Hardware

1. Hardware verze 2.6

2. Co je hardware? • překlad slova: železářské zboží, potřeby pro domácnost, zbraň, ..., technické vybavení • fyzické části počítačového systému • "To", na co lze u počítačové sestavy sáhnout • tedy např. klávesnice, paměťová karta, atd. • ale také třeba jen USB kabel k propojení počítače a fotoaparátu

3. Základní součásti počítače Program: (pojem, který je níže používán): • posloupnost příkazů pro počítač Procesor: • mozek počítače – elektronická součástka • provádí příkazy programu Operační paměť: • elektronická součástka, která slouží procesoru jako "pracovní prostor" • v paměti je uložen program, který procesor právě provádí (do paměti si procesor "sahá" pro jednotlivé příkazy) • slouží i pro uložení informací, které má procesor zpracovat • do paměti ukládá procesor i výsledky svých výpočtů • po vypnutí počítače se obsah paměti smaže! Disk: • slouží k trvalejšímu ukládání informací (programů i dat) • informace jsou ukládány na principu magnetického záznamu (jako audio či videokazeta) • vypnutím počítače se obsah disku nemaže!

4. Spolupráce základních součástí počítače Procesor pracuje s informacemi uloženými v paměti Procesor Paměť Jsou to čistě elektronické součástky! Disk Na disk ukládáme informace, které mají "přežít" vypnutí počítače! Pracuje na principu magnetického záznamu

5. Počítač - skříň • skříň obsahuje součástky vlastního počítače • může mít různé tvary a velikosti Bigtower Miditower Microtower Desktop Speciální

6. Srovnání parametrů skříní

7. Přední stěna skříně CD/DVD mechanika (vypalovačka) disketová mechanika výstup pro sluchátka vstup pro mikrofon USB porty tlačítko RESET kontrolka činnosti pevného disku kontrolka zapnutí počítače tlačítko POWER otvory pro větrání

8. Zadní stěna skříně konektor pro kabel napájení (230 V) ventilátor zdroje napětí konektor pro připojení myši (PS/2) konektor pro připojení klávesnice (PS/2) USB konektory (flash disky, fotoaparáty, ...) větrací otvory sériový port (pro starší typy myší, modemy, ...) paralelní port (pro připojení tiskáren) konektory zvukové karty (reproduktory, line-out, mikrofon) game port (připojení joysticku, gamepadu, MIDI) konektory grafické karty (připojení monitoru, TV) konektory interního modemu volné pozice pro další karty (TV tuner,...)

9. Zadní stěna multimediálního počítače ventilátor zdroje napětí konektor pro kabel napájení (230 V) volné pozice pro rozšiřující karty (TV tuner, ....) anténa pro rádio paralelní port (tiskárna) sériový port modem mikrofon monitor USB zvukový výstup (line-out) myš (PS/2) reproduktory síť klávesnice (PS/2) digitální zvukový výstup

10. Výrobci počítačových skříní • KME Enterprise Co. Ltd. – www.kme.cx • PARTIS (Eurocase) – www.eurocase.cz • Logic Concept – www.logicconcept.com • Gigabyte – www.gigabyte.com.tw • Arctic Cooling – www.arctic-cooling.com • ASUS – www.asus.cz

11. A co je tedy ve skříni? • zdroj • základní deska • procesor • paměť • karty (grafická,síťová,zvuková, ...)

12. Zdroj • napájí všechny součásti počítače • převádí střídavé napětí 230 V na stejnosměrné napětí těchto hodnot: • zdroj obsahuje pojistku, která jej při zkratu uvnitř počítače odpojí • obsahuje ventilátor, který odvádí teplo ze zdroje i ze skříně počítače – důležitá je jeho hlučnost (nebo spíše nehlučnost) • důležitý parametr je max. výkon uváděný ve Watech (např. 300 W) • zdroje se nyní vyrábí ve formátu ATX, což mj. umožňuje softwarové vypnutí počítače

