, SSEII (Intel Pentium II) stále se doplňují instrukce pro zpracování 3D obrazu, chod internetu apod. Šířka slova Je počet bitů, které umí mikroprocesor zpracovat během jediné operace. Sběrnice mikroprocesoru Adresová slouží k výběru paměťové buňky (Při šířce 16 bitů může procesor adresovat 2 16 paměťových míst, tedy asi 64 kb) Datová šířka 8-64 bitů, počet bitů, který lze naráz přenést mezi procesorem a pamětí. Je to hodnota zásadní pro výkon počítače, je-li např. 32 bitů, hovoříme o 32 bitovém počítači Systémová touto sběrnicí (FSB Front Side Bus) komunikuje procesor s ostatními komponentami základní desky, důležitá je zvlášť rychlost výměny dat s OP. Poznámka:vnitřní frekvence mikroprocesoru bývá násobkem frekvence FSB, mezi FSB a procesorem je násobička, která převádí vnější pomalejší takt na vnitřní rychlejší. Výrobci mikroprocesorů Intel roku , později 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II,III, IV, Pentium Pro, Celeron (původně vznikl jako levnější varianta Pentia) (2002: Pentium IV 2 Ghz,, Celeron 1,36Ghz, 256 kb cache; 2003 Intel Itanium 64 bitový procesor), AMD Athlon, Duron (2002 Athlon 1,46 GB,termální dioda pro zastavení při přehřátí, možnost předběžného čtení dat (Data Prefetch) Běžné hodnoty (2001)- frekvence 600 MHZ, 16KB L1 cache, 512 KB L2, 220 instrukcí, (2004 frekvence kolem 3Ghz) Motorola pro Apple Dodatky: Patice je součást základní desky, do které se zasazuje procesor. Různé typy užívají různé patice např. Intel a AMD IBM PC s Windows, Celeron a Pentium 4 Socket 478, Duron a Athlon patice A 462,754,939. Chlazení hliníkový nebo měděný profil, na něm nasazený ventilátorek. Centrino technologie pro mobilní počítače, integrovaná čipová sada, energeticky úsporné procesory, podpora pro bezdrátové sítě (Wireless Fidelity) Intel Centrino Duo dvoujádrové mikroprocesory s vyšším výkonem, menší spotřebou a lepším multitaskingem 12

13 2006 Intel Core Duo, Core 2 Extrem 2 jádra na jednom čipu Mooreův zákon: Počet tranzistorů se zdvojnásobuje každých 18 měsíců. (V 70 letech byly mikroprocesory s desítkami tranzistorů) Direct X freeware technologie, (rozhraní mezi HW a SW)kt. umožňuje počítači v oblasti grafiky a zvuku podávat lepší výkon. Hyperthreading jednotlivé aplikace mohou spouštět několik procesů (vláken). Např WinAmp jedno vlákno přehrává hudbu, druhé dekóduje MP3. Externí frekvence udává rychlost, kterou procesor komunikuje s okolím. Rychlost počítače samozřejmě nezávisí jen na procesoru, ale také na rychlosti dalších komponent, velikosti OP atp. (například některé Celerony byly brzděné pomalou externí sběrnicí 66 MHz, která tento procesor značně zpomaluje při komunikaci s okolím). Důležitou funkci má vnější sběrnice procesoru (Front side bus), která ovlivňuje rychlost přenosu dat mezi procesorem a okolím, zvlášť OP. Dnes (2005) dosahuje až 1000 Mhz. K-nanometrová výrobní technologie (90,130) číselný údaj zde znamená vzdálenost vodičů na křemíkové destičce bitový mikroprocesor AMD Turion Nutnost spolupráce procesoru s operačním systémem např. Windows 2003 server potřebuje 2CPU nebo dvoujádrový mikroprocesor) 2006 Intel uvedl 4 jádrový procesorcore 2 extreme QX6700 až 705 nárůst výkonů u aplikací, které podporují multithreading (frekvence 2,66 GHz, 2 L2 cache 4096 kb) Pro hry:alespoň 2 GHz Výměna mikroprocesoru: Stolní počítače používají: AMD Sempron, Athlon XP. Athlon 64, Intel Celeron,Pentium 4, Core 2 Duo. Procesory se ukládají do patice na základní desce, při výměně je třeba počítat s tím, že AMD používají patice Societ 