Základné pojmy o PC

Čo je to hardvér?

• Technické vybavenie počítača, fyzické komponenty.
• PC sa skladá z troch častí - výpočtová jednotka, vstupné a výstupné zariadenia.
• Vo vnútri počítača sa nachádza základná doska (na nej je procesor, pamäť, rozširujúce karty, ...), zdroj, pevné disky, chladiace komponenty.
• Rýchlosť PC závisý od rýchlosti procesora, rýchlosti a veľkosti pamäte, pevných diskov, grafickej karty (hlavne pri 3D priestorových aplikáciách alebo hrách), priepustnosti zbernice a podobne.
• Hardvérová kompatibilita znamená fakt či dané komponenty spolu dokážu komunikovať - fungovať (neplatí to len pre hardvér).

Čo je to softvér?

• Je to programové vybavenie počítača. Sem patrí jednak samotný operačný systém a jednak všetky aplikácie, hry, programy. Sú to vlastne nehmotné komponenty na rozdiel od hardvéru. Softvér a hardvér musia existovať spolu, jedno bez druhého nedokáže fungovat.
• V počítači môže byť nainštalovaných viacero programov - softvéru súčastne a dokonca mnohé môžu súčastne fungovať. Takto sa to deje aj v samotnom operačnom systéme. Je pochopiteľné že čím viac aplikácií beží naraz tým je väčšia záťaž na hardvér a počítač ktorý je preťažený funguje pomalšie.

Základné programové vybavenie počítača

Programové vybavenie sa delí podľa účelu použitia. Presné rozdelenie je niekedy veľmi obtiažne, mnohé programy totiž v sebe zahŕňajú funkcie z viacerých skupín. Základné skupiny sú:

• operačný systém
• užívateľské rozhranie
• aplikačný softvér
• prekladače programovacích jazykov

Časti počítača

Počítač je zariadenie alebo lepšie povedané stroj na realizáciu výpočtov alebo riadenie operácií reprezentovaným číselnými alebo logickými výrazmi. Počítače sa skladajú z komponentov ktoré majú presne definované funkcie. Komplexné vzťahy medzi komponentami dávajú počítačom schopnosti spracovávať informácie.

Hoci sa počítače od 40-tych rokov minulého storočia dramaticky zmenili, väčšina z nich používa tzv. von Neumannovu architektúru. Fungovanie je pomerne jednoduché. Počítač je riadený hodinovým cyklom a každú operáciu robím v rámci jedného cyklu. Tieto operácie sa nazývajú inštrukcie a v dnešných počítačoch väčšinou trvajú aj viac cyklov ale urobia viac operácií naraz. Von Neumannova architektúra popisuje počítač pomocou štyroch častí: aritmeticko-logická jednotka (ALU), riadiaca jednotka (CPU), pamäť (RAM, ROM, iné), vstupno-výstupné zariadenia (IO alebo V/V). Tieto časti sú prepojené zbernicou a synchronizované hodinami (hoci môžu byť riadené aj inými udalosťami)

Prvý elektronický počítač na všeobecné použitie - ENIAC, vyrobený v roku 1946:

Nedosahoval ani zďaleka výkon žiadneho dnešného domáceho počítača. Jeho cena v tej dobe bola približne 500 000 dolárov, vážil 27 ton, zaberal plochu 63 metrov štvorcových a spotrebu mal približne 150-180 kW. Dneska by ho bolo možné celý zaintergrovať do jediného čipu s veľkosťou pár milimetrov, frekvenciou jadra 20 MHz a spotrebou 0,5W.

Základná doska má na sebe umiestnený procesor, pamäť a rozširujúce karty vstupno-výstupných zariadení. Jej komponenty sú umiestnené prehľadne, navzájom prepojené tiež sa na doske nachádza niekoľko konektorov na pripojenie ďalších zariadení.

Príklad základnej dosky pre výkonné procesory Intel Core i7: ASUS P6T SE

Základná doska pre Intel Core i7 Extreme Edition/Core i7 CPU, socket LGA1366, chipset Intel X58/ICH10R, System Bus Intel QuickPath Interconnection (QPI) 6,4 GT/s, 6x DDR3 2000,1866, 1800, 1600(OC)/1333/1066MHz max. 24GB Tripple channel, 3x PCI-Express 16 (x16/x16/x1 alebo x16/x8/x8), 2x PCI-Express x1, 2x PCI, podpora NVIDIA® 2-Way or Quad-GPU SLI™ Technology, podpora ATI CrossFireX, 6 x SATA 3.0 Gb/s RAID 0,1, 5, 10, 1x ATA 133, 1x ext. SATA 3.0 Gb/s, sieťová karta Gigabit LAN Realtek 8111C PCI-E, zvuk ADI ALC1200 7.1 kanálový, 2x 1394, 12x USB 2.0, 2x PS/2, 1x S/PDIF out koax+optika, 1x RJ-45. ASUS TurboV, ASUS True 8+2 Phase Power Design, Express Gate, ASUS EPU-6 Engine, ASUS Quiet Thermal Solution. Formát ATX, rozmery 305 x 244mm.

