Karel Johanovský Michal Bílek Rozšiřující karty PC Zvukové, síťové a ty další 1
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Zvuk na PC, aneb jak to všechno začalo Na začátku éry IBM PC moc zvukového projevu nebylo, protože dlouhou dobu kraloval pouze PC Speaker. Což byl jednoduchý reproduktorek, jenž byl schopen přehrát pouze jeden tón v jeden čas. 2
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty Zvuk na PC, aneb jak to všechno začalo Než se ale objevily první zvukové karty, byly tu i jiné pokusy s cílem získat z tehdejších možností osobních počítačů IBM maximum. MP3 Jednou z možností byl paralelní port a jeho schopnost přenášet osm bitů najednou. Konektory Firma Covox tedy přišla se svým zařízením, které využívalo tohoto portu a pomocí jednoduchého plošného spoje jste si mohli za $70 užívat lepšího zvuku. 3
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory V roce 1987 se objevila karta, která dokázala reprodukovat hudbu pomocí FM syntézy tedy modulace frekvence. 4
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory IBM Music Feature Card IBM spolu s Yamahou založila podnik, který vyvinul kartu s názvem IBM Music Feature Card. Ta obsahovala čip Yamaha FB-01, jehož vlastnosti také plně využívala. Bylo to osm FM stereo hlasů a rozsáhlá knihovna tří stovek kvalitních elektronických nástrojů. Úspěchu této karty u široké veřejnosti však bránily dvě podstatné záležitosti. První z nich je fakt, že neexistovalo moc herních titulů, které by ji podporovaly Druhá prodejní cena kolem 600USD 5
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory 6
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty je rozšiřující karta počítače pro vstup a výstup zvukového signálu, ovládaná softwarově. Typická zvuková karta obsahuje zvukový MP3 čip, který provádí digitálně-analogový převod nahraného nebo vygenerovaného digitálního záznamu. Konektory tento signál digitalizuje a uloží (pomocí příslušného počítačového programu) do úložiště dat. 7
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty se provádí pomocí vzorkování. V každém časovém intervalu se zjistí a zaznamená aktuální stav signálu neboli vzorek. MP3 Čím kratší je interval mezi vzorkováním, tím vyšší je vzorkovací frekvence, tím více vzorků bude pořízeno a tím bude výsledný záznam kvalitnější. Konektory S tímto velmi úzce souvisí tzv. Shannonův Nyquistův-Kotělnikův teorém. 8
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Shannonův-Nyquistův-Kotělnikův teorém Přesná rekonstrukce spojitého, frekvenčně omezeného, signálu z jeho vzorků je možná tehdy, pokud byl vzorkován frekvencí alespoň dvakrát vyšší, než je maximální frekvence rekonstruovaného signálu. 9
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Vzorkovací frekvence Nejčastěji používané vzorkovací frekvence: 11025 Hz (telefonní kvalita) 22050 Hz (rádio kvalita) 44100 Hz (CD kvalita) 48000 Hz 96000 Hz Druhý faktor, který určuje kvalitu digitálního signálu, je počet použitých úrovní v každém ze vzorků. Počet bitů na jeden vzorek je většinou 8, 16 nebo 24. 10
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Formáty uložení zvuku Bezeztrátové Je možná úplná rekonstrukce původního signálu. Např. Ztrátové Není možná úplná rekonstrukce původního signálu. Záleží na míře komprese. Např. MP3 11
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Waveform audio file format - Tento zvukový formát vytvořily firmy IBM a Microsoft pro ukládání zvuku na PC. Přestože je možné ukládat do souboru zvuk komprimovaně, většinou se používá nekomprimovaný zvuk v lineární pulzně kódové modulaci. Stejným způsobem je uložen zvuk na Audio CD, což umožňuje snadný převod mezi těmito formáty. Velikost souboru je prý omezena na 4 GB, což by mělo odpovídat asi 6,6 hodinám záznamu v CD kvalitě. 12
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MPEG-2 Audio Layer III MP3 MP3 je formát ztrátové komprese zvukových souborů, založený na kompresním algoritmu MPEG (Motion Picture Experts Group). MP3 Při zachování poměrně vysoké kvality umožňuje zmenšit velikost hudebních souborů v CD kvalitě přibližně na desetinu. Konektory U mluveného slova však dává výrazně horší výsledky. Formát MP3 se stal oblíbeným při uchovávání a přehrávání hudby na počítačích. 13
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory MPEG-2 Audio Layer III MP3 MP3 se snaží odstranit redundanci zvukového signálu na základě psychoakustického modelu. 14
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory MPEG-2 Audio Layer III MP3 Výsledná kvalita ovšem závisí na zvoleném datovém toku. Typické hodnoty: 32 kbit/s AM kvalita 96 kbit/s FM kvalita 128 192 kbit/s Standardní kvalita 224 320 kbit/s Nejvyšší MP3 kvalita CBR vs. VBR Konvertor např. LAME 15
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Konektory na běžné ZK Zvukový signál je přiveden na výstup lineout zvukové karty (3.5mm jack). také má line-in konektor, do kterého je možné připojit zdroj zvukového signálu. Třetí konektor, který většina zvukových karet má, se používá k přímému připojení mikrofonu. Většina zvukových karet mívala také MIDI a GamePort konektor. Rozhraní GamePort slouží k připojení joysticku nebo jiného herního zařízení. 16
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Konektory na běžné ZK Game-port však se již téměř nevyskytuje, protože byl nahrazen USB. 17