754, Socket 939, AM2, Intel Socket 775 (označení LGA 775). Také je třeba zjistit, zda nový procesor podporuje základní deska a zda zvládá jeho frekvenci. Je vhodné nový procesor koupit spolu s chladičem. Výroba mikroprocesoru Používá se superčistý křemík, na centimetr čtvereční připadají desítky milionů tranzistorů. Na křemíkový plátek se laserem vykreslí v několika vrstvách struktura procesoru, postupně se vytvářejí tranzistory a spoje mezi nimi. Nakonec se plátek rozřeže a nejhorší mikroprocesory jsou vyřazeny. Díky tomu může mít jeden typ víc variant (např. 2-2,5Ghz) a protože výrobci volí nižší označení, při dostatečném chlazení je možné přetaktování. 9. Paměti Paměti slouží k uchování informací. Vnitřní paměť obsahuje zpracovávaná data, programy a utility potřebné k funkci počítače, skládá se z polovodičových součástek, je rychlá, drahá, omezené velikosti. Vnější paměť slouží k dlouhodobému ukládání dat, funguje na optickém nebo magnetickém principu, je pomalejší, co do velikosti prakticky neomezena. Cache je rychlá vyrovnávací paměť. Charakteristiky pamětí Vybavovací doba doba potřebná k zápisu nebo přečtení dat Kapacita množství informací, které paměť pojme (v bytech) Závislost na napájení (vymaže se s vypnutím počítače?) Cena za bit Přenosová rychlost (množství informací, které lze přečíst či zapsat za jednotku času, souvisí s šířkou datové sběrnice) 9. Paměti Paměti slouží k uchování informací. Vnitřní paměť obsahuje zpracovávaná data, programy a utility potřebné k funkci počítače, skládá se z polovodičových součástek, je rychlá, drahá, omezené velikosti. Vnější paměť slouží k dlouhodobému ukládání dat, funguje na optickém nebo magnetickém principu, je pomalejší, co do velikosti prakticky neomezena. 13

14 Cache je rychlá vyrovnávací paměť. Charakteristiky pamětí Vybavovací doba doba potřebná k zápisu nebo přečtení dat Kapacita množství informací, které paměť pojme (v bytech) Závislost na napájení (vymaže se s vypnutím počítače?) Cena za bit Přenosová rychlost (množství informací, které lze přečíst či zapsat za jednotku času, souvisí s šířkou datové sběrnice) 10. Operační paměť (vnitřní paměť) RAM Ukládají se do ní právě zpracovávaná data, část operačního systému aj. (Programům, které jsou trvale přítomny v OP se říká rezidentní ) Fyzicky je tvořena křemíkovými čipy, jednotlivé bity jsou reprezentovány hodnotami elektrického náboje miniaturních kondenzátorů. Data se udrží jen při trvalém napájení. Vybavovací doba se pohybuje v desítkách nanosekund (10-9 s). Kapacita u nejnovějších počítačů (2006) jr řádově v GB. Pokud se prováděný program nevejde do paměti, zpracovává se po částech, které se odkládají na disk. => velká operační paměť urychluje práci počítače. (Části disku, která slouží k tomuto účelu se říká virtuální paměť) Adresování: paměť se dělí na buňky určité velikosti, každá buňka je jednoznačně identifikovatelná číslem, kterému říkáme adresa. Technická realizace RAM Základním dílem paměti je paměťový modul, (karta) ten se zakládá do patice (banku=kolekce patic) na základní desce. Paměťový modul se skládá z paměťových buněk. Starší počítače používaly moduly SIMM, novější DIMM, případně RIMM. Dodatky k technické realizaci pamětí: Druhy pamětí SRAM statická, dokud se neodpojí napětí, informace v buňce zůstává. Je rychlá, ale drahá a má velkou spotřebu energie užití hlavně pro cache. DRAM dynamická, náboj kondenzátorů se udrží řádově tisíciny sekundy, musí se obnovovat tzv. refresh cykly. (Paralelně se snímají obsah buněk v řádcích, v budiči se zesílí a