Klasifikácia počítačov PDF

KLASIFIKÁCIA POČÍTAČOV PROCESORY TRIEDY POČÍTAČOV Klasifikácia počítačov  Počítače, ako zariadenia, ktoré môžu automaticky spracúvať údaje podľa zadaného programu môžeme klasifikovať, rozdeliť podľa rôznych kritérií  Podľa spôsobu zobrazenia spracúvaných údajov ich delíme na:  Analógové p...

KLASIFIKÁCIA POČÍTAČOV PROCESORY TRIEDY POČÍTAČOV Klasifikácia počítačov  Počítače, ako zariadenia, ktoré môžu automaticky spracúvať údaje podľa zadaného programu môžeme klasifikovať, rozdeliť podľa rôznych kritérií  Podľa spôsobu zobrazenia spracúvaných údajov ich delíme na:  Analógové počítače  Číslicové počítače  Hybridné počítače  Podľa spôsobu použitia na:  Univerzálne počítače  Špecializované počítače  Podľa režimu spracovania údajov na:  Počítače pracujúce v dávkovom režime  Počítače pracujúce v interaktívnom režime  Podľa ceny a/alebo podľa výkonnosti na:  Osobné počítače  Strediskové počítače  Superpočítače 23. 9. 2024 Procesory  V roku 1969 bol vynájdený procesor v dôsledku čoho došlo k výraznému rozvoju výpočtovej techniky  Procesor – súčiastka, ktorá na jedinom čipe aritmeticky združuje aritmeticko-logickú jednotku, riadiacu jednotku, registre a ďalšie pracovné jednotky  Procesor sa zvyčajne označuje ako CPU  Central Processing Unit  Čip – doštička zo superčistého monokryštalického kremíka Videá súvisiace s výrobou čipov:  https://www.youtube.com/watch?v=A0X9lkKBkTM  https://www.youtube.com/watch?v=SkLHEjhWaPA  Procesor je zvyčajne konštrukčne riešený ako jeden integrovaný obvod, je „mozgom“ počítača, spracúva inštrukcie z programov, ktorými je riadený  niektoré inštrukcie spracováva sám, na uskutočnenie niektorých ďalších inštrukcií používa rôzne komponenty počítača, napr. operačnú pamäť, disky, zbernice  jeho kvalita podstatne ovplyvňuje rýchlosť a výkonnosť počítača  jeho jadrom je logický obvod, ktorý dokáže spracovať sadu jednoduchých mikroinštrukcií; mikroinštrukcie sú jednoduché príkazy 23. 9. 2024 Procesory  V súčasnosti sa uplatňujú dve koncepcie procesorov: RISC a CISC, ktoré sa odlišujú veľkosťou inštrukčnej sady  CISC  Complete Instruction Set Computer - je riešením, v ktorom je procesor vybavený kompletnou inštrukčnou sadou  RISC  Reduced Instruction Set Computer – obsahuje len základné inštrukcie, ktoré sú jednoduchšie a rýchlejšie uskutočňované  Procesory RISC sú rýchlejšie avšak uplatnili sa len v procesore Power PC (IBM, Apple, Motorola) a vo veľkých alebo jednoúčelových počítačoch  V osobných počítačoch prevládajú procesory CISC (Intel, AMD, Cyrix)  Každý procesor obsahuje registre, ktoré fungujú ako vnútorné pamäte procesorov, do ktorých sa ukladajú práve spracovávané údaje  Počet registrov a ich presné použitie sa v jednotlivých procesoroch odlišuje  Inštrukčná sada procesora musí obsahovať inštrukcie na presuny dát medzi pamäťami a registrami, aritmetické a logické funkcie, inštrukcie na riadenie programov a niekoľko systémových inštrukcií  Inštrukčné sady nových procesorov obsahujú aj inštrukcie na koordináciu vo viacprocesorovom prostredí a ďalšie príkazy pre multimediálne programy 23. 9. 2024 Procesory  Procesor vyhodnocuje počas svojej činnosti množstvo prerušení, teda signálov, ktoré vysielajú hardvérové zariadenia alebo programy  Procesor riadi aj pamäť a to pomocou jednotiek správy pamätí. Jednotky správy pamätí zabezpečujú aj ochranu pamäte, zabraňujú programom narušiť priebeh ostatných programov alebo operačného systému  Procesor obsahuje aj pamäť cache, ktorá je akýmsi medziskladom údajov medzi rôzne rýchlymi komponentmi počítača. Jej účelom je vyrovnávanie rýchlosti v prenose dát.  pamäť L1 cache je medziskladom pri