Hardware Roman Bartoš Copyright istudium, 2005, http://www.istudium.cz Žádná část této publikace nesmí být publikována a šířena žádným způsobem a v žádné podobě bez výslovného svolení vydavatele. Produkce, technický redaktor: Roman Bartoš Vnitřní úprava: Matouš Horáček
Obsah Obsah...1 Hardware...2 Počítač a jeho části...2 Skříň počítače a zdroj elektrického proudu...2 Čelní stěna skříně počítače...2 Zadní stěna skříně počítače...2 Uvnitř počítače...3 Základní deska...3 Mikroprocesor...3 Paměť...3 Operační paměť (RAM)...3 Paměť ROM...3 Paměť CMOS...4 Sběrnice...4 Řadič sběrnice...4 Rozšiřující sloty...4 Rozšiřující karty...4 1
Hardware Hardwarem rozumíme všechno na co si můžeme sahnout. Obdobou tady může být lidský mozek a myšlenky, které jsou jeho produktem. Mozek můžeme přirovnat k našemu hardware a myšlenky k software. Hardware lze rodělit na dvě základní skupiny: počítač a periferní zařízení. Počítač a jeho části Počítač se skládá (kromě jiného) ze skříně, ve které jsou uloženy základní elektronické komponenty napojené na různé periférie přídavná zařízení, která umožňují uživatelům vkládat data do počítače (vstup input či přijímat informace z počítače (výstup - output). I přesto, že se jednotlivé počítače od sebe liší tvarem, velikostí, kapacitou, rychlostí a cenou, vždy obsahují stejné součásti, které jim umožňují provádět následující důležité úkony: přijímat data, uchovávat data, manipulovat s daty různými způsoby a vytvořit výsledek. Počítače přijímají většinu dat buď z klávesnice, nebo z disku. Informace je obyčejně uchována na disketě nebo na pevném disku. S daty je manipulováno. Jsou zpracovávána, pozměňována mikroprocesorem a výsledný výstup je buď zobrazen na monitoru, či vytištěn tiskárnou na papír. Skříň počítače a zdroj elektrického proudu Podle stavby skříně můžeme osobní počítače rozdělit do tří základních kategorií: 1) Desktopové počítače (skříně ploché - horizontální). Tyto skříně se dodávají ve dvou různých výškách: (výška 15 cm) a mini provedení či ploché (výška 10 cm). 2) Věžové počítače (vertikální, stojaté skříně). Jejich výška je proměnlivá. 3) Přenosné skříně jsou ploché a mají většinou rozměry papíru A4. Patří sem notebooky, palmtopy a PDA. Čelní stěna skříně počítače Na čelní ploše skříně počítače jsou ovládací přepínače, světelné indikátory a prostory pro vkládání či instalaci periferních zařízení, která vyžadují přístup zepředu. Síťový vypínač umožňuje zapnutí a vypnutí počítače. Při práci nevypínejte počítač, dokud jste si na disk neuložili data, neboť byste o ně mohli přijít. Resetovací tlačítko (reset tzv. studený start) je užitečné pro znovu nastartování počítače, pokud přestane reagovat na příkazy (zamrzne). Světelný indikátor chodu pevného disku svítí tehdy, jestliže se data na disk zapisují nebo se z něj data načítají. Pevné disky a disketové jednotky o velikosti 1,44 MB se mohou namontovat do prostorů pro disketové jednotky pro diskety 3,5 palce. Čtecí jednotka kompaktních disků (CD-ROM) a disketové jednotky 1,2 MB se mohou instalovat do prostorů pro disketové jednotky pro diskety o velikosti 5,25 palce. Zadní stěna skříně počítače Zadní stěna skříně počítače je vyhrazena pro umístění různých konektorů a zásuvek, štěrbin portů, které jsou pro řízení provozu počítače nezbytné. Ventilační otvory větráku zdroje jsou rovněž umístěny na zadní stěně skříně a nikdy by je žádný předmět neměl zakrývat. Některé počítače mají speciální kulatou zásuvku na myš typu PS/2. Jestliže ji váš počítač nemá, zapojte 2
myš do volného sériového portu. Konektor pro zástrčku klávesnice je rovněž umístěn na zadním panelu skříně. Je obvykle kulatý a pětikolíčkový. Uvnitř počítače Sejmete-li skříň z počítače, najdete základní desku počítače (velká deska s tištěnými spoji), zdroj elektrického proudu, disketovou jednotku a disky. Reproduktor počítače je umístěn rovněž uvnitř počítače a je spojen se základní deskou. Kvalita zvuku, který produkuje, je poměrně nízká, ale plně dostačuje pro pípání, které uživateli oznamuje chybové hlášení počítače. Zdroj napájecího napětí poskytuje stejnosměrný proud (5 a 12 V) pro napájení základní desky, disketových jednotek a disků. Životnost a spolehlivost elektronických součástí počítače závisí na zdroji napájecího napětí, který dodává kvalitní, vyrovnaný a nerušený elektrický proud. Základní deska Základní deska je jeho nejdůležitější součástí. Obvykle jsou všechny hlavní komponenty počítače procesor, paměť, sběrnice, hodiny, ovladač klávesnice a rozhraní pro rozšiřující karty