vrací zpět. Obnovu provádí obvod DMA s přímým přístupem do paměti) SDRAM synchronní dynamická paměť s rychlejší dobou přístupu, její rychlost závisí na FSB. (moduly se 168 kontakty DDR SDRAM 2krát rychlejší než SDRAM, moduly se 184 kontakty RDRAM (DRAM RAMBus) rychlejší FLASH lze měnit obsah, uchovává informace i bez napájení Při rozšiřování pamětí je třeba brát v úvahu vlastnosti mikroprocesoru, k Pentiu 4 jde např. použít 266 Mhz DDR, pokud má 800 Mhz FSB potřebuje 400 Mhz DDR. Fyzická realizace paměti: Paměťové moduly: dříve SIMM 72 vývodů, kapacita až 64MB, pro pentium v párech. Do slotů SIMM pouze SIMM, je kratší než DIMM, má 72 kontaktů. (Single inline memory modul) Dnes DIMM (168 vývodů, až 512 MB 64 bitová komunikace, delší bank) DDR DIMM RIMM (184 vývodů, až 512 MB) pro DDR SDRAM, RDRAM, SDRAM DDR2 240 pinů Při běhu programů dochází někdy ke zbytečným ztrátám programy načtené z disku a pracující v operační paměti, které bezchybně skončí, operační paměť uvolní, ale pokud dojde k havárii,mohou v paměti zůstat nevyužité bloky a nebezpečné zbytkové procesy. k optimalizaci paměti existuje i volě šiřitelný SW. (Free RAm XP apod.) Zvětšení operační paměti 14

15 pro herní aplikace alespoň 1 GB. Na základní desce mohou být 184pinové moduly DDR nebo 240pinové moduly DDR2. Při rozšiřování paměti je třeba volné sloty nebo je nutné použít sloty stávající ( a moduly s nejmenší kapacitou vyměnit) Přivým modulu je třeba znát jeho typ i frekvenci. (2007: DDR s frekvencí 266Mhz nebo 400MHz. Je vhodné dokupovat moduly se stejnou frekvencí. Paměti DDR2 mají větší datovou propustnost a menší spotřebu energie. Frekvence 667MHz, 800MHz. Požadavky softwaru na RAM: OS DOS (1990) potřeboval as 1 MB Windows 98 potřebovaly 16 MB (1998), WindowsXP potřebují 128 MB standard 256 MB pro kanc.aplikace stačí 64MB. Rozšiřování paměti: Operační paměť je fyzicky uložena v paměťových modulech, ty se ukládají do slotů na ZD. Nejprve se odpojí napájecí kabel, sejmeme kryt. Díky výřezům je lze vložit jediným způsobem. (pozor při rozšiřování, nejlépe je používat stejný typ, jaký už na zkladní desce, liší se nejen počty pinů, ale i taktovací frekvence a další ukazatele. Údaje lze zjistit např. Everestem) CMOS RAM obsahuje důležitá data o konfiguraci počítače. Je to SRAM s malou energetickou spotřebou, užívá se pro zápis parametrů BIOSu (Basic Inut Output System obsahuje údaje o discích počítače, apod.) programem SETUP. Po vypnutí počítače je napájena z baterie na základní desce, bývá v ní integrován obvod hodin reálného času. BIOS obsahuje základní diagnostické programy, ukládá se na Flash ROM, slouží k inicializaci počítače. Testuje počítač po zapnutí RAM, periferie Pokud na disku najde zavaděč, zavede OS do RAM a předá mu řízení Spustí základní rutiny pro obsluhu periferií ROM nezávisí na napájení, informace do ní jsou uloženy výrobcem. Obsahuje instrukce, které řídí činnost počítače po startu, BIOS systému i BIOSy rozšiřujících desek. Je pomalejší než RAM. Jednotlivé bity jsou tvořeny odpory nebo pojistkami, jestliže je výrobce přepálí, mezi jejich konci vzniká trvalé napětí. Existují druhy, do kterých může zapisovat uživatel (ať už jednou či opakovaně) PROM, (programovatelné jednou) EPROM, (mazatelné UV zářením), EEPROM (mazatelné elektricky), Flash EPROM, se kterou jde pracovat jako s RAM a přitom nezávisí na napájení. (nejdražší) 11. Disky slouží k trvalému ukládání souborů. Obecné charakteristiky záložních médií: Kapacita Přenosová rychlost Přístup k datům sekvenční (páskové paměti, streamery