presune údajov medzi zbernicou a procesorom  pamäte L2 a L3 optimalizujú presuny dát medzi procesorom a operačnou pamäťou, to znamená, že údaje, ktoré prichádzajú z operačnej pamäte môže procesor čítať z rýchlejšej cache pamäte  Schopnosť procesora spracovávať postupnosť inštrukcií sa nazýva architektúra procesora – inštrukcie sa spracovávajú sekvenčne, teda jedna za druhou alebo superskalárne, teda nezávisle na sebe  Zrýchľujúcim prvkom procesora je aj „pipelining“, kedy sa inštrukcie spracovávajú naraz vo viacerých fázach  Procesor komunikuje s ostatnými komponentmi počítača pomocou zberníc, ktorými sa prenášajú údaje, adresy alebo riadiace signály, ide teda o adresové, dátové alebo riadiace zbernice  Čím viac vodičov má zbernica, tým viac údajov je schopná prenášať  Elektronické obvody tvoriace procesor pracujú v jednotlivých taktoch, ktoré udávajú ich pracovné tempo 23. 9. 2024 Procesory  Každá základná doska je vybavená generátorom taktov, ktorý generuje taktovacie impulzy pre procesor  Základná doska umožňuje prepínanie viacerých taktovacích frekvencií  Čím je vnútorná frekvencia procesora vyššia, tým rýchlejšie procesor pracuje, ale v tom prípade sa aj viac zahrieva  V súčasnej dobe dosahujú procesory taktovaciu frekvenciu cez 5 GHz  Procesory je nevyhnutné chladiť pomocou aktívnych a pasívnych chladičov - pasívne chladiče sa skladajú z chladiacich rebier, ktorými prúdi vzduch, aktívne chladiče sa pripájajú ku konektoru napájacieho zdroja  Procesor je považovaný za jeden z najdôležitejších komponentov, na základe ktorých sa posudzujú počítače  Procesor je však len jedným zo súboru komponentov, ktoré tvoria počítač a celkový výkon počítača je potrebné posudzovať ako celok (napr. ak bude mať počítač relatívne výkonný procesor a pritom relatívne malú operačnú pamäť alebo pomalý pevný disk, tak výkonnosť takéhoto počítača bude na úrovni starších typov počítačov)  Výkonnosť počítačov závisí okrem výkonnosti procesora aj od používaného softvéru, pretože záleží na tom, či a ako je procesor využívaný 23. 9. 2024 23. 9. 2024 23. 9. 2024 Procesory  Vo všeobecnosti môžeme skonštatovať, že pre výkon počítača sú kľúčové nasledujúce komponenty resp. kritériá:  Typ procesora  Taktovacia frekvencia procesora  Veľkosť operačnej pamäte RAM  Veľkosť vyrovnávacej pamäte  Architektúra základnej dosky  Zbernicové systéme  Pevný disk– jeho typ, kapacita  Grafická karta – jej typ, kapacita  Rozsah funkcií BIOS-u – možnosti nastavenia  Operačný systém - 32-bitový, 64-bitový, podpora multiprocessingu  Používaný softvér (ktorý optimalizuje činnosti procesora)  Prehľad parametrov desktopových procesorov môže nájsť na:  https://www.svethardware.cz/prehled-desktopovych-procesoru/22566 23. 9. 2024 Triedy počítačov  Počítače môže rozlišovať podľa ich veľkosti a hovoríme o členení na základe tried počítačov (Computer Size Categories) kedy rozlišujeme:  Superpočítače (supercomputers)  Strediskové počítače (mainframes)  Minipočítače (minicomputers)  Pracovné stanice (Workstations)  Osobné počítače (personal computers)  Tablety, tablety PC  Čítačky elektronických kníh  Mikropočítač (microcomputers) 23. 9. 