Technické vybavenie počítača PDF

TECHNICKÉ VYBAVENIE POČÍTAČA Technické vybavenie počítača  Hardvér – technické vybavenie počítača je súhrnné označenie fyzického zariadenia počítača, ktoré slúži na spracovanie údajov  Technické vybavenie je súčasťou počítačového systému  Hardvér pozostáva z: 1) základnej jednotky počítača...

TECHNICKÉ VYBAVENIE POČÍTAČA Technické vybavenie počítača  Hardvér – technické vybavenie počítača je súhrnné označenie fyzického zariadenia počítača, ktoré slúži na spracovanie údajov  Technické vybavenie je súčasťou počítačového systému  Hardvér pozostáva z: 1) základnej jednotky počítača  procesor + vnútorná (operačná) pamäť 2) pripojených periférnych zariadení  vonkajšie pamäte + vstupno-výstupné zariadenia + doplnkové zariadenia  Jednotlivé časti technického vybavenia počítača sú navzájom pospájané vodičmi, po ktorých sa prenášajú:  údaje – inštrukcie, operandy, výsledky  adresy – určujúce pamäťové miesta, registre alebo periférne zariadenia  riadiace signály – koordinujúce spoluprácu zložiek systému  Vnútri jednotlivých častí hardvéru počítača a medzi nimi sú fyzické spojenia, ktoré spoločne používajú mnohé ďalšie zariadenia – tieto zariadenia sa nazývajú zbernice (bus) – v súčasnosti najrozšírenejšie osobné počítače majú zbernicovú architektúru, prostredníctvom ktorej prebieha komunikácia jednotlivých častí počítača (riadiaca zbernica, údajová zbernica, adresová zbernica) 25. 9. 2024 Základná jednotka počítača (procesor + vnútorná (operačná) pamäť RAM)  Základná (centrálna) jednotka počítača, teda Central Processing Unit (CPU)  Väčšina súčasných počítačových architektúr vychádza zo schémy počítača podľa Johna von Neumanna s istými odlišnosťami  V súčasnosti počítačová architektúra je typická tým, že počítače majú zlúčenú aritmeticko-logickú jednotku (operačnú jednotku ALU – Arithmetic Logic Unit) s riadiacou jednotkou a operačnou (vnútornou) pamäťou do základnej (centrálnej) jednotky  Aritmeticko-logická jednotka (operačná jednotka) plus riadiaca jednotka spoločne tvoria v súčasných počítačoch procesor  Riadiaca jednotka riadi priebeh toku inštrukcií údajov v počítači podľa vopred určeného programu a preberá z operačnej (vnútornej) pamäte jednotlivé inštrukcie programu, kóduje ich, generuje riadiace signály na ich vykonanie a tieto následne vysiela do všetkých častí základnej jednotky a do ďalších funkčných jednotiek (napr. do periférnych zariadení)  Signály z riadiacej jednotky vyvolajú vykonanie požadovaných operácií v operačnej (ALU) jednotke  Údaje potrebné na tieto operácie sa presúvajú z operačnej pamäte a výsledky spracovania sa zapisujú naspäť do operačnej (vnútornej) pamäte na ich výstup 25. 9. 2024 Charakteristika prvkov osobného počítača Skrinka (Case)  Celá počítačová zostava je uzavretá v počítačovej skrinke (Case)  Rozlišujeme dva druhy skriniek: 1) stolová (Desktop) 2) veža (Tower)  Stolová skrinka leží na pracovnom stole a veža je skrinka postavená na výšku. Pre špičkové profesionálne konfigurácie počítača je typické vyhotovenie tower alebo tzv. bigtower, napríklad pri sieťových serveroch. Vyhotovenie desktop je veľmi časté, zberá však veľa miesta  Podľa veľkosti delíme veže na  mini tower, midi tower a big tower  Súčasťou skrinky je aj tzv. zdroj, ktorý transformuje napätie 220 V z elektrickej siete na hodnoty vhodné na napájanie jednotlivých komponentov PC (od 1,7 V do 12 V) Základná doska (Motherboard)  Základná doska (Motherboard, Mainboard) je doska plošného spoja s mnohými elektronickými obvodmi, zbernicovým systémom a konektormi na pripojenie mikroprocesora, pamäťových obvodov a počítačových periférií (prerifériami nazývame také komponenty PC, ktoré sú umiestnené mimo základnej dosky) 25. 