13. Výrobci zdrojů • Fortron – www.fsp-group.com.tw • Trust – www.trust.com • Sharkoon – www.sharkoon.com • Eurocase – www.eurocase.cz • Chill-Inovation - www.chill-innovation.com

14. Základní deska (motherboard) • základ počítače, do kterého jsou zasazeny nebo připojeny další součástky a díly (procesor, paměti, disky, rozšiřující karty) • součástky, které mezi sebou musí komunikovat, jsou spojeny vodiči (tzv. sběrnicí) • procesor a paměti jsou zasazeny do tzv. patic (konektorů) • přídavné karty jsou zasazeny do tzv. slotů • disky, zdroj apod. jsou připojeny do odpovídajících konektorů

15. Základní deska FIC K8-800T konektory zadní stěny skříně(kláves., myš, USB, atd.) PCI sloty AGP slot patice pro procesor(Socket 754) chipsets pasivnímchaldičem záložní baterie Tady je troškuvidět tasběrnice!!! sloty pro paměť(DDR) konektor floppy konektory IDE disků konektor napájení ze zdroje

16. Ukázka propojení základní desky

17. Vlastnosti základních desek • stabilita, osvědčená značka (Intel, MSI, Gigabyte, Asus, ...) • čipset – součástky, které mají na starosti komunikaci mezi jednotlivými díly desky – na čipsetu závisí výkonnost desky, typ použitelného procesoru, typy připojitelných disků (IDE nebo SATA), USB • patice pro procesor určuje, jaký procesor lze do desky zasadit (vyrábí se různé druhy procesorů, které se od sebe liší mj. i vyžadovanou paticí) • maximální frekvence procesoru • integrované komponenty (grafická, síťová, zvuková karta atp.)

18. Patice / sloty pro procesor • patice (socket) = "placatý" konektor pro připojení procesoru k základní desce • slot = konektor, do kterého seprocesor staví podobně jakopřídavná deska (u starších typů) • typ patice určuje typ použitelného procesoru • mají podobný tvar, ale liší se počte otvorů pro nožičky procesoru

19. Typy patic procesorů

20. AT, ATX, MicroATX • desky se liší dle velikosti, montážních pozic a dle druhu a způsobu napájení • AT – starší druh desky do skříní s označením AT, zdroj AT neumožňuje softwarové vypnutí počítače • ATX – v současné době používaný druh desky do skříní s označením ATX, zdroj umožňuje softwarové vypnutí • MicroATX – totéž co ATX, ale s menšími rozměry pro sestavování velmi malých počítačů (omezená rozšiřitelnost počítače)

21. Srovnání ATX a MicroATX deska microATX deska ATX

22. PCI a AGP • označení sběrnic propojujících přídavné karty se procesorem a pamětí • také označení konektorů (slotů) pro zasunutí těchto karet • AGP (Accelerated Graphics Port) – pouze pro připojení grafické karty • PCI – sloty pro připojení dalších karet (síťové, zvukové atp.) • POZOR! Grafickou kartu AGP nelze zasunout do slotu PCI!

23. Kde je na desce PCI a AGP? Sloty PCI Slot AGP Sloty PCI Slot AGP? Slot AGP na této desce není, protože grafická karta je integrovaná přímo na základní desce

24. BIOS • BIOS = Basic Input Output System • ovládací program základní desky, který řídí chod součástek počítače • je umístěn ve speciální přepisovatelné paměti (FlashROM), takže může být v budoucnu vyměněn za lepší • k nastavování BIOSu se lze dostat při spouštění počítače stiskem nějaké kláves (např. DEL, F2 apod.) • nastavením BIOSu můžeme např. zvyšovat výkon počítače, přetaktovat kmitočet procesoru, atp. • Pozor! Nevhodným nastavením BIOSu můžeme zničit součástky počítače (např. spálit procesor)!