2024 Triedy počítačov  Superpočítače (Supercomputers) sú veľmi výkonné počítače, ktoré sú schopné spracovať extrémne množstvo dát  Napriek tomu, že neexistuje presná definícia tejto triedy počítačov, zvyčajne medzi superpočítače patria počítače, ktoré používajú technológiu paralelného spracovania dát, obsahujú niekoľko (stoviek, tisícok) procesorov, majú veľmi veľkú kapacitu operačnej i diskovej pamäte (pri diskovej pamäti až niekoľko TeraByte – TB, teda 1012 bytov)  Sú náročné na podlahové priestory a môžu zaberať priestory celých budov, vyžadujú kvapalinové chladenie a klimatizovanú sálu  Nevyrábajú sa sériovo, ale iba v jednotlivých kusoch pre vedeckovýskumné inštitúcie, vojenské agentúry, renomované univerzity  Využívajú sa hlavne v jadrovom a kozmickom výskume, pri simuláciách zložitých procesov, pri predpovedi počasia, pri vývoji nových materiálov. Simulácie realizované superpočítačmi nahrádzajú experimenty, pretože takého simulácie v porovnaní s experimentmi sú rýchlejšie, lacnejšie a bezpečnejšie  Medzi výrobcov superpočítačov patria Fujitsu, IBM, Cray  Pravidelne aktualizovaný zoznam superpočítačov nájdete na: https://www.top500.org/lists/top500/, https://www.youtube.com/watch?v=ZfsUNJIY3e4 23. 9. 2024 Triedy počítačov  Strediskové počítače (Mainframes) sú výkonné počítače určené na náročné aplikácie, pri ktorých je najdôležitejším kritériom ich spoľahlivosť, pracujú v nepretržitej prevádzke, používajú dokonale odladené programové vybavenie, prepracovaný systém zálohovania dát, vyžadujú profesionálnu obsluhu a klimatizovanú sálu  Od 90. rokov minulého storočia v dôsledku rýchleho rozšírenia počítačov a obrovského technologického pokroku osobných počítačov ustúpili do pozadia, úplne však nevymizli  Používajú ich štátne inštitúcie, veľké podniky a peňažné inštitúcie na spracovanie veľkého objemu dát  Používajú sa na prevádzkovanie veľkých podnikových systémov, na spracovanie finančných transakcií  Najvýznamnejším výrobcom týchto počítačov je IBM  Minipočítače (Minicomputers) predstavujú akýsi medzičlánok medzi strediskovými počítačmi a pracovanými stanicami  Najviac sa rozšírili v 70-tych a 80-tych rokoch minulého storočia a slúžili paralelne pre viac používateľov  Pracovné stanice (Workstations) sú pripojené na sieť a riadia ich viacpoužívateľské operačné systémy  Ich výkonnosť je vyššia ako výkonnosť bežných stolových počítačov  Používajú často procesory RISC  Nahradzujú ich postupne osobné počítače, avšak v istej miere sa využívajú dodnes na určitý špecializovaný segment úloh – vizualizácia a náročné grafické aplikácie, konštrukčné práce 23. 9. 2024 Triedy počítačov  Osobné počítače (Personal Computers) sú v súčasnosti najrozšírenejšiu triedou počítačov  Pojem osobný počítač začali používať v 70-tych rokoch minulého storočia firmy Apple, Hewlett Packard, Texas Instruments a iné, keď uviedli na trh svoje počítače resp. programovateľné kalkulačky  Hlavne po uvedení počítača firmy IBM v roku 1981 sa tento pojem stal štandardným označením triedy počítačov (skrátene PC).  Prvé PC od IBM používal mikroprocesor Intel 8088 a operačný systém PC DOS od firmy Microsoft  Dôležitú rolu pri rozšírení počítačov zohral fakt, že firma IBM zvolila otvorenú obchodnú politiku a zverejnila architektúru svojho PC a tým umožnila iným firmám vyrábať nielen komponenty, ale aj kompletné počítače podľa ich vzoru  Počítače vytvorené na architektúre IBM PC sa používajú v súčasnosti takmer všade  Súčasné osobné počítače sa používajú na rôzne kancelárske práce, na riadenie firemných a priemyselných aplikácií, na spracovanie i reprodukciu hudby, fotografií, videa, používajú sa aj na hranie hier  All-in-one počítač charakterizujeme ako počítač zabudovaný do monitora, ktorý ma zvyčajne len jediný kábel a to kábel z napájacieho adaptéra. Klávesnica a myš sú najčastejšie pripojené bezdrôtovo a reproduktory, kameru či mikrofón má all-in-one počítač zabudované  Medzi osobné PC patria aj prenosné počítače, teda notebooky 23. 9. 