spíš dříve) nebo přímý (ostatní) Připojení k počítači (rozhraní EIDE, SCSI, ATA, řadič pružných disků, paralelní port ) Princip záznamu magnetický, optický Provedení čtecí jednotky interní, externí Cena Spolehlivost Pevný disk (Harddisk, HDD) se skládá s kovových disků, které jsou poskládány nad sebou ve vzduchotěsné krabičce. Slouží k trvalé úschově dat. Dále obsahuje řadič a cache asi 2 MB. Přesněji: médium s daty magnetické hlavy pro zápis a čtení dat mechanika pohybující hlavami motorek pro otáčení disky řadič elektronický obvod,řídící práci disku deska rozhraní která připojuje disk k základní desce 15

16 Na povrchu každého disku je nanesena magnetická vrstva, která umožňuje záznam informace. Těsně nad povrchem (10-6 m )pluje čtecí/záznamová hlavička. (pro každý povrch jedna) Disk se otáčí rychlostí otáček za minutu. (rychlost nových výkonných disků se zvětšuje) Zápis bitu (změna orientace magnetického dipólu ) je vyvolána elektromagnetickým impulsem v hlavičce a naopak. (při průchodu hlavičky proměnným magnetickým polem se v ní indukuje proud.) Kapacity desítky GB (10 9 ), nezávisí na napájení. Kapacity rychle rostou, starší základní desky s novějšími disky nemusejí umět spolupracovat. Vybavovací doba je několik milisekund. (disk zpomalují jeho mechanické části, zatímco operační paměť je pouze elektronická) Řadiče HDD zodpovídají za správné vystavení hlav, řídí čtení a zápis,ve spolupráci se sběrnicí zajišťují přenos dat Disky můžeme dělit také podle rozhraní, ke kterému se připojují v počítači. (speciální řadiče) IDE nejstarší, nejlevnější, dnes se užívá spíš jeho modernější varianta EIDE. (V současných(2005) počítačích mohou být na sběrnici EIDE 4 zařízení, konektory v počítači jsou většinou dva, na kabelu bývají dva připojovací konektory a počítač je musí umět rozlišit proto se jeden nastavuje jako master (většinou HDD) a druhý jako slave. (CD) SCSI užívá se pro servery, je rychlejší a spolehlivější, potřebují speciální kartu. (připojí až 32 zařízení, je rychlejší a podporuje multitasking, otáček za minutu, přenosová rychlost desítky MB/s). Ultra ATA 36,66,100,133 číslo souvisí s přenosovou rychlostí mezi diskem a OP. Nejnovější disky používají seriál ATA až 150 MB/s, rychlejší a spolehlivější SATA, SAS. Floppy (diskety) 3,5 (velikost kapsičky pánské košile) disketa má kapacitu 1,44 MB, slouží k zálohování a přenosu menšího množství dat, princip je podobný jako u HDD, hlavička se přímo dotýká povrchu. Dají se chránit proti zápisu, pozor na magnetické pole, teplo, prach. Fyzicky je tvořena plastovým kotoučem, pokrytým magnetickým materiálem. (oxid Fe) Organizace dat na discích, formátování Data jsou na discích organizována do stop (soustředné kružnice) a sektorů. (Výseče) Velikost sektoru bývá 512 B Struktura stop a sektorů se vytváří tzv. fyzickým formátováním (u HDD pouze výrobce). Množina stop se stejným poloměrem na disku tvoří tzv. cylindr. Logické formátování vytváří logickou strukturu disku. 0. stopa 0. sektor: MBR (Master boot record, partition tabulka) obsahuje tabulku oblastí a zaváděcí záznam. (zavaděč, krátký program, který se stará o start operačního systému: načte tabulku oblastí a vybere aktivní (primární) oblast, na které je OS. Partitions jsou primární a rozšířená oblast disku. Primární oblast slouží k uložení OS, (Většinou C:), rozšířená oblast se dělí na logické disky FAT tabulka přiděluje diskový prostor souborům. (Každá oblast disku může mít svůj souborový systém předpis, podle kterého počítač organizuje data na disku. Souborové