9. 2024 Charakteristika prvkov osobného počítača Základná doska (Motherboard)  Predstavuje akúsi „kostru“, ktorá nesie všetky ostatné komponenty PC  Elektronické obvody na základnej doske majú za úlohu podporovať mikroprocesor a zbernice  V priebehu vývoja počítačov, podľa použitých technológií a podľa ich rozmerov dostali rôzne typové označenia - v súčasnosti sa používajú základné dosky zavedené firmou Intel s označením ATX (Advanced Technology eXtended), od firmy VIA Technologies s označením Mini-ITX  Prvky základnej dosky: čipová sada (Chipset), BIOS, mikroprocesor, zbernica (Bus), pamäť, grafická karta  Čipová sada (Chipset) – sú to integrované obvody, v ktorých je súbor inštrukcií slúžiacich na riadenie základnej dosky. Hardvérové komponenty, s ktorými vie základná doska spolupracovať závisia od konkrétnej čipovej sady inštalovanej na doske. Táto sada sa delí na dve časti: northbridge (stará sa o komunikáciu medzi procesorom, pamäťou a grafickou kartou alebo zbernicou) a southbridge (zabezpečuje komunikáciu s ostatnými perifériami počítača – pevné disky, sloty, paralelné porty, porty USB, obsahuje väčšinou aj integrovanú zvukovú kartu, sieťovú kartu, modem). Od roku 2011 sa toto členenie prestáva uplatňovať, pretože hlavní výrobcovia mikroprocesorov, Intel a aj AMD, integrovali funkcie Northbridge priamo do mikroprocesora 25. 9. 2024 Charakteristika prvkov osobného počítača Pamäť  Z pamäte mikroprocesor číta programy i vstupné dáta a zapisuje do nej výsledky  V počítačoch sa nachádza viac typov pamätí a ich hlavné členenie je na pamäte: 1) vnútorné – s ktorými bezprostredne spolupracuje mikroprocesor  sú tu uložené údaje a programy, ktoré práve procesor počítača spracováva 2) vonkajšie – ktoré slúžia na trvalé uloženie dát, ale aj na dočasné „odloženie“ momentálne nepotrebných dát a programov, pre ktoré v operačnej (vnútornej) pamäti nie je dostatok miesta  sú v nej uložené údaje a programy dlhodobo, bez závislosti na súčasnej práci procesora  Charakteristické parametre pamätí:  vybavovacia (prístupová) doba – rýchlosť, akou prečíta alebo zapíše dáta (v ns, ms)  kapacita – udáva sa v KB, MB, GB  zachovanie verzus nezachovanie informácie po vypnutí elektrického prúdu 25. 9. 2024 Charakteristika prvkov osobného počítača Vnútorná pamäť  Vnútorná pamäť (nazývaná tiež operačná pamäť) je jednou z častí základnej jednotky počítača  Charakterizuje ju priamy prístup k nej z procesora, prechodné uchovávanie údajov a rýchly prístup k údajom  Je to energeticky závislá pamäť, z ktorej sa dáta pri výpadku prúdu stratia, neuchovajú  Možno z nej nielen čítať, ale dá sa do nej aj zapisovať  Je to hlavná pamäť, s ktorou mikroprocesor pracuje, z nej načítava programy, načítava vstupné dáta, ukladá do nej medzivýsledky, číta z nej medzivýsledky a tiež do nej zapisuje konečné výsledky  Vnútorná pamäť je adresovateľná pamäť počítača, do ktorej sa musia vložiť inštrukcie a ostatné údaje, aby mohli byť bezprostredne spracované  Každé pamäťové miesto vo vnútornej pamäti počítača má svoju adresu  Adresa je číslo alebo symbol, ktorý je jednoznačne priradený každému pamäťovému miestu na jeho identifikáciu  Operačná pamäť sa označuje ako pamäť s priamym prístupom  RAM (Radom Access Memory)  RAM umožňuje ľubovoľne zapisovať údaje do pamäťových miest, čítať z nich alebo vymazávať ich, pričom čas prístupu je pre všetky pamäťové miesta je približne rovnaký  Okrem pamäte RAM majú osobné počítače aj permanentnú pamäť ROM (Read Only Memory) 25. 9. 