Úvod Music Feature Card Vzorkování Formáty MP3 Konektory Když klasika nestačí Aby bylo možné zapojit i dnešní 7.1 reprosoustavy nevystačí si lepší zvukové karty pouze se třemi konektory, ale mají jich typicky šest a podle své funkce jsou odlišeny barvou. 18
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Síťové karty (Network Interface Controller, zkratka NIC) slouží ke vzájemné komunikaci počítačů v počítačové síti. Ve stolních počítačích má podobu karty, která se zasune do slotu v základní desce (dříve ISA, dnes nejčastěji PCI), nebo (což je dnes ještě častější varianta) je na základní desce integrovaná. 19
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Dělení síťových karet Síťové karty dále rozlišujeme podle jejich použití na: Serverové síťové karty Karty určené do pracovních stanic. Na serverové karty jsou pochopitelně kladeny daleko větší nároky. Jsou většinou více-portové Zvýšená datová propustnost Větší spolehlivost Rozšířené možnosti komunikace Snížené zatížení procesoru 20
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Rychlost síťových karet Typické rychlosti: 10 Mbit/s - zastaralé 10/100 Mbit/s 10/100/1000 Mbit/s 21
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika MAC Adresa Media Access Control je jedinečný 48- bitový identifikátor každé ethernetové síťové karty. Též známé jako fyzická nebo hardwarová adresa. Může se Vám stát, že pro připojení např. svého notebooku do firemní sítě po Vás bude správce sítě chtít MAC adresu vaší síťové karty. Tu velmi snadno zjistíte z příkazového řádku zadáním příkazu: ipconfig /all 22
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika IP Adresa IP adresa je v informatice číslo, které jednoznačně identifikuje síťové rozhraní v počítačové síti, která používá IP (internetový protokol). Kabeláž V současné době je nejrozšířenější verze IPv4, která používá 32bitové adresy zapsané dekadicky po jednotlivých oktetech (osmicích bitů), například 74.125.87.104 Těchto adres existuje tedy 2 32 ~ 4x10 9 Nedostatek adres 23
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika IP Adresa Řešení nedostatku IP adres IPv6. V IPv6 adresa má délku 128 bitů, což znamená 2 128 ~ 3x10 38 adres to by mělo stačit Kabeláž Adresa IPv6 se zapisuje jako osm skupin po čtyřech hexadecimálních číslicích, například: 2001:718:1c01:16:214:22ff:fec9:ca5 Podpora WinVista, Win7 Linux od verze jádra 2.6.12 Solaris od verze 8.0 24
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Kabeláž IP Adresa Neveřejné IP adresy. Nesmí se objevit v internetu, pouze v lokální. Třída A: 10.0.0.0-10.255.255.255 Celkem: 16 646 144 adres Třída B: 172.16.0.0-172.31.255.255 Celkem: 1 040 384 adres Třída C: 192.168.0.0-192.168.255.255 Celkem 65 024 adres 25
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Kabeláž pro propojení PC do sítí Starší sítě se propojovali pomocí koaxiálního kabelu s charakteristickou impedancí: 50Ω Síťové karty tedy musely být rovněž vybaveny tímto konektorem. 26
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Kabeláž pro propojení PC do sítí Koaxiální kabel je dnes snad téměř všude vytlačen asi nejrozšířenější způsobem propojování počítačů do sítě a to tzv. kroucenou dvojlinkou. Kroucená dvojlinka je tvořena páry vodičů, které jsou po své délce pravidelným způsobem zkrouceny a následně jsou do sebe zakrouceny i samy výsledné páry Odsud také označení twisted pair, či zkráceně twist", česky též označováno jako "tépéčko"). 27
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Kabeláž pro propojení PC do sítí Oba vodiče jsou v rovnocenné pozici (i v tom smyslu, že žádný z nich není spojován se zemí či s kostrou), a proto kroucená dvojlinka patří mezi tzv. symetrická vedení. Signál přenášený po kroucené dvojlince je vyjádřen rozdílem potenciálů obou vodičů. Kabely TP se dělí do několika kategorií podle využití a rychlosti pro kterou jsou dimenzovány. Asi nejčastěji dnes používaná a pro běžné sítě postačující je kategorie 5e. 28
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Kroucená dvojlinka Kroucená dvojlinka se dále ještě dělí na dva typy podle toho jako je zapojena a to na: Přímá - (Straight-Through) Křížená - (Crossover) 29
Dělení Rychlost MAC IP Kabeláž Coaxial TP Optika Optické vlákno Optické vlákno je skleněné nebo plastové vlákno, které prostřednictvím světla přenáší signál. Používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou na větší vzdálenost a typické rychlosti jsou 10 nebo 40 Gb/s. 30
je zařízení pro převod mezi analogovým a digitálním signálem. Je to zkratkové slovo z výrazu modulátor demodulátor. y se používají především pro přenos digitálních dat pomocí analogové přenosové trasy. Přenosová trasa může být telefonní linka, koaxiální kabel, radiový přenos apod. 31
Televizní karta Televizní karta (zkráceně také TV karta) je zařízení umožňující sledování televizního signálu na monitoru počítače. Tato zařízení slouží k příjmu TV signálu jak analogového, tak i digitálního ať už DVB-T, nebo DVB-S. Většina TV karet funguje jako klasická televize a ještě je možnost záznamu na pevný disk. 32
y Kromě tradičních variant pro připojení SSD disku (SATA), se vyrábějí i SSD disky jako rozšiřující karty do slotů PCIe. 33
Rozšiřující porty USB Též také: RS232 LPT FireWire SCSI a další SATA IDE 34
DOTAZY K VĚCI? POKUD NE, TAK DĚKUJI ZA POZORNOST 35