Procesor - základná jednotka počítača t.j. logický automat pre spracovanie informácií. Procesor bez periférnych zariadení a bez hlavnej pamäti tvorí srdce a mozog celého počítača. Procesor do značnej miery ovplyvňuje výkon celého počítača. Býva umiestnený na základnej doske a obsahuje rýchle pamäťoveé bunky - registre. Dnešné procesory obsahujú aj malú ale veľmi rýchlu pamäť - tzv. cache ktorá mu slúži na odkladanie medzivýsledkov a rýchly prístup k nim. Pred pár rokmi sa začali aj do domácich počítačov montovať procesory ktoré majú viacej jadier - inak povedané ako keby bolo viacero procesorov spolu na jednom čipe - integrovanom obvode. V súčastnosti sú to hlavne dvoj a štvor jadrové precesory.

Príklad výkonného procesora súčastnosti: Intel Core i7 940 2,93GHz

Rýchly štvor-jadrový procesor pracujúci na frekvencii 2.93 GHz, s 8 MB Intel® Smart Cache, socket LGA1366, TPD 130W, s technológiou 45 nm. Integrovaný trojkanálový pamäťový radič DDR3 1066 MHz. HyperThreading, Digital Thermal Sensor, Intel Turbo Boost Technology. Pre dosky s chipsetom podporujucim QPI.

Pre dnešné domáce počítače prichádzajú do úvahy procesory od dvoch popredných svetových výrobcov: Intel a AMD.

AMD ponúka 3 triedy procesorov pre osobné počítače a 1 typ pre servre:

• Sempron pre nenáročných užívateľov, má jedno jadro a pomerne nízku spotrebu (cca 45W).
• Athlon II ako nástupcu úspešnej rady Athlon. Je podobný ako typ Phenon II ale má zakázanú L3 cache (väčšinou je na čipe ale nedá sa aktivovať), v prípade 3 jadrovej verzie je zakázané 4. jadro a často býva taktovaný na nižšej frekvencii. Dôvod zakázania časti procesora treba hľadať vo výrobnom procese. Pokiaľ sa niektorá časť procesora "nepodarí" tak sa zakáže a je z toho lacnejší procesor ale s menším výkonom.
• Phenon II predstavuje vlajkovú loď a sú to najvýkonnejšie procesory od tohoto výrocu určené pre osobné počítače.
• Opteron je typ profesionálneho serverového procesora určený na vysoký výkon a určený pre extrémne výkonné počítače s dôrazom na mnovláknové spracovanie a prevádzku viacerých aplikácií súčastne.

Intel má pre nás tieto procesory:

• Celeron je zástupcom najnižšej triedy. Je lacný, jedno-jadrový a vhodný pre nenáročných užívateľov.
• Dual Core procesor je menej výkonnou verziou nasledujúcich väčších bratov. Má menej cache pamäti a je taktovaný na nižšej frekvencii ako nesledujúci typ.
• Core 2 Duo predstavuje dvoj-jadrový procesor na 45nm technológii.
• Core 2 Qaud je štvor-jadrová verzia predošlého typu. Majú väčšinou dvojnásobnú cache ako predošlé typy.
• Core i3, i5 a i7 sú zástupcami poslednej rady procesorov od tohoto výrobcu. Verzie i3 a i5 sú dvo-jadrové, verzia i7 je štvor-jadrová. Majú integrovaný radič operačnej pamäti priamo na čipe a sú vlajkovou loďou výrobcu v oblasti osobných počítačov.
  Sandy Bridge - druhá generácia procesorov i3, i5 a i7. Vyznačuje sa výkonnejším grafickým čipom na procesore a to konkrétne Intel HD2000 a Intel HD3000. Je oveľa výkonnejší a energeticky úspornejší. Tieto integrované grafické jadrá štvrtej generácie využívajú novým spôsobom vyhradenú časť procesora pre výpočty, hardvérovú podporu kódovania videa vo formátoch H.264 (používaný pre FullHD video), MPEG2 a HDMI 1.4 (vrátane stereoskopického 3D videa) a podporu bezdrôtového zobrazenia Intel® Wireless Display.
• Xeon je tak ako v prípade druhého výrobcu zástupsom procesorov do servrov s vysokým výpočtovým výkonom a podporou paralelného spracovania údajov. Často sa používajú aj pre výkonné pracovné stanice.