2024 Charakteristika prvkov osobného počítača Pamäť  Pamäť ROM (Read Only Memory) je trvalá pamäť, z ktorej sa dáta dajú iba čítaj a jej obsah nemožno meniť, nie je možné do nej zapisovať  ROM je energeticky nezávislá pamäť, teda dáta, pri vypnutí prúdu sa z nej nevymažú  Obsah tejto pamäte sa zadáva priamo pri výrobe – slúži na uloženie BIOS-u, slúži na uchovávanie systémových programov  Vyrovnávacie pamäte (Buffer Memory) sú súčasťou operačnej pamäte a používajú sa na prechodné uchovávanie údajov, aby sa vyrovnali rozdiely v rýchlosti pri styku rôznych funkčných jednotiek počítača – napr. pri prenose údajov medzi pomalšími vstupnými a výstupnými jednotkami, poprípade prenosovými linkami a rýchlejšou základnou jednotkou  Rýchla vyrovnávacia pamäť  Cache memory, je zapojená medzi operačnou pamäťou a operačnou jednotkou. Jej úlohou je zväčšiť tok dát a skrátiť efektívny vybavovací čas hlavnej pamäte – slúži na včasnú prípravu aktuálnych inštrukcií  Je to malá pamäť, avšak asi desaťkrát rýchlejšia ako RAM, nachádza sa medzi rýchlym procesorom a pamäťou RAM, ktorá je oproti rýchlosti procesora pomerne pomalá  Jej rýchlosť, ktorou sú vykonávané jednotlivé kroky je daná taktom, čiže frekvenciou procesora – táto pamäť je buď osadená na matičnej doske alebo sa dá dokúpiť a doplniť na vopred určené miesto 25. 9. 2024 Pamäť  Registre – sú veľmi rýchle pamäte s malou pamäťovou kapacitou – slúžia na krátkodobé uchovávanie údajov, ktoré musia byť okamžite prístupné a používajú sa v rôznych častiach základnej jednotky počítača  Mikroprogramová (riadiaca) pamäť – je časť RAM alebo ROM pamätí a je určená na záznam mikroprogramov, ktoré riadia vykonávanie mikroinštrukcií v riadiacej jednotke a v aritmeticko-logickej ALU jednotke procesora  Mikroinštrukciou rozumieme uchovanie riadiacich údajov na vykonanie elementárnych operácií – presun údajov medzi registrami, posun údajov v registri....  Počítač využíva vnútornú pamäť na uloženie programu alebo programov a údajov ktoré sa programom spracúvajú – teda veľkosťou tejto pamäte je určená aj schopnosť počítača spracúvať rozsiahle programy s veľkými bázami dát  Operačná (vnútorná pamäť, pracovná pamäť) je jedným z komponentov, bez ktorých by počítač vôbec nemohol pracovať – ide o tzv. rýchlu pamäť  Počas činnosti počítača je v operačnej pamäti načítaná aj príslušná časť operačného systému  Operačná pamäť svojou kapacitou a rýchlosťou, ktorou dovoľuje procesoru pristupovať k údajom, ovplyvňuje samotný výkon procesora a tým pádom aj výkon celého počítača  Rozsah pamäte môže svojím výkonom nahradiť o triedu vyšší počítač  Na trhu sú v ponuke viaceré typy pamätí ktorých výkon je rozličný  klasické RAM, výkonnejšie EDO RAM, SDRAM 25. 9. 2024 Pamäť  Pamäť, ktorá nemá vlastnosti vnútornej pamäte, sa označuje ako vonkajšia pamäť  Vonkajšie pamäte sú v porovnaní s vnútornou pamäťou pomalšie, ale majú veľkú kapacitu  Používajú sa na uchovávanie údajov, programov, ktoré kvôli obmedzenej pamäťovej kapacite vnútornej pamäte v nej nemôžu byť trvalo uchovávané  Vonkajšie pamäte slúžia ako vstupné a výstupné zariadenia a patria k nim napr. pevný disk (hard disk), disketa, CD, DVD, USB-kľúč 25. 9. 2024 Pamäť Najčastejšie používané pamäte podľa ich vlastností a účelov použitia:  RAM  SRAM  DRAM  CMOS RAM  SDRAM  ROM  PROM  EPROM  EEPROM  Flash-PROM RAM (Random Access Memory) – pamäť je konštruovaná tak, aby sa z nej údaje mohli nielen čítať, ale aby bolo možné do nej aj zapisovať – tvorí najvýznamnejšiu časť operačnej pamäte počítača SRAM (statická RAM) – je to rýchla pamäť, prístupová doba sa pohybuje medzi 20 – 30 ns, jej nevýhodou je zložitosť obvodu, z ktorých pozostáva a to vedie k jej vysokej cene, z tejto pamäte je zložená pamäť cache L2 DRAM (dynamická RAM) – pamäťová bunka je tvorená miniatúrnym kondenzátorom, prístupová doba je dlhšia ako pri SRAM (prístupová doba medzi 60 až 100 ns), ale sú lacné 25. 