umístěny na základní desce. Mikroprocesor Mikroprocesor je srdcem počítače. Výkonnost osobního počítače z velké části (ale nikoliv úplně) závisí na výkonnosti a rychlosti mikroprocesoru. Mikroprocesor není v počítači přímo vidět, protože je uložen v keramickém pouzdře či v obalu z umělé hmoty. První mikropočítač, který se mohl nazývat osobním počítačem PC (personal computer) byl uveden na trh v roce 1981 společností IBM. Používal mikroprocesor typu 8088, který vyráběla firma Intel. Novější modely počítačů měly pak za základ procesory výkonnější typy 8086, 80286, 80386, 80486 a Pentium. V počítačovém světě však existuje mnoho jiných typů procesorů speciální procesory pro urychlení matematických a grafických operací. Mezi další firmy vyrábějící procesory pro osobní počítače se řadí firmy AMD a Cyrix. Jelikož je dnes výkonnost procesorů velmi vysoká, je třeba k nim připojit chladící žebra a větrák, aby nedošlo k přehřátí procesoru a tím i k jeho zničení. Paměť Počítač si ukládá data a programy, se kterými pracuje, v paměti. Existují dva druhy paměti: operační a vnější. Vnější paměť (pružné disky, pevné a CD disky) se používá pro trvalé ukládání dat. Data se z ní neztrácejí ani po vypnutí počítače (tedy po odpojení od zdroje elektrické energie). Přístup k těmto datům je poměrně pomalý (operace čtení a zápisu). Podstatně rychlejší je pamět operační. V té jsou uloženy programy a data se kterými aktuálně pracujeme. Po vypnutí počítače se tato data okamžitě ztratí. Tato paměť nese označení RAM (random access memory paměť s náhodným přístupem). Slouží jak pro zápis tak pro čtení dat. Vedle této paměti existuje také paměť ROM (read only memory paměť pouze pro čtení). Z této paměti můžeme pouze číst. Informace uložené v paměti jako bity (dvojková soustava jedničky a nuly) jsou nejmenšími informačními jednotkami v počítačí. Operační paměť (RAM) Bity jsou uloženy v čipech operační paměti pomocí elektrických nábojů v miniaturních tranzistorech. Nabitý tranzistor představuje jedničku, vybitý nulu. Protože se ale náboj uložený v tranzistorech časem ztrácí, je třeba jej po nějaké době znovu dobít (refreshing). Paměť ROM Je to paměť, ze které lze jenom číst. Tento typ paměti mají všechny počítače paměť ROM obsahuje základní programy, které ovládají součásti počítače, Tyto programy se skládají z programu BIOS (basic input output system, tj. základní systém vstupů a výstupů). 3
Paměť CMOS Používá v každém počítači. Je to v podstatě paměť RAM napojená na baterii, která ji neustále dobíjí a udržuje tak její obsah i po vypnutí počítače z elektrické sítě. Paměť CMOS udržuje nezbytné informace o konfiguraci počítače například o disketových jednotkách, o pevných discích, množství dostupné operační paměti, reálném čase a datumu a pod.. Sběrnice Aby jednotlivé komponenty, které jsme už vyjmenovali, mohly navzájem komunikovat, je nutná tzv. sběrnice. Ta zajišťuje výměnu dat mezi procesorem, pamětí a dalšími jednotkami. Sběrnice je skupina elektrických vodičů, které umožňují přenos signálů mezi různými komponenty počítač. Tyto vodiče zahrnují: datové vodiče adresové vodiče řídící vodiče (pro signály, které říkají jednotlivým částem systému, co dělat) Řadič sběrnice Funkce sběrnice jsou pod dohledem zvláštního obvodu, který se nazývá ovladač (řadič) sběrnice. Řadič sběrnice řídí přístup jednotlivých součástí systému na sběrnici a předchází tak konfliktům mezi komponenty, které se dožadují přístupu na sběrnici současně. Rozšiřující sloty Sběrnice neumožňuje pouze komunikaci mezi jednotlivými komponenty základní desky, ale umožňuje rovněž přidání zcela nové součásti do systému. Sběrnice nabízí několik volných slotů, do kterých se mohou zasunout rozšiřující desky (karty). Rozšiřující karty Základní deska počítače obyčejně obsahuje mikroprocesor, paměť a sběrnici. Na některých základních deskách také bývají integrovány grafické karty, zvukové karty, síťové karty a karty pro vstup a výstup, Tyto zařízení ale nemusí být vždy pevnou součástí základní desky. V takovém případě jsou instalovány pomocí tzv. slotů, což je zakončení sběrnice pro připojení výše zmíněných rozšiřujících karet. Bez nich by počítač sice fungoval, ale nekomunikoval by s vnějším okolím. To znamená, že bychom ho nemohli ovládat, neviděli žádné výsledky prováděných operací na obrazovce a na tiskárně atd. Dá se tedy říci, že rozšiřující karty rozšiřují funkce počítače. Mezi rozšiřující karty patří: grafická karta, zvuková karta, síťová karty, faxmodemová karta, televizní karta a další. 4