Pamäť počítača slúži na uloženie (zaznamenanie) informácií ale aj inštrukcií pre procesor. Môžu to byť aj vstupné alebo výstupné údaje, medzivýsledky ale aj grafické informácie a podobme. Pamäť delíme na operačnú (vnútornú), zabezpečuje uschovanie údajov a programov v dobe, kedy počítač pracuje a na užívateľskú (vonkajšiu), ktorá slúži na dlhodobé uchovávanie údajov a programov v dobe, kedy je počítač vypnutý.

Z fyzikálneho hľadiska delíme pamäte na:

• Pamäť RAM (Random Access Memory) alebo tiež RWM (Read-Write Memory) - údaje mäžeme ľubovoľne zapisovať aj ich čítať. Používa sa najmä ako operačná pamať osobného počítača - PC.
• Pamäť ROM (Read Only Memory) - údaje boli do tejto pamäte vložené už počas výroby a mäžeme z nej iba čítať.
• Vonkajšia pamäť - radíme sem najmä diskové jednotky; sú to rôzne druhy pamätí, ktoré sa väčšinou nachádzajú mimo počítača; pri vonkajších pamätiach sú údaje uložené na nosičoch údajov - médiách. Sem patrí ja pevný disk (harddisk) ktorý obsahuje veľké záznamové kapacity, dokáže pomerne rýchlo prenášať údaje do pamäte a naopak. Údaje sa ukladajú na magneticky citlivých platniach. Väčšinou sa nachádza vo vnútry počítača ale radí sa medzi vonkajšie pamäte.

Príklad výkonnej DDR3 RAM: CORSAIR DDR3 2048MB 1600MHz

V súčasných osobných počítačoch (PC) ale aj v notebookoch sa používajú najmä tie typy pamätí:

• SDRAM (skratka z Synchronous Dynamic Random Access Memory) je polovodičová pamäť. Je druhom dynamickej RAM (DRAM), kde prenosu údajov predchádza zápis adresy a nastavenie nasledujúceho režimu. Samotný prenos údajov je riadený hodinovým signálom bez opakovaného zápisu adresy. Tým je umožnený zápis a čítanie údajov v blokoch výrazne vyššou rýchlosťou,
• DDRAM (skratka z Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) pri ktorej sa na rozdiel od staršiho typu SDRAM prenášajú dáta aj počas nábežnej aj dobežnej hrany jednej periódy hodinového signálu ktorý je pamäť taktovaná a tým pádom je shopná preniesť dva krát viac údaojov za rovnaký čas,
• DDRAM2 (alebo aj DDR2) sú nástupcom predošôého typu, pracujú na vyššej frekvencii a je možné ich používať v pároch a využiť parelelný prístup do dvoch pamäťových modulo naraz,
• DDRAM3 (alebo aj DDR3) na rozdiel od DDR2 pracujú na vyššej frekvencii, dokonca až 2,133 GHz.

To isté platí aj pre pamäte v notebookoch, majú ale iné prevedenie z dôvodu úspory priestoru. Platí pochopiteľne že rovnako výkonná pamäť v PC je lacnejšia ako prevedenie pre notebook.

Pevný disk (z angl. hard disk, HD alebo harddisk drive, HDD, predtým tiež Winchester) je zariadenie, ktoré sa používa na uchovávanie dát v počítačoch ale v súčastnosti aj v iných prístrojoch. Dáta na pevný disk sa zapisujú pomocou magnetického záznamu, podobne ako na magnetofónovú pásku. Výhodu má hlavne v tom že dáta sú na ňom uložené natrvalo, teda až pokiaľ nie sú zmazané úžívateľom. Vďaka tejto vlastnosti býva pevný disk často označovaný aj ako energeticky nezávislé pamäťové médium. Uložené údaje totiž uchováva aj po ukončení dodávky elektrickej energie. Používa sa predovšetkým v počítačoch a iných digitálnych zariadeniach, napríklad digitálnych fotoaparátaoch, DVD rekordéroch, video kamerách alebo v prehrávačoch hudby.