25. Ukázka obrazovky BIOSu

26. Výrobci základních desek • INTEL - http://www.intel.com/products/desktop/motherboard/index.htm • VIA - http://www.via.com.tw/en/products/mainboards/ • Asus - http://www.asus.cz/products.aspx?l1=3 • Abit - http://www.abit.com.tw/ • MSI - http://www.msicomputer.cz/ • AOpen - http://www.aopen.nl/products/mb/ • Gigabyte - http://www.gigabyte.com.tw/Motherboard/Default.htm • FIC - http://www.fic.com.tw/product/motherboard/

27. Procesory • mozek počítače, zpracovává a provádí instrukce programu • jeho kvalita ovlivňuje rychlost počítače • v počítači se umisťuje do patice na základní desce • hlavní výrobci: Intel, AMD, VIA, IBM

28. Procesor - co je důležité při nákupu • procesor musí být použitelný v základní desce (musí se shodovat typ patice, výrobce desky musí garantovat použitelnost procesoru) • důležitá je tzv. taktovací frekvence procesoru (rychlost vykonávání instrukcí), za jeden takt počítač vykoná jednu nebo i více mikroinstrukcí • frekvence se udává v GHz, firma AMD navíc často udává i hodnotu frekvence procesoru se srovnatelným výkonem od konkurenční firmy Intel • např. AMD Sempron SDA2800, frekvence 1,6 GHz, rychlost vykonávání instrukcí je však srovnatelná minimálně s procesorem Intel o frekvenci 2,8 GHz

29. Registry procesoru • procesor pracuje s daty ve vnější paměti (operační paměť) • momentálně zpracovávaná data jsou procesor umisťuje do svých vnitřních pamětí (registrů) • počet registrů a jejich velikost se u různých typů procesoru liší

30. Technologie výroby • procesor obsahuje miliony aktivních prvků (nejčastěji tranzistorů) • základním materiálem je superčistý křemík, na který se laserem vykresluje struktura procesoru • běžný procesor obsahuje na 1x1 cm destičce kolem 50 milionů tranzistorů • vlastní procesor je umístěn do keramického pouzdra o velikosti asi 5x5 cm, které má na své spodní straně desítky pozlacených nožiček (kontaktů)

31. Ukázky parametrů procesorů CPU AMD Sempron SDA2500(socket A) BoxProcesory Sempron pro platformu Socket A vycházejí z jádra Thoroughbred a jsou vyráběny 130nm výrobním procesem. Na ploše jádra 84mm2 je umístěno přibližně 37,5 milionu tranzistorů. Mají L1 cache o velikosti 128KB (64KB data + 64KB instrukce) a L2 cache o velikosti 256KB. Pracují na frekvenci sběrnice 333MHz.Patice: Socket A Jádro: Thoroughbred L1 cache: 128KB L2 cache: 256KB FSB: 333MHz Napájecí napětí: 1,6V Spotřeba: 62W Výrobní proces: 130nm Plocha jádra: 84mm2 (37,5 milionu tranzistorů) Podporované instrukce: MMX, 3DNow! Professional, SSE

32. Ukázky parametrů procesorů Intel Pentium 4 511 2.8 GHz (1024/533) BOX LGA775 EM64TZvětšená cache paměť: L1 16 KB, L2 1 MBProdloužená instrukční pipeline na 31 krokůLepší predikce větvení kóduCeločíselný multiplikátor umožňující provádět celočíselné násobení přímo v ALU bez pomalého přesunu do FPUPřídavné WC buffery pro rychlejší zápis do pamětiSada nových multimediálních instrukcí SSE364-bitové rozšíření EM64TZdvojená ALU jednotka pro rychlé nativní zpracování 64-bitových číselKompletně přepracovaná jednotka FPU pro operace s desetinnými čísly a SIMD instrukcemiSnížení napětí a tím i spotřeby na jeden tranzistorFrekvence sběrnice: 533 MHzPatice: Socket 775 (LGA775)Pracovní frekvence: 2,8 GHz