2024 Triedy počítačov  Notebooky – pri ich zavedení na trh sa využívala klasifikácia týchto zariadení podľa veľkosti a hmotnosti do kategórií:  Laptop (na lono)  Notebook (zápisník formátu A4)  Palmtop (do dlane)  Najrozšírenejšie sú notebooky, ktoré môžeme charakterizovať ako prenosný počítač menších rozmerov, ktorý je vybavený monitorom, klávesnicou, potrebným počtom portov, konektorov, optickou mechanikou, bezdrôtovými technológiami, ktoré poskytujú dostatočný výkon  Hlavné kategórie notebookov: základné alebo pracovné notebooky, ultrabooky alebo ultramobilné notebooky, mininotebooky alebo netbooky, herné alebo multimediálne notebooky  Základné alebo pracovné notebooky – charakteristiky tejto kategórie notebookov možno zhrnúť do kombinácie dostatočného procesorového výkonu s mobilitou, výdržou batérie, kvalitou spracovania.  dôležitými prvkami sú aj ovládanie, klávesnica, touchpad, konektivita prostredníctvom bežných rozhraní alebo bezdrôtová (Wi-Fi, Bluetooth, modem), dostatočná mechanická odolnosť voči poškodeniu a drobným pádom, odolnosť klávesnice voči tekutinám, magnéziová klietka displeja, prvky aktívnej bezpečnosti – čítačky Smart Card, čítačky odtlačku prsta – tieto kritéria viac menej v súčasnosti spĺňajú nielen pracovné notebooky, ale aj viaceré ultrabooky 23. 9. 2024 Triedy počítačov  Ultrabooky alebo ultramobilné notebooky – nie sú úplnou novinkou, charakteristika tejto kategórie spočíva v ultratenkých a ultraľahkých prenosných počítačoch, ktorých hrúbka by mala byť max. 20 mm resp. 0,8 palca  medzi ich významné vlastnosti zaraďujeme hlavne vysokú výdrž batérií a „okamžitý“ štart do niekoľkých sekúnd  záujem o tieto ultrabooky postupne rastie  Mininotebooky alebo netbooky – sú to vlastne notebooky s istými technickými odlišnosťami. Sú to predovšetkým chýbajúca optická mechanika, rozdiely v rozmeroch a hmotnosti  mininotebooky mávajú v porovnaní s notebookmi menší displej, čomu zodpovedajú aj ich technické parametre  zvyčajne sa týmto pojmom označujú zariadenia s displejom 10“ až 12“ palcov  Herné alebo multimediálne notebooky – prioritou pre tieto notebooky je ich vysoký výkon. Výkonné notebooky pre multimédia a na hranie hier využívajú najrýchlejšie procesory, najmodernejšiu grafickú technológiu, displeje s vysokým rozlíšením a aj štúdiovú kvalitu zvuku  Niektorí výrobcovia notebookov nahradili klasické displeje dotykovou obrazovkou a tak vznikla nová kategória zariadení  hybridy 23. 9. 2024 Triedy počítačov  Tablet PC – možno ho považovať za najmenšie a najmobilnejšie zariadenie. Tablety mávajú zvyčajne displeje rozmerov 10“ a menej palcov. Hlavný rozdiel však nespočíva vo veľkosti displeja, ale v chýbajúcej klávesnici.  Tablety disponujú iba dotykovým rozhraním a displejom a prestavujú tak minimalistické riešenie počítača  Vďaka dotykovému displeju sa ovláda prstom, prípadne snímacím hrotom alebo digitálnym perom  Čítačky elektronických kníh – sú špecializované zariadenia s prvkami osobného počítača, vzhľadom sú podobné tabletom, ale funkčne sú uspôsobené iba na čítanie textov a prezeranie obrázkov, prípadne web stránok s možnosťou bezdrôtového pripojenia  Mikropočítač (Microcomputers) – v súčasnosti sa tento pojem spája s pojmom zabudovaný systém (embedded system)  označuje sa tak špecializovaný počítač veľmi malých rozmerov, ktorý je zabudovaný v nejakom prístroji  použitie takýchto zabudovaných systémov je veľmi rozmanité, majú ho napríklad digitálne hodiny, MP3- prehrávač, DVD-prehrávač, videokamera, digitálny fotoaparát, mikrovlnná rúra, práčka, umývačka riadu, digitálny teplomer, digitálny merač krvného tlaku, systém ABS v automobile, mobilný telefón, prijímač GPS, autopilot v lietadle ale aj herná konzola  Video:  https://www.youtube.com/watch?v=ExxFxD4OSZ0 23. 9. 2024 ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ 23. 9. 2024