systémy mají omezené možnosti velikosti disku, např. systém FAT 32 zvládá maximálně 128 GB. Větší disky potřebují NTFS.) ROOT kořenový adresář, obsahuje informace o adresářích a souborech na disku. Obsah záznamu o souboru krátké jméno souboru, atribut, rozlišení zda jde o adresář nebo soubor, datum a čas poslední změny, číslo clusteru, kde soubor začíná, délku souboru. Vlastní data Poznámka: I soubor nulové velikosti zabírá na disku jeden cluster (počet bytů v jedné alokační jednotce) např. pro Fat B. (Ve FAT32 sektor = cluster) Kapacita disku se pak dá vypočítat: Počet B na sektor * počet sektorů na stopu * počet stop povrchu * počet povrchů Windows XP potřebuje na disku 10 GB. Soubory se neukládají na jednu diskovou plotnu, ale do cylindrů, takže je může najednou zpracovávat několik hlaviček. Velkokapacitní druhy přenosných disků: ZIP disk MB, vypadá jako silnější disketa, ale pomalé již se příliš nepoužívá USB Flash disk asi 64 MB, (až 4 GB) přenos mezi počítači s USB (Windows 2000, XP s ním umí zacházet, jinak potřebuje ovladač, při připojení se chová jako další disk) Rychlost přenosu dat pokud spolupracuje s rychlou USB MB/s s USB 1.0 1,5MB/s Někdy se k němu dodává speciální SW šifrování dat, vlastní pracovní prostředí. 16

17 Externí pevný disk desítky GB, cache-2 MB, 7200 ot- min vhodný pro zálohování či přenos větších souborů mezi více počítači. Příklad: Maxtor 2005: lze připojit přes USB 2.0, High speed rozhraní nebo rychlejší Firewire kapacita až 500 GB, 16 MB Cache, vlastní SW, Rychlé rozhraní FireWire,(až 400 Mb/s) se používá hlavně pro digitální kamery a DVD rekordéry (technické označení IEEE 1394), ale SATA pro připojení interních disků je rychlejší. Externí SATA dosahuje až 300 Mb/s. Údržba disku Zásady mechanické práce: Chránit před otřesy Nevypínat počítač na krátkou dobu (jediný okamžik fyzického kontaktu hlavička disk) Pozor na velké teplotní změny ( aklimatizace po transportu) Pravidelné zálohování dat FDISK program k dělení HDD na více logických disků. Pravidelně užíváme alespoň defragmentaci a skenování. (Defrag, ScanDisk součásti Windows) Defrag, kromě pospojování rozdrobených souborů umísťuje často užívané soubory do přístupnějších oblastí, Scandisk umí napravit překřížené soubory (více souborů sdílí totéž místo na disku) K pravidelné údržbě počítač patří také fyzická očista přístupných částí od prachu, vyčištění kuličkové myši, kontrola povolených součástek. Je vhodné likvidovat nepoužívaný SW, nejen zabírá zbytečně místo, ale často také brzdí systém. Vyčištění disku (Windows XP Příslušenství/Systémové nástroje) Nevratné mazání (Shift Del) Vymazání dočasných internetových souborů (adr. TEMP) Odinstalování nepotřebných programů Dodatky: Raid zapojení několika samostatných disků, aby se doplňovaly a zajišťovaly. Navenek se tváří jako větší a rychlejší disk, řadič tohoto pole se instaluje jako přídavná karta do slotu PCI. Raid 0 data dělená do bloků, liché bloky na jednom disku, sudé na druhém. Data se čtou současně a řadič skládá bloky dohromady. Kapacita je suma, rychlost udává nejpomalejší disk (STRIPING) Zvyšuje výkon Raid 1 zvyšuje spolehlivost pomocí tzv. zrcadlení (Mirroring 2 disky se stejným obsahem, pokud jeden havaruje, uživatel to ani nezjistí) Raid 10,3,5,6 kombinace obojího Area density plošná hustota záznamu (MB na čtvereční palec) Zóna oblast se stejným počtem sektorů. (Stopy na disku jsou různě dlouhé) Velké možnosti k údržbě disku nabízejí speciální programy. Př. Norton systém Works 2003 Ghost 2003 zálohování dat, Process viewer