Príklad vysokokapacitného pevného disku: Western Digital Green 2000GB 32MB SATA2

Nová generácia diskov so zníženou spotrebou. Rozhranie SATA2 300MB/s (max), kapacita 2TB (2000GB), otáčky 7200 za minútu, vyrovnávacia pamäť 32MB, priemerna prístupová doba 8,9 ms, technológie WD's IntelliSeek, NoTouch, IntelliPower.

Podľa formátu (ide o priemer platní ktorý sa udáva v palcoch, 1 palec (z anglického inch) je približne 2,54 cm) sa pevné disky delia na:

• 1 palcové (1") pre miniatúrne zariadenia ako napríklad pamäťové karty,
• 1,8 palcové (1,8") ktoré majú rozmery približne 54mm x 79mm x 8mm, hmotnosť cca 60g a kapacitu môžu mať až 250GB. Používajú sa do mininotebookov ale aj do zariadený ako napríklad iPod,
• 2,5 palcové (2,5") s rozmermi približne 70mm x 100mm x 9,5mm, hmotnosťou 120g a kapacitou až 1000GB (1TB). To sú bežné ktoré sa používajú v notebookoch,
• 3,5 palcové (3,5") v rozmeroch približne 102mm x 147mm x 26mm, hmostnosť 650g a kapacitou až 2000GB (2TB). Takéto disky sú dneska najrozšírenejšie v stolných PC ale aj v servroch,
• 5,25 a viac palcové sa používali v minulosti a dneska ich môže nájsť takmer výlučne v múzeách, už sa nevyrábajú.

Podľa rozhrania sa delia na:

• IDE/EIDE/ATA/ATAPI (z angl. Integrated Drive Electronics) - paralelné 16 bitové rozhranie s prenosou rýchlosťou od 160 Mbit/s až po 1330 Mbit/s (ATA133 verzia), staršie stolné počítače,
• SATA (z angl. Serial Advanced Technology Attachment) - sériové rozhranie s rýchlosťou od 1500 Mbit/s (SATA 1.0) cez 3000 Mbit/s (SATA 2.0) až 6000 Mbit/s (SATA 3.0), používa sa s súčastných moderných stolných počítačoch ale aj servroch, verzia na pripojenie externých zariadení, diskov sa volá e-SATA,
• SCSI (Small Computer System Interface) - paralelné rozhranie ktoré je možné využiť nie len pre komunikáciu diskových zariadení, rýchlosti od 40 Mbit/s až po 5120 Mbit/s (Ultra-640 verzia), používa sa hlavne v serverových riešeniach,
• SSA, SAS (Serial-attached SCSI) - sériová verzia SCSI ktorá umožňuje pripojiť až 16256 zariadení na jednu zbernicu (v prípade SCSI je maximum 16 zariadení), rýchlosti od 320 Mbit/s až po 2400 Mbit/s.
• FC-AL (Fibre Channel-Arbitrated Loop) - optická technológia, zariadenia sú pripojené do kruhu, používa sa pre riešenia diskových polí, prenosová rýchlosť až 3600 Mbit/s, je možné pripojiť až 127 zariadení na jednu zbernicu.

Ďalšie podstatné parametre diskov sú:

• rýchlosť otáčania,
• vyrovnávacia pamäť (cache),
• stredná doba medzi poruchami.

Pružný disk - disketa (po angl. floppy disk) je druh vymeniteľného prenosného záznamového média s magnetickým záznamom. Jedná sa o pružný plastový kotúč s magneticku vrstvou uložený v plastovom púzdre ktoré ho chráni pred mechanickým poškodením.

Príklad 3,5" pružného disku s kapacitou 1,44MB:

Optické médiá v súčastnosti hlavne CD (Compact disc), DVD (Digital Versatile Disk) a BD (Blu-ray) disky. Existujú disky len na čítanie - ROM, na jednorázový zápis R (Recordable) a prepisovateľné RW (Rewritable). Optické disky používajú na čítanie a zápis údajov minuatúrne drázky v záznamovej vrstve. Na ich čítanie alebo zápis sa používa laser. Pôvodne bolo možné na optické disky zapísať dáta len pri výrobe - lisovaním, podobne ako v prípade LP platní. Dneska je však možné dáta na ne zapisovať aj doma - tzv. vypaľovanie alebo napaľovanie.