33. Operační paměť • elektronická součástky, slouží jako pracovní prostor pro procesor • procesor má v paměti umístěny instrukce právě běžícího programu i data tohoto programu • při vypnutí počítače se obsah paměti RAM maže

34. Důležité parametry • velikost, udává se v bajtech (B) a násobcích (kB, MB, GB, TB, PB) • má-li počítač více paměti, dokáže rychle zpracovávat velké objemy dat (editace grafiky) • nemá-li počítač dostatek paměti, musí si zpracovávaná data odkládat na "pomalý" disk a tím celý počítač zpomaluje • paměťové nároky OS: DOS: 1 MB, Win3.1: 4-8 MB, Win95: 16-32 MB, Win98+ME: 32-64 MB, Win2000: 128 MB, WinXP: 128-256 MB

35. Paměti ROM (Read Only Memory) • pro umístění dat, která mají v počítači zůstat neměnná (např. BIOS) • ROM – nemazatelná, od výrobce naplněná • PROM (Programmable ROM) – od výrobce prázdná, jednou zapsatelná • EPROM (Erasable PROM) – mazatelná pomozí ultrafialového záření • EEPROM (Electrically EPROM) – mazatelná elektrickými impulsy • Flash-PROM – mazatelá PROM, snese až 1000 cyklů zápis x výmaz

36. Paměti RAM (Random Access Memory) • hlavně pro ukládání pracovních dat procesoru • SRAM (statická RAM) – paměťová buňka je tvořena prvkem nabývajícím dvou stavů (klopný obvod) – velice rychlá • DRAM (dynamická RAM) – paměťová buňka je tvořena kondenzátorem (nabitý = 1, vybitý = 0), protože se kondenzátory vybíji je nutno jejich stav obnovovat (refresh) • CMOS RAM – paměti s velmi malou spotřebou, užití pro zálohování nastavení počítače, napájena z baterie

37. Druhy pamětí RAM - SDRAM • Synchronous Dynamic RAM • pracuje na stejném taktu jako je na paměťové sběrnici • vystavovací doba je 8 až 12 ns • použita v modulech DIMM SDRAM • použita na základních deskách pro Pentium II, III a prvních P4, na starších deskách pro Athlon a Duron • přenosová rychlost při taktu FSB 133 MHz a šířce sběrnice 32 bitů je 1,04 G/s

38. Druhy pamětí RAM - DDR • Double Data Rate • data se přenášejí během jednoho hodinového taktu dvakrát • propustnost paměti je tak oproti SDRAM dvojnásobná • standard pro současné počítač (P4, Celeron, Athlon, Athlon 64, Sempron)

39. Druhy pamětí RAM – DDR2 • pracuje stejně jako DDR, ale po po snížení napájecího napětí (a tím i příkonu) je taktována dvojnásobnou rychlostí • DDR ... 2,5 V, DDR2 ... 1,8 V • dříve se používala u grafických karet, nověji i na základních deskách

40. Monitory • výstupní periferní zařízení pro zobrazování informací • monitor je připojen k výstupu grafické karty, která do monitoru zasílá informace k zobrazení • v současné době se používají dva hlavní druhy monitorů dle způsobu zobrazování monitory s klasickou televizníobrazovkou - CRT (Cathode-Ray Tube) monitory s obrazovkou z tekutýchkrystalů - LCD (Liquid Crystal Display)

41. Princip zobrazování na CRT monitoru 1 • v zadní části obrazovky je umístěna trojice elektronových děl • děla vysílají směrem ke stínítku obrazovky trojici elektronových paprsků • stínítko je pokryto vrstvou tzv. luminoforů (přeměňují kinetickou energii na energii světelnou) a při dopadu elektronů se příslušné místo rozsvítí • trojice paprsků je vychylována civkami tak, aby postupně překreslila celou obrazovku

