Osobnı´ pocˇı´tacˇe Technicke´ vybavenı´ pocˇı´tacˇu˚ Michal Houda
[email protected]
Jihocˇeska´ univerzita v Cˇesky´ch Budeˇjovicı´ch Zemeˇdeˇlska´ fakulta
Architektura PC
Wintel (Personal Computers, PC): doma´cı´ pocˇı´tacˇe,
procesor;
pracovnı´ stanice, male´ servery zpravidla s operacˇnı´m syste´mem Windows nebo Linux;
za´kladnı´ deska;
PowerPC, PowerMac: doma´cı´ pocˇı´tacˇe a
za´suvne´ karty (graficka´, zvukova´, sı´t’ova´ karta, modem, atd.);
pracovnı´ stanice s operacˇnı´m syste´mem MacOS (cˇasto k nalezenı´ naprˇ. v DTP studiı´ch).
internı´ nebo externı´ za´znamova´ zarˇ´ızenı´ (pevny´ disk, diskety, CD, DVD, atd.);
pameˇt’;
externı´ zarˇ´ızenı´ pro vstup a vy´stup (kla´vesnice, mysˇ, monitor, reproduktory, tiska´rna, scanner); dalsˇ´ı specializovana´ zarˇ´ızenı´.
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 1/36
Osnova
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 3/36
Servery
Procesor
za´kladnı´ kategorie pocˇı´tacˇu˚;
Compaq (Digital) Alpha: servery s ru˚zny´mi
z cˇeho se pocˇı´tacˇe skla´dajı´;
operacˇnı´mi syste´my na ba´zi unixu (True64 unix, OpenVMS, Linux);
jak pocˇı´tacˇe fungujı´.
Hewlett-Packard PA-RISC: velke´ unixove´ servery (neˇkolik desı´tek procesoru˚);
SUN Sparc: unixove´ servery a pracovnı´ stanice; IBM RS/6000: velke´ unixove´ servery; SGI MIPS: velke´ unixove´ servery.
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 2/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 5/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 4/36
CPU (central processor unit) IO s nejhustsˇ´ı integracı´ soucˇa´stek, „srdce pocˇı´tacˇe“; obstara´va´ vesˇkere´ manipulace a vy´pocˇty s daty; pracuje pouze s bina´rnı´mi cˇı´sly 0 a 1 (1946, John van Neumann); tranzistory o velikosti kolem 90 nm, tj. na plosˇe procesoru (cca 100 mm2 ) jich je azˇ 100 milio´nu˚; nejzatı´zˇeneˇjsˇ´ı cˇa´st pocˇı´tacˇe, opatrˇen vy´konny´m veˇtra´cˇkem.
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 6/36
Procesor
Procesor
Parametry procesoru
Za´kladnı´ deska Procesory Intel
vnitrˇnı´ (datova´, internı´) sˇ´ırˇka procesoru: 32 nebo 64 bitu˚;
Mainboard, Motherboard
vneˇjsˇ´ı (externı´) sˇ´ırˇka procesoru: 32 nebo 64 bitu˚;
patice: koncˇı´cı´ Socket 478, nove´ modely Socket 775 (Socket T);
„teˇlo pocˇı´tacˇe“, jsou k nı´ prˇipojeny vsˇechny soucˇa´sti pocˇı´tacˇe pomocı´ patic a konektoru˚;
vnitrˇnı´ frekvence (takt): kolikra´t za 1 sekundu lze zmeˇnit stav 1 na stav 0 a zpeˇt; dnes vı´ce jak 3 GHz;
varianty Pentia 4: naprˇ. Pentium 4 ”E”/Prescott 2,6 GHz/800 MHz);
mnoho ru˚zny´ch vy´robcu˚ a znacˇek;
vneˇjsˇ´ı frekvence (FSB): azˇ 800 MHz;
Intel Celeron: oklesˇteˇna´ verze pu˚vodnı´ho Pentia 4 s velmi nı´zky´m vy´konem, pomalejsˇ´ı sbeˇrnicı´ a nizˇsˇ´ı vyrovna´vacı´ pameˇtı´ (vhodne´ jen pro nena´rocˇnou kancela´ˇrskou pra´ci);
velikost vyrovna´vacı´ pameˇti (cache): azˇ 1 MB; patice (slot, socket, usporˇa´da´nı´ vy´vodu˚): dle modelu.
desky se deˇlı´ podle procesoru˚, pro ktere´ jsou urcˇeny.
Pentium-M – verze pro mobilnı´ pocˇı´tacˇe (nizˇsˇ´ı kompatibilita s neˇktery´mi komponenty, optimalizace vy´konu, nizˇsˇ´ı teplota).
Procesor
Procesor Vy´robci a modely
Za´kladnı´ deska Procesory AMD
Soucˇa´sti za´kladnı´ desky
znacˇeny PR (Performance Rating, ohodnocenı´ vy´konu);
Historie:
AMD Athlon 64 (take´ oznacˇova´n AMD K8): 64bitovy´ procesor, PR 3400+/2,2 GHz/800 MHz, patice Socket 754;
Intel: 286, 386, 486; Intel: Pentium, Pentium MMX, Pentium II, III;
varianty AMD Athlon XP – naprˇ. Thoroughbred B0, PR 2400+/2,0 GHz/133 MHz, patice Socket A;
AMD: K6, K7
AMD Athlon XP-M – mobilnı´ varianta.
