Úvod
1 Technické vybavení osobních počítačů Základem počítače typu PC je technické vybavení tzv. hardware. Aby jednotlivé části technického vybavení mohli vzájemně spolupracovat a plnit požadavky uživatele, musí existovat programové vybavení jako zprostředkovatel základních funkcí. Tímto vybavením je operační systém.
1.1
Rozdělení technického vybavení
Běžný počítač typu PC se skládá z různých dílů. Technici firmy IBM jej před lety vymysleli a zkonstruovali jako stavebnici a s drobnými obměnami tento způsob stavby přetrval dodnes. Pokud chcete vyjmenovat části počítače, které jsou „přímo" viditelné, skládá se počítač z těchto komponentů:
základní jednotka (též zvané skříň či anglicky CASE – „kejs“, základní deska, mikroprocesor, paměť, systémová sběrnice, podpůrné obvody, atd.) zobrazovací jednotka (monitor) klávesnice vnější paměť tiskárna další přídavná zařízení (myš, joystick, tablet, modem …)
1.1.1 Základní jednotka
1
Technické vybavení osobních počítačů Základní jednotka počítače ukrývá ve své skříni základní desku s mikroprocesorem, paměťmi, konektory pro rozšiřující zařízení (takzvané sloty), rozšiřující zařízení v podobě zásuvných modulů (karet), diskové paměti a napájecí zdroj. Pokud počítač nemá zvukovou kartu, bývá zde ještě reproduktor. Skříň tvoří obal a kostru počítače a s výjimkou luxusních značkových PC nevypovídá nic o celkové kvalitě zařízení. Může být postavena na výšku, pak je nazývána věží (anglicky tower - čti taur). Uvážíte-li velikost skříně, změní se názvy na minivěž (mini tower), střední věž (middle tower) nebo velkou věž (big tower). Leží-li skříň naplocho, pak se jedná o takzvaný desktop a jeho varianty, například snížený desktop (slim). Pamatujte, že čím menší skříň, tím méně přídavných zařízení do ní lze umístit, což může někdy vadit.
1 – síťový vypínač 6 – čtečka paměťových karet 2 – RESET 7 – LCD indikátor 3 – LED power 8 – USB port 4 – LED HDD 9 – připojení sluchátek 5 – DVD mechanika 10 – připojení mikrofonu Na přední stěně skříně najdete základní ovládací prvky PC. Je zde síťový vypínač, označený 0/1, ON/OFF či POWER. Může mít podobu tlačítka nebo kolébky. Jeho umístění jinde než na předním 2
Technické vybavení osobních počítačů panelu se v dnešní době nepoužívá, pouze u sestav s historickou hodnotou jej najdete na boku, nebo vzácněji i na zadní části skříně. Síťový vypínač používejte co nejméně, vypínání při každém odchodu z pracoviště by výrazně ovlivnilo životnost částí PC. Nejvíce ohroženy jsou části, obsahující mechanické pohyblivé díly, to je například pevný disk. Další ovládací prvek je tlačítko RESET. Je určeno k restartování počítače, pokud PC přestalo reagovat na pokyny z klávesnice. Po dobu jeho stisku je odpojeno napájení základní desky nastává tedy stav jako při vypnutí (a opětovném zapnutí) pomocí síťového vypínače. Z tohoto důvodu platí poučení, uvedené v předchozím odstavci - používejte toto tlačítko s rozmyslem a co nejméně. Pamatujte si, že jeho stisk v nevhodný okamžik může vést ke ztrátě dat (pokud jsou zrovna ukládána), nebo ke ztrátě všech úprav (pokud nebyly nově uloženy)! Že jeho použití je nouzový prostředek k znovuzprovoznění počítače lze vysledovat i z velikosti či umístění tohoto tlačítka - někdy je tak malé, že jej lze stisknout pouze tenkým předmětem (propisovací tužkou), jindy je schováno pod krytem. Na novějších počítačích se objevuje tlačítko SLEEP, jehož stisk „uspí" počítač tak, aby byla minimalizována spotřeba elektrické energie, ale aby nebyla ukončena prováděná činnost. Po probuzení se počítač bude nacházet v tom stavu, v jakém byl před uspáním. Na přední stěně počítače jsou i indikační prvky. Nejvíce se zde objevují světelné diody (LED), které signalizují činnost počítače. Lze objevit signalizaci zapnutí PC (nejčastěji zelené světlo, označení POWER), signalizaci činnosti pevného disku (obvykle červené světlo) a signalizaci rychlejšího režimu PC (často žluté světlo, označení TURBO – dnes se již nepoužívá) nebo signalizaci pohotovostního režimu (SLEEP). Některé skříně mají i LCD displej, který ukazuje taktovací kmitočet procesoru. Tento displej má údaj nastavený od firmy, která počítač smontovala, lze tedy vhodným nastavením signalizovat libovolný taktovací kmitočet, než je ve skutečnosti použit. Na přední stěnu skříně ústí také jednotky přenosných diskových pamětí (disketové mechaniky, přenosné pevné disky, mechaniky DVD, blu-ray a jiné) a jejich ovládacích prvky. Na zadní stěnu skříně ústí nejrůznější konektory a výstup vzduchu od chladícího ventilátoru zdroje počítače. Do konektorů se připojují monitory, klávesnice, myši, tiskárny, ale i další zařízení jako scannery, modemy, kabeláž počítačových sítí a také napájecí kabel pro připojení počítače do zásuvky rozvodné sítě. Pokud nepoužijete hrubou sílu, povede se vám zastrčit konektor zařízení pouze na určené místo. Jestli je stejných typů konektorů více, jsou zpravidla symbolicky označeny - například konektory typu PS/2 pro myš a klávesnici. Nově výrobci prosazují takzvaný USB port ten sjednocuje tvar konektoru pro všechna připojitelná zařízení. Jeho výhodou je, že uživatel nemusí hledat nic víc než volný konektor, o ostatní se postará sám počítač. Běžné konektory mohou být označeny jako VIDEO (sem se připojí kabel od monitoru), PARALELL, LPT či PRN (tiskárna, scanner, modem…), SERIAL či COM (myš, modem…), popřípadě GAME nebo JOYSTICK (co jiného než joystick). Klávesnici připojíte do zásuvky KEYBOARD a myš do MOUSE. Většina PC však tato označení nemá. Pamatujte si, že připojování a odpojování zařízení se provádí vždy při vypnutém počítači! Jinak může dojít k poškození připojeného zařízení nebo i částí počítače - proudovými impulsy, vznikajícími při připojování či odpojování konektorů.
3
Technické vybavení osobních počítačů Zadní strana počítače
4
1 2 3 4 5 6
– zapnutí a vypnutí počítače – napájení počítače (230V) – WI-FI karta (anténa) – e-SATA port – DVI výstup (připojení monitoru) – zvuková karta
1 2 3 4
– PS/2 - myš – paralelní port – IEEE 1394 port (Firewire) – RJ-45 port (počítačová síť)
7 8 9 10 11 12
5 6 7 8
– S-video výstup – RJ-45 port (počítačová síť) – USB port – IEEE 1394 port (Firewire) – PS/2 port - klávesnice – PS/2 port - myš
– PS/2 - klávesnice – e-SATA port – USB port – audio vstup/výstup
Technické vybavení osobních počítačů Vnitřní uspořádání počítače
1 – zdroj 2 – CD ROM 3 – disketová mechanika 4 – pevný disk 5 – pevný disk
6 – reproduktor 7 – operační paměť (RAM) 8 – ISA sběrnice 9 – PCI sběrnice 10 – mikroprocesor s chladičem
Blokové zobrazení sestavy počítače
mikroprocesor
GČP hodiny
RAM
myš nebo modem
monitor
řídící jednotka zobrazovače
sériové zařízení
COM1
COM2
paralelní tiskárna LPT1
sériové rozhraní
AGP PCIE
paralelní zařízení LPT2
paralelní rozhraní
systémová sběrnice – obsahuje sběrnici: datovou, adresovou, řídící
(AGP, PCI..)