informace o spuštěných programech, Performance test hodnocení výkonu počítače, Antivirus umí odhalit i viry v příloze pošty technologie blokování červů, Utilities-speeddisk(defrag), System doctor, Windoctor, Diskdoctor, Unerasewizard, Wipeinfo(nevratná likvidace souborů), CleanSweep najde a odstraní nepotřebná data (dočasné soubory, zbytky nepoužívaných programů, duplicitní soubory), spolehlivá odinstalace. Jojo disk externí HDD, 2,5GB, rozhraní USB ot-min Styly oddílů: oddíl je část fyzické jednotky (disku), který se chová jako samostatná jednotka. Počítače na platformě x86 používají MBR, počítače na platformě Itanium s 64 bitovou verzí Windows GPT, kde se důležitá data ukládají přímo do oddílů a navíc zde jsou záložní tabulky oddílů. Výrobci HDD IBM, Western Digital, Maxtor, Seagate Technlogy, Fujitsu, Samsung Kazetopáskové jednotky (streamery) jsou pomalé, užívají se k archivaci velkých objemů dat. Potřebují speciální jednotku. CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD Pro čtení, případně zápis na tato média slouží mechanika CD ROM. Dělí se podle rychlosti základní je asi 150 kb/s, 32 rychlostní mechanika je 32 krát rychlejší. 17

18 Data jsou uložena v sektorech ve spirále asi 5 km dlouhé, kapacita cca 700 MB (u DVD 4,7 až teoreticky 17 GB), čtení a zápis provádí laserový paprsek. Přístup.doba 100 ms Data jsou uložena v podobě pitů (prohlubně mikroskopických rozměrů 10 6 m, přesněji informaci nenese dolíček ale přechod mezi ním a hladkým polem) Laserový paprsek se odráží jinak na hladké ploše a jinak na pitech, tyto změny zpracovává fotodioda. Jednotka CD-ROM se připojuje přes rozhraní IDE nebo SCSI. CD-ROM lisované do reflexní odrazové kovové vrstvy, (stříbřité zbarvení) na povrchu je ochranná vrstva. Životnost desítky let, ale pozor na poškrábání. CD-R pod reflexní vrstvou je světlocitlivé barvivo, zapsaná data nejde měnit, ale na disk lze data přidávat, pokud se neuzavře. Dopad světelného paprsku (laser) mění odrazové charakteristiky, je třeba je chránit před sluncem. (zabarvené) CD RW media k opakovanému zápisu, jsou pokryta sloučeninou, která po průchodu laserového paprsku přechází mezi krystalickou a amorfní formou.(mírné zahřátí krystalická, větší amorfní. Krystalické oblasti odrážejí laserové záření, amorfní je pohlcují), MB Teoreticky lze přepsat až 1000krát, ale ne všechny mechaniky je přečtou a zápis na ně je pomalejší. Charakteristiky vypalovací mechaniky: 52/24/52 52 rychlost vypalování 24 rychlost přepisu na médium RW 52 čtení dat z CD Datové a hudební CD Na audiodisk se vejde kolem 80 minut hudby, nepoužívá se digitální formát, délka stopy se udává v minutách. Počítač používá jako formát zvuku jednak WAV přímo zaznamenaný, na jedno CD asi 100 min. hudby, jednak komprimovaný MP3 (700 min). Složité dekódování ovšem zpomaluje procesor. Kapacita CD disků se tedy udává v Bytech nebo minutách hudby. Dodatky: Burn Proof (Buffer underrun) technologie vypalování, která brání podtečení vyrovnávací paměti, takže vypalování neskončí předčasně. (mechanika má stále dostatečný přísun dat, kdyby vypalování skončilo předčasně, zničilo by se médium)) Vypalovačka s např. 4 MB interní paměti vypálí 700 MB za tři minuty. Interní jsou rychlejší a levnější. K napájení zákl. desky se připojuje IDE kabelem. Pokud je v počítači víc mechanik, pevný disk se připojí k řadiči IDE primárnímu, mechanika DVD ROM k IDE řadiči sekundárnímu. Aby systém mohl správně komunikovat se 2 zařízeními jedním kabelem, musí být obě zařízení rozlišena master a slave(podřízené) Pokud