Príklad jedného z posledných typov optického média - Bluray - s kapacitou 25GB:

Médiá s Flash pamäťou sa vyznačujú malými rozmermi a kedže neobsahujú žiadne pohyblivé časti sú aj veľmi odolné proti poškodeniu a to halvne pádom alebo úderom. Vďaka tomu patria dneska k najpoužívanejším na prenos dát a vďaka neporovnateľne väčšej kapacite a nízkej cene oproti pružným diskom ich pomaly ale isto nahrádzajú, resp. ich už nahradili. Používajú sa vo forme pamäťových kariet (napr. vo fotoaparátoch, notebookoch), tzv. USB kľúčov ale aj Flash pevných diskov (nahrádzajú klasický pevný disk a umožňujú zmenšovať rozmery notebookov a znižovať ich energetickú náročnosť). Bežná kapacita flash pamätí sa pohybuje od 1GB až po desiatky a dokonca aj stovky GB.

Pamäťová karta s flash pamäťou: Kingstone SDHC 32GB trieda 4

USB kľúč s flash pamäťou: Corsair Flash Disk 32GB

Pevný disk s flash pamäťou namiesto pevných diskov s magnetickou vrstvou: Kingston SSDNow E Series Intel X25 Drive 64GB 2.5" SATA2

Interný 2.5" pevný disk typu Solid State Disc (SSD) s kapacitou 64GB, rozhranie SATA2, prenos 250MB/s čítanie, 170MB/s zápis. Založený na NAND flash technológii disk pracuje rýchlo a bez vnútorných mechanických súčastí za veľmi nízkej teploty a bez hlučnosti, zároveň výrazne znižuje spotrebu. Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology. Vhodný pre prenosné zariadenia.

Zbernice - pod týmto pojmom rozlišujeme sústavu vodičov, ktoré zabezpečujú prenos signálov medzi jednotlivými časťami počítača. Pomocou týchto zariadení môžu jednotlivé komponenty počítača medzi sebou komunikovať. Zariadenia ako sú procesory, pamäte atd. sú prepojené tzv. systémovou zbernicou. Osobné počítače musia byť ľahro rozšíriteľné o nové prídavné zariadenia, ako sú zvukové kety, grafické karty, radiče diskov a podibne. Toto je umožnené pomocou rozširujúcej zbernice, častejšie označovanej len "zbernica".

Medzi základné parametre patria:

• frekvencia
• priepustnosť
• šírka prenosu

K zberniciam patrí aj USB (z anglického Universal Serial Bus) - univerzálna sériová zbernica. Je to štandard sériovej zbernice hlavne na pripojenie externých zariadení. Vyznačuje sa pomerne veľkou rýchlosťou (až 480Mb/s pri verzii 2.0). Je možné pripojiť na ňu rôzne zariadenia ako napríklad: tlačiarne, myši, klávesnice, joysticky, fotoaparáty, modemy ale je vhodná pre prenos dát z videokamier a pamäťových kariet, MP3 prehrávačov, externých diskov a externých napaľovacích mechaník pričom je tieto zariadenia možné priamo napájať cez túto zbernicu.

Pre ďalšie informácie o USB ako aj o typoch konektorov doporučujeme pekný článok na Wikipédii.

Prídavné karty sa nachádzajú takmer v každom počítači (v niektorých prípadoch sú integrované v zákaldnej doske, hlavne v notebookoch). V bežnom osobnom počítači sa môžeme stretnúť s tromi prídavnými kartami ktoré zabezpečujú základné funkcie počítača:

• karta pre vstup a výstup ktorá ma obvykle sériové a paralelné porty:
  
• grafická karta - slúži na zobrazenie údajov na monitore, príklad supervýkonnej grafickej karty nVidia GTX285:
  
• ovládač pevného disku alebo diskov spolu s ovládačom pružného disku:
  

Ďalšie prídavné karty môžu byť:

• game port - na pripojenie hracích ovládačov, joystickov - tie sa ale dneska väčšinou pripájajú cez USB
• sieťová karta - na pripojenie počítača do počítačovej siete (lokálnej - LAN ale aj bezdrôtovej - WiFi):
  
• zvuková karta - reprodukcia zvuku z počítača, hlavne multimediálneho (možno k nej pripojiť sluchátka, reproduktory, mikrofón, zosiľovač a iné):
  
• UPS monitorovacia karta - prepojenie so zdrojom nepretržitého zdroja napájania
• iné karty - napr. pre ovládanie streamera, skenera, faxmodemu ...

Ak máte otázky, napíšte nám alebo nás kontaktujte priamo.