Soucˇasnost: Intel vs. AMD
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 11/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 9/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 7/36
chipset: sada IO zajisˇt’ujı´cı´ samotnou funkci desky; nejbeˇzˇneˇjsˇ´ı vy´robci a modely: VIA: K8T800/VT8237, starsˇ´ı VT8235; nVidia: nForce3 150 (Pro), nForce3 250; SiS 755, 760/964.
BIOS (basic input-output system), za´kladnı´ program: konfigurace pocˇı´tacˇe z pameˇti CMOS; autonomnı´ test pocˇı´tacˇe prˇi spusˇteˇnı´ (POST – Power On Self Test); inicializace komponent; prˇeda´nı´ ˇr´ızenı´ zavadeˇcˇi operacˇnı´ho syste´mu.
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 8/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 10/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 12/36
Za´kladnı´ deska
Pameˇti
Soucˇa´sti za´kladnı´ desky
Pameˇti Operacˇnı´ pameˇt’
Dalsˇ´ı typy pameˇtı´
patice pro procesor a pameˇti;
DRAM (Dynamic RAM): za´kladnı´ vy´vojovy´ typ;
SRAM (Static RAM): rychle´ pameˇti;
sbeˇrnice; integrovane´ komponenty:
FPM DRAM (Fast Page Memory DRAM): optimalizuje se cˇtenı´ ze sousedı´cı´ch adres;
PROM (Programmable ROM);
EDO RAM (Extended Data Output): podobny´ typ; SDRAM (Synchronous DRAM)
EEPROM (Electrically Erasable PROM): za´klad pro pameˇti Flash;
integrovana´ graficka´ karta (vhodna´ jen pro kancela´rˇske´ pocˇı´tacˇe, ubı´ra´ na vy´konu); integrovana´ sı´t’ova´ karta (beˇzˇneˇ 100 Mbps, neˇkdy azˇ 1000 Mbps);
rychlost rˇ´ızena externı´m taktem (lepsˇ´ı komunikace s procesorem);
integrovana´ zvukova´ karta;
dva pameˇt’ove´ banky (vy´razneˇ vysˇsˇ´ı datovy´ tok);
patice pro rozsˇirˇujı´cı´ karty (kdysi ISA, dnes PCI);
SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM): tradicˇnı´ SDRAM;
patice pro prˇipojenı´ konektoru˚ a dalsˇ´ıch zarˇ´ızenı´.
SDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): teoreticky azˇ dvojna´sobna´ propustnost.
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 13/36
Pameˇti
registry procesoru: nejrychlejsˇ´ı, draha´ a velmi mala´; vyrovna´vacı´ pameˇt’ (cache): zrychluje doda´va´nı´ cˇasto pouzˇ´ıvany´ch dat procesoru; jako soucˇa´st procesoru (L1 Cache);
operacˇnı´ pameˇt’: nejdu˚lezˇiteˇjsˇ´ı:
historie: pu˚vodneˇ pa´jene´ prˇ´ımo na desku, pozdeˇji ve formeˇ integrovany´ch obvodu˚;
prostrˇednı´k mezi pocˇı´tacˇem a monitorem;
SIMM (Single Inline Memory Module): prˇ´ımy´ prˇedchu˚dce dnesˇnı´ch modulu˚;
textovy´ rezˇim: 25 ˇra´dek × 80 znaku˚, nena´rocˇny´ na rychlost a pameˇt’, k videˇnı´ prˇi startu pocˇı´tacˇe; graficky´ rezˇim: na´rocˇneˇjsˇ´ı, charakterizace:
DIMM (Dual Inline Memory Module): dnesˇnı´ beˇzˇny´ typ;
vystrˇ´ıdalo se velke´ mnozˇstvı´ technologiı´; neprˇesneˇ oznacˇova´na jako RAM (Random Acces Memory, tj. pameˇt’ s prˇ´ımy´m prˇ´ıstupem k libovolne´ adrese). Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 14/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 17/36
Graficke´ karty (zobrazovacı´ adapte´ry)
RIMM pro pameˇti RDRAM (Rambus DRAM): jen prˇechodna´ za´lezˇitost s prˇ´ıchodem Pentiı´ 4 (dnes opeˇt na u´stupu).
jako soucˇa´st za´kladnı´ desky (L2 Cache);
SGRAM, VRAM, GRAM (Video/Graphics RAM): pameˇti optimalizovane´ pro graficke´ karty.
Graficke´ karty Umı´steˇnı´ na desce
ru˚zny´ch typu˚ a na mnoha mı´stech pocˇı´tacˇe:
CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor): jsou v nı´ ulozˇeny za´kladnı´ informace pro BIOS, k napa´jenı´ stacˇı´ mala´ baterie;
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 15/36
Pameˇti Pameˇt’
EPROM (Erasable PROM);
umozˇnˇuje zobrazenı´ dat na monitoru;
rozlisˇenı´: od 320×200 dpi (bodu˚ na palec) po 2048×1536; barevna´ hloubka (pocˇet barev): 1 bit (2 barvy), 8 bitu˚ (256 barev), 16 bitu˚ (65 536 barev, High Color), 24 bitu˚ (16 milio´nu˚ barev, True Color)
3D akcelera´tory – pro na´rocˇne´ graficke´ operace. Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 16/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 18/36
Graficke´ karty
Monitory
Pro kvalitu karty je rozhodujı´cı´ graficky´ chip a velikost pameˇti (dnes 64 cