informatika

Hardware – PC
část PC
skříň
základní deska s komponenty – procesor ( motherboard )
přídavné karty ( grafická, zvuková …)
vnější paměti- Co raul, ukládáme na ně data
základní I/O zařízení, ostatní I/O zařízení
Hardware
základní deska
Základní deska s integrovanými obvody
Části : procesor ( dříve i koprocesor ) pozice pro paměťové moduly
RAM
ROM s BIOSem
CMOS paměť
Zásuvky pro rozšiřující desky, konektory pro připojení kebelů a klávesnice
Sběrnice ( dle funkce datová, adresní, řídící )
Čipové sady – řídí komunikaci mezi procesorem, pamětí, sběrnicemi, graf.kartou, rozhraním pro disky, velké množství čipsetů
základní deska potřebuje ke správnému fungování odpovídající čipovou sadu
dnes desky barevné, např.obarvování konektorů
integrovaný radič disků
zvukové čipy- nahrazují zvukové karty
procesor=řadič+registry+ALJ(=aritmeticko-logická jednotka)+cache(=paměť)
ALJ=ALU(=Arithmetic Logical Unit)
dnes tzv. superskalární architektura, tj. více paralelně pracujících funkčních jednotek – ALJ
procesor je totéž co mikroprocesor
cache je vyrovnávací paměť (vyrovnává různé rychlosti PC)
charakteristiky procesorů
datová sběrnice (v bitech)
adresní směrnice (v bitech)
reálná paměť (v gigabytech)
virtuální paměť (v terabytech)
taktovací frekvence (v MHz, GHz)
počet tranzistorů (miliony)
architektura (CISC (až 300 instrukcí; kompletní sada instrukcí na PC, dohání RISC; RISC – redukovaný soubor instrukcí (považováno za výhodnější a rychlejší, větší výkon)
výkon (MIPS, MFLOPs (pracuje na plovoucí řádové čárce), GFLOPs)
Procesory
Intel
I 8086
80x86 (x=2,3,4
Pentium (133,150,166,200 (frekvence)
Pentium Pro (230)
Pentium MMX (až 233)
Pentium II (400)
Pentium III (1 GHz)
Pentium IV (frekvence interní 2 – 2,8 MHz, externí 400 nebo 533 MHz)
Uranium (64 bitový, 733 MHz; ve špičkových serverech)
Pentium 4 s frekvencí 3,06 GHZ (podporuje hyperhreading (simulace 2 procesorů, má zdvojené registry (výkon se zvětší o 15%)
AMD
VIA
Transmeta (vyrábí čipy s desetinovou spotřebou)
procesory od jiných výrobců
AMD
Duron
Athlon
Opeteron
Výrobci procesorů pro uniové servery
IBM
Sun Microsystems
HP (Hewlett – Packard)
MIPS
IBM, Motorola +Apple =Power PC
= RISC architektura
Sběrnice
koncepce sběrnic nezávislá na procesoru
podle funkce
datová
adresní
řídící
vyvedeny konektory, kde se připojují karty
systém sběrnic
vnitřní
vnější
standardy
ISO (průmyslový standard; charakteristika: šířka 16 bitů, frekvence 8 MHz, výkon (rychlost) 8 MS/s) 1.generace sběrnic
EISA (šířka 32 bitů, frekvence 8 MHz, výkon 32 MB/s) 1.generace sběrnic
PCI (šířka 32 bitů, frekvence 33MHz, výkon MB/s; nestačí pro potřebu grafiky) 2. generace sběrnic
PCI-X (šířka 64 bitů, frekvence 133 až 1066 MHz, výkon 1 GB/s až 8,5 GB/s) specifikace Compaq, IBM, +HP
AGP (speciálně pro grafické karty, umožňuje rachlé zobrazování grafiky 3D, je více specifikací
Dnes 3.generace sběrnic
PCI Express
Zatím se používala paralelní struktura sběrnic (přenos několika bitů po více vodičích, stejné vodiče pro oba směry
USB (universální sériová sběrnice=Universal Seriál Bus)
Sériobé rozhraní, rychlá komunikace
100x rychlejší než sériové sběrnice
10x rychlejší než paralelní rozhraní (tiskárna)
lze připojit až 127 nejrůznějších periférií
hodí se pro klávesnice, modemy, scannery, ISDN karty, čidla, UPS, kamery, fotoaparáty
vývoj USB
USB (1,1; 2,0)
délka kabelu mezi 2 zařízeními nesmí přesáhnout 5 metrů
kabel = 4 vodiče, 2 vedou napětí 5V, 2 jsou datové
IEEE 1394 FireWire
až 63 zařízení
rychlá sériová sběrnice pro přenos digitálního video nebo audio signálu (tj. připojení MM periférií, digitální videokamery, fotoaparáty, hudební nástroje)
Paměť
vnitřní
vnější
Vnitřní paměť
RAM
ROM
CMOS
cache
RAM (=Random Access Memory)
operační paměť, též hlavní paměť
kapacita modulů dnes v GB
lze kombinovat velikost modulů
v RAM je neustále
část operačního systému
rezidentní programy, nebo jejich části, např.: Antiviry
ovladače (klávesnice, myš…)
spuštěný program
data, která program zpracovává