9. 2024 Pamäť CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM) – tento typ pamäte má veľmi malú spotrebu elektrickej energie, takže na jej napájanie pri vypnutom počítači dlhodobo (aj niekoľko mesiacov) stačí malá batéria veľkosti gombíka umiestnená na základnej doske. V osobných počítačoch sa používa na zapisovanie parametrov BIOS-u. V CMOS je často uložený dátum a čas SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) – je to pamäť, do ktorej môže procesor počítača v jednom okamihu buď iba zapisovať alebo z neho iba čítať. Je schopná pracovať so všetkými vstupnými a výstupnými signálmi, ROM (Read Only Memory) – slúži iba na čítanie nejakých údajov, ktoré boli do nej uložené pri jej výrobe a nemožno do nej zapisovať nové údaje PROM (Programmable ROM – programovateľná ROM) – túto pamäť si môže používateľ naprogramovať podľa vlastnej potreby a ďalej ju používať ako bežnú pamäť ROM EPROM (Erasable PROM – zmazateľná PROM) – predstavuje dokonalejšiu verziu pamäte PROM, je totiž možné ju ľubovoľne programovať elektrickým signálom a vymazávať pôsobením ultrafialového žiarenia EEPROM (Electrically Erasable PROM) – vymazanie a zápis sa robí pomocou elektrického signálu, umožňuje rádovo státisíce opakovaných zápisov na čip. Maximálna doba uchovávania informácií je približne 10 – 20 rokov Flash-PROM – je rýchlejšia a je nezmazateľná po vypnutí počítača, pričom sa dá predprogramovať priamo v počítači. Preprogramovanie je bez nutnosti výmeny celého obvodu ROM a to pomocou programu dodávaného so základnou doskou a nastavením spojok 25. 9. 2024 Pamäť Pevný disk (Hard disk) - v osobných počítačoch predstavuje vonkajšiu pamäť, ktorá je však fyzickou súčasťou základnej jednotky počítača.  Je najviac používanou vonkajšou pamäťou počítačov PC  Je to permanentná pamäť, čo znamená, že údaje zapísané na pevnom disku sa tu uchovajú trvale až do ich zámerného vymazania alebo prepísania  V zásade nie je to výmenné médium, je pevne vstavaný do počítača  avšak v súčasnosti sa už používajú aj výmenné pevné disky  V PC sa na pevnom disku nachádzajú popri operačnom systéme všetky bežne používané programy a údaje BIOS (Basic Input/Output System) je program uložený v pamäti typu ROM.  Jeho úloha spočíva v „kontakte - tlmočení“ medzi hardvérom a operačným systémom  Hardvérové komponenty môžu byť od rozličných výrobcov a rozličného typu, výstupné elektrické signály týchto komponentov nie sú jednotne definované - BIOS „pretlmočí“ tieto signály do presne definovanej „reči“ a odovzdá ich operačnému systému  okrem toho sa v BIOS-e nachádzajú inštrukcie, ktoré po zapnutí počítača zavedú operačný systém z vonkajšej pamäte (zväčša z pevného disku) do vnútornej (operačnej) pamäte 25. 9. 2024 BIOS  Má taktiež zabudované základné vstupno-výstupné operácie na komunikáciu počítača s používateľom, akými sú napr. obsluha klávesnice, monitora, zabezpečuje komunikáciou medzi operačným systémom a perifériami  Súčasťou BIOS-u je program na konfiguráciu základných parametrov hardvérových komponentov (typ a taktovacia frekvencia mikroprocesora, veľkosť operačnej pamäte), ktorý sa volá Setup  Nastavenie týchto parametrov sa uloží do pamäte typu CMOS  Vďaka BIOS-u môže fungovať operačný systém v každom PC  Najvýznamnejší výrobcovia BIOS-u sú AMI (American Megatrends Incorporated), Phoenix Technologie, Insyde Software, Byosoft 25. 9. 2024 ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ 25. 9. 2024