Hardware Informační technologie (IT) - jsou všechny prostředky a technologie používané pro zpracování a přenos dat. Obecně pod tímto pojmem chápeme vše, co zahrnují pojmy hardware, software a komunikační technologie jako takové (datové a telekomunikační sítě). IT v zásadě dělíme na tři hlavní skupiny hardware, software a informační sítě. V následujících kapitolách si je podrobně rozebereme. Základní pojmy Hardware - je veškeré technické vybavení počítače (PC - personal computer) Počítač je univerzální elektronický stroj. Existují také jednoúčelové počítače. Typickými představiteli takovýchto počítačů jsou roboti na výrobních linkách (automobilový průmysl) ale i běžnější využití, např. počítač řídící semafory na křižovatce, počítač v autě, nebo řídící jednotka výtahu, mnoho jednoúčelových počítačů určitě najdete i ve vaší domácnosti. Např. v televizi, DVD přehrávači, mobilů ale i v mikrovlnné troubě, automatické pračce, atd. My se ale budeme dále v tomto textu zabývat převážně univerzálními počítači a to hlavně osobním počítačem (PC) a jeho nejběžnějšími variacemi. Typickým představitelem této skupiny je PDA (osobní digitální asistent). Jde o miniaturní počítač, který se rozměrově vejde do kapsy u saka. Poskytuje sice menší možnosti hlavně výkonové než běžné PC, zato funkcemi se mu určitě vyrovná. Méně funkčně vybaven, je mobilní telefon. Dnešní mobilní telefony toho taky "umí" hodně, stále jsou ale primárně určení ke komunikaci ve veřejné telefonní síti. Většinou jsou vybaveny jednoúčelovým programem bez možnosti jej rozšířit. Tento "neduh" řeší smartphone, který je už vybaven operačním systémem a je možné jej dle potřeby rozšířit o další programy a tedy i funkčnost. Jinými osobními miniaturními zařízeními jsou např. nejrůznější "přehrávače". Dnes už docela běžné ne jen přehrávače hudby ale i filmu. Kdo má doma dítě školou povinné, určitě už nějaký ten požadavek na akvizici podobného zařízení zaznamenal. Ve firemním prostředí, ale tento trend proniká i do prostředí domácího použití počítačů je místo klasických počítačů používat přenosné počítače. Nejčastěji se setkáme s pojmem notebook nebo laptop. Dnes je to již plnohodnotný počítač, výkonem plně nahradí klasické PC a také cena jejich cena je příznivá, porovnatelná s velkými PC. Ve firemní sféře je tento trend nejvíc patrný, protože výhody notebooku jsou hlavně to, že si ho pracovník kdykoli může vzít sebou třeba na služební cestu, nebo domů a dokončit práci v podstatě kdekoli. Hlavně mezi studenty je ale oblíben takzvaný netbook. Je to odlehčená varianta klasického notebooku. Je podstatně menší a tudíž lehčí a má podstatně větší výdrž na baterie. Je však uřčen pro jen pro běžnou kancelářskou práci a hlavně přístup na internet. (pozn. autora: píše se rok léta páně 2010, příští rok bude tento text lehce úsměvný a za další rok se skvěle hodí jako materiál do učebnice dějepisu) Obecně hardwarové vybavení PC Procesor (CPU - Central Processing Unit) je základní součástí počítače. Někdy bývá také přirovnáván k "srdci" nebo "mozku" počítače. Dnes jsou na trhu dva dominantní výrobci procesorů Intel a AMD. Patří k součástkám, které zásadním způsobem ovlivňují výkon počítače. Základním ukazatelem výkonu je frekvence procesoru udávaná v hercích (Hz). Procesor o frekvenci 1Hz by zvládnul jen jednu 3
elementární operaci za sekundu. Dnes se ale samozřejmě používají násobky této základní jednotky, a sice GHz (giga-hertze), tedy miliardy. Operační paměť RAM (zkratka z random-access memory) je v informačních technologiích paměť s libovolným přístupem používaná v počítačích a dalších elektronických přístrojích. Je to dočasná paměť počítače a vyžaduje ke své činnosti napájení. Po vypnutí PC je tato paměť prázdná. Na druhou stranu má velkou výhodu v tom, že je velice rychlá a proto se používá na uložení údajů, se kterými právě procesor pracuje. Rychlost a ve velké míře kapacita paměti je taky určujícím faktorem pro výkon počítače. Kapacita OP se dnes měří v GB (giga bytech). O jednotkách počítačových paměti si řekněme dále. BIOS (zkrátka Basic input-output systém) je základní "životabudič" počítače. Je uložen v paměti typu ROM (Read-only memory) tedy paměť pouze pro čtení. Její výhodou je, že k uchování informací nepotřebuje napájení. BIOS na ní uložen se aktivuje hned po zapnutí počítače a