RAM dále využívá
procesor pro dočasné ukládání dat, s nimiž právě pracuje
pevný disk
výměnná média
procesor grafické karty
vyrovnávací paměti (cache)
BIOS (Basic Input Output Systém)
nutná správa paměti
další varianty RAM
DRAM (Dynamic RAM, pomalá, refreshing (obnovování obsahu))
SRAM (Static RAM, rychlá paměť)
VRAM (Video RAM, pro obrazovku)
ROM (=Read Only Memory(pouze pro čtení)
část operační paměti
pomalejší než RAM
je v ní uložen BIOS (základní desky, video karty…)
řídí komunikaci s HW na nejnižší úrovni, ovladače
rychlejší než tzv. flash paměť, může být přepisována
je to v podstatě EEPROM ( programovatelná ROM, mazatelná el. Proudem bez nutnosti speciálního zařízení)
uchovává data bez napětí po dobu až 10 let
Paměť CMOS (=Complemetary Metal Oxid Semiconductor)
konfigurativní paměť (baterie)
SRAM
doplňkový polovodič
ukládá se sem základní nastavení (hodiny, typ displeje)
Vyrovnávací paměť (cache
softwarová cache (vytváří se v hlavní paměti pro data, která chce procesor od pomalejšího disku, rychlé vybavení dat
spravuje ji program SMARTDRV.EXE
hardwarová cache různých úrovní
L1 paměť 1. úrovně
L2 cache
i L3
Vnější paměť
pružné disky
hard disky
MO disky (magnetooptické disky)
CD ROM
DVD
Pružné disky
fyzická struktura 3,5 disket
logická struktura disket
Pevné disky
story, sektory, cylindry
2-16 ploch pro záznam (=svazek disků, plotny)
dělení
fyzická struktura
rozlišuje navíc cylindry
cylindr tvoří stopy nad sebou
hustota záznamu podélná (na stopě) v bpi (=bity na palec)
hustota příčná v tpi (tracks per inch)
také se udává v b (Gb, Tb) na čtvereční palec
rychlost přístupu na disk v milisekundách (9)
u RAM v nanosekundách (tisícina milisekundy)
logická struktura (Master Boot Rekord)
navíc informace o tzv. oblastech, oddílech (Partitions) (Partition Table; oddíly se tvoří při formátování disku = disk C, D
dále logická struktura hard disku záleží na souborovém systému na který je disk naformátován
kapacita pevných disků dnes až 250 GB (fa Maxor)
každý rok se zdvojnásobí kapacita, a sníží cena (=levnější než disk s poloviční kapacitou)
zaváděcí záznam
CD ROM
Session (=segment CD)
Může obsahovat jednu nebo více stop (=tracks) stejného typu (data nebo audio); informace jak jsou dlouhé stopy, segmenty
Má oblasti Lead-in a Lead-out
Lead-in je vyhrazena pro nahrání tabulky TOC, = 9 MB
TOC říká mechanice, kde začínají stopy, jak jsou dlouhé
Lead-out nevyužitelná oblst na konci, brzdí čtecí laser – u první sekce Lead-out = 13 MB, další jsou menší (4,5 MB), tyto oblasti se napočítají do celkové kapacity CD (650 MB)
dlouhá CD
větší kapacita, drážky spirály jsou k sobě více nahuštěny
klasické CD = 74 minut (650 MB)
ISO 9660
definuje logický formát pro soubory a adresáře na CD (=standard jak se ukládá)
plná podpora všech operačních systémů
oblast multimédií
uložení kombinace zvuku, textu, grafiky, videa
kapacita 650 MB
více než 300 000 stránek
1 stránka = 1 800 bytů
čtení a zápis laserovými systémy
LASER (= Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
historie
formáty dat, rychlosti a další náležitosti těchto disků jsou definovány v tzv. barevných knihách (=standardy)
u zrodu stály firmy Philips a Sony (+HP)
mechaniky
překotný vývoj rychlostí mechanik
základní rychlost je pro audio disky
vícenásobné rychlosti platí pro data
např. 50 rychlostí
vyšší rychlost má smysl jen při instalaci softwaru
vypalovačky
mají např. 48 rychlostí
musí ji podporovat i médium (CD)
DVD (=Digital Versatile Disc; nebo video)
první formát specifikován konsorciem DVD
10 firem – Hitachi, Sony, Philips, Toshiba, Matsushita …
na pohled se neliší od CD, stejný průměr, tloušťka, shodný princip záznamu, bezkontaktní způsob čtení dat laserovým paprskem
ale 27 krát větší kapacita, 4,7 GB na jednu stranu, 9,4 GB na oboustranném médiu
odolné proti magnetickému poli
neopotřebovává se přehráváním
čtecí hlavy jsou kompatibilní s CD
je zkrácena vlnová délka paprsku snímacího laseru na 635 - 650 nm ( u CD 760 – 780 nm)
zvyšování kapacity