je tedy DVD master (implicitně), CD RW je třeba nastavit jako slave. Vypalovací SW např. Nero Burning ROM Buffer vyrovnávací paměť, užívá se k přenosu dat Retail krabicové balení vypalovačky s příslušentvím+ide kabel a CD se SW. Bulk holá vypalovačka Sekce při každém vypalování vzniká jedna sekce, obsahuje jména soubor akde jsou uloženy. Protože se počítač většinou řídí obsahem poslední sekce, pokud připalujeme další, musí vypalovací program přidat obsah poslední sekce do sekce nové. Autorun.inf soubor, upravuje se v Notepadu a je na každém CD v hlavním adresáři. Když např. chceme, aby se při vložení do počítače z CD spustil určitý soubor ( třeba index.htm): Do autorunu: [autorun] open=start index.htm (případně open=program.exe to se spustí; mohou zde být další řádky např. shell\info=dal39 informace icon=soubor s ikonou ) Samoskou disku lze vypnout Regeditem. (-povolen, 0-zakázán) Virtuální mechanika image Cd se uloží na Hdd a pak se s ním dá pracovat jako s další mechanikou. (Chce tp SW např. Daemon Tools) DVD digital video (nebo versatile) disc (4,7 GB) jednak větší hustota záznamu, jednak jsou dvouvrstvé (8,5 GB, mechanika má na každé straně dva lasery, každý je zaostřen do jiné hloubky) a dvoustranné (teoreticky 17 GB, ale nutno otáčet) čímž je dána jejich velká kapacita (stačí k uložení filmu). Mechanika DVD jde použít i na čtení CD, stále běžnější jsou vypalovací mechaniky DVD. čtecí rychlost 1350 kb/s,, Cash DVD mechaniky 512 kb. Nástupci DVD: technologie blue-ray vlnová délka modrého světla je kratší, takže umožňuje hustší záznam. (15 GB dat v jedné vrstvě) 2006 až 50 GB dat, 18

19 DVD video používá kompresi obrazu MPEG 2 a zvuku Dolby Digital AC-3. Pro přehrávání je třeba samozřejmě DVD mechaniku a příslušný SW dekodér. (WinAmp) Disk má speciální strukturu. DVD R pro jedno zapsání DVD RW přepisovatelé až 1000krát DVD RAM krát 2006: Mechanika s technologií Blue-ray (Laser s kratší vlnovou délkou umožňuje větší hustotu záznamu), v jedné vrstvě až 24 GB dat. Jsou zatím podstatně dražší Kodeky komprimují a dekomprimují video (Připomínáme kolik zabere obrázek: rozměry v pixelech (třeba 600*800)*24 na True Color a snímků je asi 25 za sekundu) Jsou softwarové i hardwarové, musí jimi disponovat i digitální videokamera nebo DVD rekordér.. Některé kodeky umí jen dekódovat. Dekodér MPEG2 ve Windows XP zahrnut není. Další možnosti pro přenos dat: paměťové hudební přehrávače (256 MB-4GB), přehrávače s pevným diskem (1 GB-80 GB),obrázkové databanky (k přenosu fotografií z fotoaparátu slouží čtečka paměťových karet), externí pevné disky (až 500 GB), paměťové karty (potřebují čtečku) Výrobci CD mechanik Hewlett-Packard, Mitsumi, Lite-On Hierarchie pamětí: Registry Cache OP Magnetický disk Optický disk Shora roste přístupová doba a kapacita, klesá cena 12. Základní deska, sběrnice Základní deska (motherboard, mainboard) tvoří jakousi kostru počítače, která zajišťuje propojení ostatních komponent, jejich pevné umístění a napájení. Neovlivňuje výkon počítače, ale určuje jeho komaptibilitu, rozšiřitelnost a variabilitu. Je tvořena velkým integrovaným obvodem a sloty pro umístění karet, paticemi (socket) pro mikroprocesor, pamě tové sloty (banky) pro paměti a konektory pro připojení kabelů k dalším dílům disky a diskové mechaniky, ) Napájení desky je 9,6 V. Na desce najdeme: procesor (umístěn v patici různé typy) operační paměť Cache paměť - rychlá vyrovnávací paměť mezi rychlým zařízením (např. procesor) a pomalejším zařízením (např. operační paměť) paměť CMOS (obsahuje