42. Princip zobrazování na CRT monitoru 2 • na obrazovce jsou luminofory tří základních barev (červená, zelená a modrá), jednotlivé barevné body jsou umístěny buď do trojúhelníku (Delta) nebo v řadě vedle sebe (Inline, Trinitron) • každý paprsek se "trefuje" do luminoforu s "jeho" barvou • skládáním (mícháním) těchto tří barev vznikají ostatní barvy – podívejte se na monitor lupou a uvidíte to na vlastní oči! Delta Inline Trinitron míchání barev

43. Vlastnosti CRT monitorů 1 • velikost uhlopříčky obrazovky – udává se v palcích (15", 17", 19", 21", 22" i větší) • rozlišení – počet bodů, které umí monitor zobrazit, většinou se udává max. rozlišení (např. 1027x768) • horizontální frekvence (řádkový kmitočet) – měří se v kHz a udává kolik řádků vykreslí elektronový paprsek za 1 sekundu (např. 30 – 71 kHz) • vertikální frekvence (obnovovací frekvence) – měří se v Hz a udává počet obrazů zobrazených za sekundu (např. 50 – 160 Hz) • Z všech výše uvedených hodnot platí, že čím více, tím lépe. Proč?

44. Vlastnosti CRT monitorů 2 • flat screen – plochá obrazovka • funkce Green – po určité době nečinnosti se monitor přepne do pohotovostního režimu (příkon se z 125 W sníží na 8 – 15 W) • LR (Low Radiation), TCO – normy zaručující snížené vyzařování škodlivého záření

45. Princip zobrazování na LCD monitoru 1 • monitor je stabilně podsvícen bílým světlem z katodové trubice (zářivka) • toto světlo je polarizováno, pak prochází přes vrstvu tekutých krystalů, pak přes červený, zelený a modrý filtr (pro každý bod), následně pak opět přes polarizační filtr • vlivem napětí mění tekuté krystaly své natočení a mění polarizaci světla, které pak je či není schopno projít přes druhý polarizační filtr

46. Princip zobrazování na LCD monitoru 2 struktura LCD displeje Obrázek stažen z adresy http://www.repair2000.cz/lcd.htm

47. Princip zobrazování na LCD monitoru 2 základní stav krystalů změna struktury krystalů Obrázky staženy ze stránek http://www.svethardware.cz

48. Vlastnosti LCD monitorů • velikost úhlopříčky obrazovky – udává se v palcích (15", 17", 19", 21", 22" i větší) • rozlišení – je dáno počtem bodů (např. 1027x768) • úhel pohledu – udává pozorovací úhel, ve kterém ještě nedochází k deformaci barev, uvádí se horizontální a vertikální úhel (např. 140oH, 125oV) • doba odezvy – součet doby náběhu (za jak dlouho se rozsvítí bod, 3 – 10 ms) a doby dosvitu (za jak dlouho se bod utlumí, 8 – 15 ms), celkově pak tedy od 12 do 25 ms • monitor s odezvou 25 ms zobrazí plynule 40 fps (frame per second – snímků za sekundu), monitor s odezvou 12 ms pak zobrazí 83 fps • kontrast – poměr mezi zobrazením černé a bílé barvy, čím větší, tím lépe (např. 1:500, 1:1000) • svítivost – čím více, tím lépe (např. 200 cd/m2, 400 cd/m2), kvalitní CRT monitory mají např. 280 cd/m2

49. Jak připojit monitor k počítači Záleží na možnostech grafické karty a monitoru DVI VGA VGA – analogové propojení DVI – digitální propojení (kvalitnější)

50. Další zajímavé vlastnosti LCD monitorů • širokoúhlý obraz (16 : 9) • možnost otočení o 90o • zabudované reproduktory a mikrofon • USB rozbočovač pro připojení dalších USB zařízení