zmenšování pitů a mezer
dále vznikl disk se 2 aktivními vrstvami, vzdálenými od sebe 25 nm
další typ jsou oboustranná DVD ( přehrávače musí mít 2 nezávislé čtecí systémy, nebo disk ručně obrátit)
DVD mechaniky
kompatibilní se standardními formáty CD (CD,CD-ROM, CD-I, Video-CD)
různé standardy zapisovatelného média
DVD technologie na trhu v roce 1996
DVD-R (=recordable; firma Pioneer) 1 zápis, vícenásobné čtení
DVD+R konkurenční, není oficiálně uznávaným formátem (Sony, Philips)
DVD – RAM náhrada MO disků, možno přepsat 10 000krát (Panasonic, Hitachi, Toshiba), málo přehrávačů přečte tato média
DVD – RW (=Rewritable, firma Pioneer), konkurence DVD –RAM, garantované množství přepisů (1 000
DVD + RW (firmy HP, Sony, Philips, Ricoh, Yamaha, Mitsubishi) (1 000 přepisů
DVD – ROM pouze pro čtení
DVD – Audio pouze pro záznam zvuku ve vysokém rozlišení
Komunikační rozhraní v počítači
paralelní (centronics) tiskárna
sériová (COM 1, COM 2)myš, modem
tato zařízení dnes spíše pro USB rozhraní
připojovací rozhraní pevných disků (řadič)
závisí na něm
rychlost přenosu dat (momentální maximum 160 MB/sec)
maximální počet instalovaných disků, jejich kapacita
druh diskových jednotek
Hardware – I/O zařízení
I/O Input/Output (vstupní/ výstupní
Vstupní zařízení
klávesnice
myš
scanner
touch creen – obrazovka regující na dotyk
světelné pero
trackball
tablety – nahrazují kreslířské nástroje
Výstupní zařízení
tiskárna
monitor
plotter
Kombinované I/O zařízení
zařízení, která pracují s různými diskovými a magnetopáskovými médii
tzv. diskové jednotky, mechaniky
Tiskárny
dělení tiskáren podle vývoje
kontaktní (v kontaktu s papírem může tisknout kopie)
písmenové (minulost), 1 typ, otisk přes pásku
jehličkové (=bodové, maticové, mozaikové)
znak= matice bodů, počet jehel v tiskací hlavě 9,24 (=2 řady jehel po 12)
epson, star
bezkontaktní (znaky tvoří bodově, pouze originály)
někdy nevýhoda – když je požadována řada kopií (celní deklarace)
laserové
inkoustové (tryskové; různé typy inkoustu)
nové technologie
sublimační tisk
vynikající kvalita, spojitá barevná plocha = fotografie
termotransférová
tuhý inkoust, suchý inkoust, běžný inkoust
LED technologie (=Light Emitting Diode)
každý bod 1 dioda, nahrazuje laserový paprsek se zrcadlem
LCD (=Liquid Crystal Display)
pro přenos obrazu používá displej z tekutých krystalů
GDI (=Graphics Device Interface)
standard Mikrosoftu pro zobrazování grafických objektů na výstupních zařízeních
počítač zpracuje data pro tisk
do tiskárny jde konečná podoba stránky bod po bodu, s kompresí
pozor tiskárny označené GDI podporují pouze grafické rozhraní Windows
kritéria výběru
kromě rychlosti tisku a kvality (dpi) další kritéria
cena
technologie
způsob připojení (paralelní rozhraní, USB)
podpora operačního systému
maximální měsíční vytížení
náklady na tisk (náplně, fotocitlivý válec)
záruční podmínky
servis
výbava
mikroprocesor na tiskové příkazy
operační paměť pro nevytisknutý text
základní druhy fontů uložených natrvalo
s některým lze pomocí SCSI připojit i scanner – vzniká na počítači nezávislá kopírka
multifunkční tiskárny (kopírka, scanner, fax, tiskárna)
některé modely mají čtečky paměťových karet – tisk fotografií rovnou z digitálního foťáku ( bez zapnutí počítače)
skupiny tiskáren na trhu
1. nejlevnější, nejmenší
2. střední kategorie
3. tiskárny pro extrémní vytížení
výrobci tiskáren (je jich okolo 100)
Hewlett – Packard (=HP)
kontroluje většinu na světovém trhu
první s laserem, i barevným (vyvinul a pat. Canon)
první s inkjet tiskem, i barevným (Desk Jety)
Tektronix (USA)
řada patentů týkajících se barevných technologií
Xerox (USA)
Japonci
Canon (Bubble Jety)
Epson
Fujitsu
Minolta
OKI
Panasonic
NEC
barevný tisk
systém CMYK (Cyan (azurová, Magenta (purpurová, Yellow (žlutá, black (černá)
laserové barevné
pro každou barvu toner
pro každou barvu zvlášť vytvořen obraz
všechny ostatní barvy se míchají ze čtyř základních barev
jazyk
Postskript (=PS;firma Adobe)
druhý je standard PCL (=Pointer Kontrol Languag