informace o konfiguraci systému) program BIOS uložený v paměti ROM (obvykle Flash-EEPROM speciální přepisovatelná paměť) integrovaný řadič pružných a pevných disků (též pro připojení CD-ROM) hodiny reálného času čipová sada (chipset) - zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými částmi základní desky i dalšími komponentami počítače, řídí přenos dat propojovacími kabely. Mosty - menší procesory, nejdražší součást (PCI/ISA, CPU/PCI) North bridge procesor, OP, slot AGP South bridge řadič pevného disku, disketové jednotky, sloty PCI, port PS/2, porty pro klávesnici Komunikace ZD s periferiemi: porty integrované paralelní a sériové rozhraní, sběrnici USB sloty úzké štěrbiny s kontakty sloty rozšiřovací (I/O) sběrnice (ISA, PCI modemy, síťová karta, AGP graf.karta,...) paměťové pro přídavné karty 19

20 konektory pro připojení ostatních částí počítače (klávesnice, malého reproduktoru, tlačítka Reset, indikátoru provozu, ventilátoru procesoru apod.) Sběrnice Výrobci desek: Intel, AMD, VIA, SIS Dodatky: Mosty čipová sada tvořená výkonnými integrovanými obvody, i procesory. Řídí putování dat. NORTH BRIDGE obsluhuje procesor, OP a slot AGP. SOUTH řadiče HDD, disketové jednotky, porty. Porty zadní strana skříně, pro všechny konektory jsou připraveny otvory. Patice a sloty nemusí být obecně kompatibilní se vším. Některé části počítače potřebují napětí 5V, některé 3,3V, ta zajišťuje transformátor, připojený do sítě. Mnohem víc elektrické energie než vlastní počítač potřebuje monitor. Chipset vyrábějí výrobci mikropricesorů Intel, AMD, desky Intelu a AMD nejsou kompatibilní, ale ani příslušenství pro Celeron a PentiumIV se nedá kombinovat. Desky se montují do skříní, satrší skříně mohou mít napájení AT s jinými konektory než dnešní ATX. Levnější desky (pro kancelářské počítače) mívají všechny komponenty integrovány. Sběrnice tato součást základní desky (napecno umístěná) je tvořena svazkem vodičů, kterým mezi dalšími komponentami počítače (procesor, paměť..) proudí data, adresy a řídící signály. Sběrnice má vývody ve slotech, do kterých se zasazují karty. U mikroprocesoru rozlišujeme datovou a adresovou sběrnici. (Procesor komunikuje s okolím jednak pomocí sběrnice, jednak přerušením (IRQ) a jednak kanály přímého přístupu do paměti (DMA) Podsystémy sběrnice: datová, adresní, řídicí Hierarchická struktura Systémová sběrnice CPU FSB připojuje procesor, určuje frekvenci základní desky Lokální sběrnice Rozšiřovací sběrnice sloty Rozšiřovací sběrnice PCI (sběrnice) bílé sloty Peripheral Component Interconnect) modemy, síťové karty pro procesory a Pentium taktovací frekvence 33 MHz, šířka datové sběrnice 64 bitů, přenosová rychlost max. 264 MB/s v dnešní době nejpoužívanější umožňuje i 32-bitový přenos dat (80486) podporuje standard PnP (Plug and Play), který umožňuje snadnou konfiguraci PCI karet (prakticky bez zásahu uživatele) ISA zastaralá černé sloty EISA AGP hnědé sloty speciální sběrnice pro propojení OP a grafické karty, rychlejší 2006 slot PCI Express x16 rychlejší slot pro grafickou kartu VL-BUS SCSI rychlé rozhraní, umožňuje připojit až 7 zařízení Dodatky: Sběrnice AGP (Accelerated Graphics Port) navržena pro procesor Pentium II, určena výhradně pro připojení grafických karet. Umožňuje přímé propojení grafické karty s operační pamětí počítače, tím se odlehčí systémové sběrnici a současně se zvýší rychlost přenosu. Grafická karta tak může např. přímo přistupovat k texturám uloženým v operační paměti počítače a tím odpadá časově náročná příprava textur. 20