ROM řídící jednotka pruž. disků
klávesnice
pružný disk
pružný disk
IDE rozhraní ATA, SATA, Ultra ATA
pevný disk
CD ROM
rozhraní USB, FireWire
rozhraní Thunderbolt a další přídavná zařízení
5
Technické vybavení osobních počítačů GČP (hodiny) – generátor časovacích pulsů (taktovací frekvence). Vytváří časovací signály, které jsou potřebné pro činnost a synchronizaci mikroprocesoru, ostatních podpůrných obvodů počítače i jeho přídavných zařízení. Systémová sběrnice – je to soubor souběžných vodičů, na něž se připojují jednotlivé bloky (moduly) základní jednotky a přídavných zařízení (ISA). V počítači se používá systém několika sběrnic: - datová sběrnice (pro přenos dat) - adresová sběrnice (pro přenos paměťových adres) - řídící sběrnice (pro přenos řídících signálů) Sériové rozhraní
Paralelní rozhraní
PCI – (Peripheral Component Interconnect) sběrnice pro připojení rozšiřujících karet – síť, video, audio… Přenosová rychlost: PCI 1.0 – 132 MB/s PCI 2.2 – 528 MB/s PCI-X – 1 GB/s AGP – (Accelerated Graphics Port) sběrnice pro připojení grafických karet, která má vyhrazený 32 bitový kanál do hlavní paměti. Přenosová rychlost: AGP 1x – 264 MB/s AGP 2x – 528 MB/s AGP 4x – 1 GB/s AGP 8x – 2 GB/s IDE – (Integrated Drive Electronics) hardwarové rozhraní používané pro připojení pevných disků, CD mechanik, disketových jednotek atd. IDE standart má již několik generací: ATA, Fast ATA, Ultra ATA (133 MB/s) USB – (Universal Serial Bus) univerzální sériové rozhraní pro připojení periférií – klávesnice, myš, joystick, scanner, tiskárna, modem, digitální fotoaparát, CD mechanika atd. Připojeno může být 127 zařízení. Přenosová rychlost: USB 1.0 – 1,5 MB/s USB 2.0 – 60 MB/s USB 3.0 – 625 MB/s FireWire (IEEE1394) – vysokorychlostní sériové rozhraní, které umožňuje připojit až 63 zařízení. Přenosová rychlost: IEEE 1394 – 50 MB/s IEEE 1394II – 100 MB/s IEEE 1394b – 400 MB/s
6
Technické vybavení osobních počítačů Thunderbolt – velmi rychlé sériové rozhraní s vysokou datovou propustností. Délka kabelů je omezena na 3 metry. Výhodou je možnost napájet připojené zařízení s maximálním příkonem 10 W. Pomocí tohoto rozhraní lze připojit nejen pevné externí disky, ale také s příslušnou redukcí libovolné externí zařízení včetně monitoru. Rozhraní v sobě kombinuje grafický port DisplayPort a rychlou PCI express sběrnici. Přenosová rychlost: 10 Gb/s
Porovnání přenosových rychlostí jednotlivých rozhraní: Rozhraní Infračervené (IrDA) Sériový port (COM) Paralelní port (LPT) USB 1.0 USB 2.0 USB 3.0 Bluetooch FireWire IEEE 1394b Thunderbolt Wi-Fi 802.11b
Maximální přenosová rychlost 4 Mb/s 115 Kb/s 920 Kb/s 12 Mb/s 480 Mb/s 5 Gb/s 5,6 Mb/s 3200 Mb/s 10 Gb/s 22 Mb/s
Základní deska Základní deska (systémová deska) je částí, určující možnou sestavu a tím do značné míry vlastnosti PC. Je vyrobena z umělé hmoty, protkaná spletí elektrických spojů. Protože spojů je na desce mnoho, je deska několikavrstvá. Spoje propojují jednotlivé části základní desky - mikroprocesor, paměti, sběrnice, matematický koprocesor, generátor časových pulsů (hodiny) a také konektory pro připojení dalších zařízení. Některé typy základních desek obsahují i další části