má za úkol seznámit procesor se všemi základními funkcemi počítače. Po tomto "úvodním seznamování" odevzdá BIOS řízení procesoru, který v tomto momentě už ví, že na pevném disku má operační systém a ten mu "řekne" co má dělat dál. Pevný disk HDD, anglicky hard disk dříve je zařízení, které se používá k trvalému uchovávání většího množství dat pomocí magnetické indukce, která nepotřebuje stále napájení k uchování údajů. Předchůdci pevných disků jsou magnetická páska a disketa. Jejich současnými největšími konkurenty jsou SSD disky a USB flash disk. Nevýhodou pevných disku je to, že jsou vzhledem k operační paměti docela pomalé. Ukládají se proto na ně data, které potřebujeme uchovat i když počítač vypneme. Je to trvalá paměť. Dnešní pevné disky dosahují velikosti i v TB (terabajty). Pevný disk je obecně součástí počítače a není jednoduché přenášet jen tento disk se svým obsahem. Dnešní doba tento problém řeší přenosnými paměťovými médií. Mají stejně vlastnosti jako pevné disky, obecně ale disponují menší paměťovou kapacitou. Navíc jsou bez pohyblivých částí, kterým škodí otřesy způsobené přenášením. Jejich cena je dnes relativně nízká a jsou velice oblíbené. Vybrat si můžeme že: Kompaktní disk (CD) - typy kompaktních disků - CD-ROM, CD-R, CD-RW, kapacita je 700 MB, v případě, že máte v počítači mechaniků CD-RW (mechanika pro zápis a přepis na speciální přepisovatelná CD), je možno na tato CD zapisovat data. Digitální univerzální disk (DVD) vypadá jako kompaktní disk (běžné CD), ale je schopen pojmout větší množství dat (až 17 GB). Disky DVD se často používají k ukládání filmů a dalšího multimediálního, ale i datového obsahu vyžadujícího velké množství paměti. K jejich používání potřebujeme DVD jednotku, ta je schopna číst disky CD-ROM i DVD a podobně jako u CD se speciální jednotkou i zapisovat na DVD-RW disky. Nástupcem DVD disku je Blue-ray disk. Má stejně rozměry a vejde se na něj až 50GB dat. Univerzálnějším a rozšířenějším přenosným paměťovým médiem je FlashDisk, který se do PC připojuje pomocí USB rozhraní. Kapacitami a velikostmi je dnes trh doslova zaplaven, ale obecně se tyto kapacity pohybují v řádu do 32GB. Další velkou výhodou je, že jsou velice malé, lehké a levné. Bez speciálního zařízení se dá na ně zapisovat i číst a to opakovaně. Navíc některé univerzální flash paměti (např. SD, XD) se dají použít v nejrůznější spotřební elektronice, jako jsou digitální fotoaparáty, mobilní telefony, kamery atd. bez nutnosti kupovat pro každé zařízení speciální paměť. Bajty - jednotka kapacity elektronické paměti. Kapacita počítačové paměti se udává v jednotce zvané byte (značí se písmenem B, odpovídá přibližně jednomu znaku textu) - např. do paměti o kapacitě 100 B se vejde 100 znaků. Dnes používáme násobky této základní jednotky podobně jak to známé z jiných fyzikálních veličin. To by ale nebyl svět IT, aby v tom nebyl malinký háček. Ten spočívá v tom, že předpona "Kilo" neznačí tisíc násobek jak nám praví zkušenost, ale 1024 násobek. Vyplývá to z 4
logiky binární soustavy, kterou počítače interně používají. Proto se zavedli nový systém značení jednotek kapacity počítačové paměti. V tomto systému bylo pro původní velké kilo = 1024 B navrženo označení kibibyte a značka KiB, zatímco jednotka kilobyte (se značkou kb) označuje 1000 B. Přehled násobných jednotek Jednotka Značka B kb KiB MB MiB Kilobyte kb 1000 1 ~0,9766 Kibibyte KiB 1024 1,024 1 Megabyte MB 1 000 000 1000 ~976,6 1 ~0,9537 Mebibyte MiB 1 048 576 ~1048,6 1024 1,049 1 Gigabyte GB 109 1 000 000 976 562,5 1000 953,7 Gibibyte GiB ~1,074 109 ~1 073 742 1 048 576 ~1073,7 1024 Terabyte TB 1012 109 ~0,9766 109 1 000 000 ~953 674,3 Tebibyte TiB ~1,1 1012 ~1,1 109 ~1,074 109 ~1 099 512 1 048 576 Počítač se svým okolím komunikuje prostřednictvím periferních zařízení. Ty dělíme na tři hlavní skupiny: Vstupní (komunikují s počítačem jednosměrné, ze zařízení do PC), výstupní (opět jednosměrná komunikace směrem z počítače) a vstupně-výstupné (kombinující vlastnosti předcházejících skupin). Typickými představiteli periferních zařízení jsou: Monitor výstupní zobrazeni informací pro uživatele Klávesnice vstupní zadávání textu a příkazy Myš vstupní polohové periferní zařízení - ovládání kurzoru myši Tiskárna výstupní tisk textu, obrázků Skener vstupní snímání textu, fotografií, Reproduktory výstupní reprodukují zvuk Mikrofon vstupní pro hlasový vstup (existují i programy reagující na mluvené příkazy) Síťové prvky vstupně výstupní připojení k telefonní síti a Internetu - bude podrobně 5