počítače, které se dříve zapojovali jako samostatné moduly - dnes běžně na desce najdete řadič pro připojení diskových pamětí, sériové a paralelní rozhraní, stále častěji i část pro zpracování zvuku a také zobrazovací jednotku. Základní deska: - Je základem každého PC; - Poskytuje potřebná rozhraní a přípojné body pro ostatní zařízení; - Zajišťuje vzájemné propojení všech zařízení. Na základní desce záleží, jaká bude konfigurovatelnost počítače, jeho rozšiřitelnost, stabilita a kompatibilita. Významným určujícím prvkem základní desky, který definuje vlastnosti je čipová sada. Čipová sada je soustava dvou integrovaných obvodů. Jeden je umístěn v tzv. severní části základní desky a druhý v jižní části základní desky. - označení integrovaného obvodu v severní části – northbridge - označení integrovaného obvodu v jižní části – southbridge
7
Technické vybavení osobních počítačů Úlohou integrovaného obvodu northbridge je zajištění komunikace mezi: - procesorem - operační pamětí - AGP grafickou kartou - southbridge čipem Úlohou integrovaného obvodu southbridge je zajištění připojení následujících zařízení: - USB zařízení - pevné disky a pod. - rozšiřující katy (PCI) Popis základní desky
1 – patice pro mikroprocesor 2 – paměťové sloty (operační paměť) 3 – slot pro připojení FDD 4 – slot pro připojení HDD 5 – napájení základní desky 6 – SATA konektory 7 – southbridge 8 – USB konektor 9 – CMOS paměť 8
10 – baterie pro napájení CMOS 11 – PCI sběrnice 12 – PCI-Express 16x sběrnice 13 – PCI-Express 1x sběrnice 14 – PCI-Express 16x sběrnice 15 – northbridge 16 – audio konektory 17 – paralelní port 18 – PS/2 konektory
Technické vybavení osobních počítačů Formáty základní desky Formát základní desky musí souhlasit s formátem počítačové skříně. Jednotlivé typy formátů: - AT (zastaralé) - baby-AT (zastaralé) - ATX (sdružuje konektory do jediného panelu na zadní straně skříně) - mATX, Mini ATX, Flex ATX (zmenšená varianta ATX - méně slotů PCI) - ITX (miniaturní formát desky) - BTX (nástupce formátu ATX - hlavní výhodou je lepší řešení chlazení a distribuce napájení v základní desce) Formát ATX MiniATX Flex ATX Micro ATX ITX
Délka 30,5cm 28,4cm 22,9cm 24,4cm 21,5cm
Šířka 24,4cm 20,8cm 19,1cm 24,4cm 19,1cm
ATX Formát
mikro ATX formát
9
Technické vybavení osobních počítačů ITX formát
nano ITX Formát
BTX formát
10
Technické vybavení osobních počítačů Napájení AT základní desky
Napájení ATX základní desky
ATX skříně Výhody: - skříně s označením ATX bývají univerzální, tzn. že do nich můžete osadit AT, ATX nebo MicroATX základní desku - větší přehlednější prostor uvnitř skříně - snadnější instalace - elektronicky spínaný zdroj, kterým se při ukončení Windows automaticky vypne počítač Nevýhody: - zdroj je neustále pod napětím - pokud zapojíte monitor do zdroje ve skříni, nebude se po vypnutí počítače odpojovat od sítě tak, jak tomu bylo u AT skříní - dražší - rozměrově větší, než-li AT skříňě
11
Technické vybavení osobních počítačů AT skříně Výhody: - levnější než ATX skříně - menší rozměry - po vypnutí jsou zcela odpojeny od sítě Nevýhody: - komplikovanější instalace díky samostatným I/O portům - málo místa uvnitř skříně
12