externí paměťové moduly vstupně výstupní probráno dále v textu nahrávání a ukládání dát, externí pevné disky, paměťové karty trackball vstupní polohovací zařízení používané pro notebooky-otáčivý pohyb kuličkou se přenáší na obrazovku touchpad vstupní polohovací zařízení pro notebooky, velmi populární, dotyk a pohyb po dotykové ploše je přenášen na obrazovku webová kamera vstupní kamera používaná pro přenos živého obrazu po internetu digitální fotoaparát, kamera dotyková obrazovka vstupní vstupně-výstupní používá se pro pořizování snímku a videa, spojením s počítačem umožňuje další zpracování funguje jako monitor-výstupní a zároveň jako polohovací zařízení-vstupní, dotyk přímo na obrazovku určuje pozici kurzoru Periferní zařízení se k počítači propojují pomocí takzvaných vstupně-výstupních portů. Dle typu našeho počítače a přítomnosti různých vstupně-výstupních portů bude možné (resp. nemožné) připojit případně dokoupené periferní zařízení, zprovoznit jej a s úspěchem používat. Běžně používané porty jsou: Sériový port - starší port, který postupně mizí z moderních počítačů, ale i navzdory tomu existují ještě aplikace, které tohoto portu s oblibou využívají. Výhodou je poměrně jednoduché uživatelské programování. Komunikace na tomto portu probíhá sériově, tedy v datovém proudu jeden bajt po druhém. V minulosti se k tomuto portu připojovaly polohovací vstupní zařízení, nebo např. faxmodem atd. Paralelní port je na tom s využitelností podobně jako sériový, tedy oba dva porty dnes nahrazuje moderní USB. Komunikace na tomto portu probíhá ale paralelně, tedy v jeden okamžik je tento port schopen komunikovat s více bajty zároveň. Typicky se k tomuto portu připojovaly hlavně tiskárny. USB Universál Seriál Bus je univerzální sériová sběrnice. Moderní způsob připojení periférií k počítači. Nahrazuje dříve používané způsoby připojení (sériový a paralelní port, PS/2, Gameport apod.) pro běžné druhý periférií - tiskárny, myši, klávesnice, joysticky, fotoaparáty, modemy atd., využívá se také pro přenos dat z videokamer, čteček paměťových karet, MP3 přehrávačů, externích disků a externích vypalovacích mechanik. Konkurencí k portu USB mělo být rozhraní FireWire. Nakonec se z tohoto portu stal souputník využívající svou hlavní výhodu rychlost pro přenos dat z nejrůznější spotřební elektroniky, která používá velké množství dat. Typicky videokamery. Dnešní vývoj ale ukazuje, že tento způsob připojení 6
ustupuje a nahrazuje ho USB se svou verzí 3.0, která rychlostí už předčila rozhraní FireWire a těží hlavně z vysoké podpory, ze strany výrobců spotřební elektroniky. Výkon PC Nejpoužívanější hardware jsme si již představili. Jen pro pořádek si zopakujeme, že osobní počítač by se měl skládat z následujících části: Procesor, operační paměť, pevný disk, rozšiřující karty pro připojení nejrůznějších periférií. To je nejzákladnější výbava počítače. Samozřejmě budeme ještě potřebovat nejzákladnější periférie: Monitor, klávesnici a dnes nepostradatelný pomocník myš. Tyto ani jiné periférie se ale výrazně na výkonu samotného PC neprojevují, ale obecně platí, že kvalitní periférie nám zabezpečují pohodlnější a v neposlední řadě zdravější prostředí pro práci. Toto téma budeme ještě rozebírat dál. Výkon samotného počítače je souhrnem vlastností všech jeho základních součástí. "Povýšením" jedné součástky nemusí hned znamenat závratný nárůst výkonu odpovídající vynaloženým finančním prostředkům. Kdybych měl použít jako příklad vaše auto, bude to, jako když si koupíte pěknou novou karosérií, ale motor zůstane stejný. Výkon auta se moc nezlepší (subjektivně určitě ano, když už to stalo tolik peněz, že?). Na druhou stranu když investujete do motoru a ponecháte starou karosérií, motor se může snažit, jak bude chtít, když zbytek auta nebude moc ochoten spolupracovat. U počítače je to stejné. Lví podíl na výkon má samozřejmě procesor, ale když bude mít k dispozici malou a pomalou operační paměť, stejně bude většinu výpočtového času "zahálet" čekat na operační paměť než mu dodá potřebná data. Rychlá operační paměť bude pomalému procesoru taky málo prospěšná. 7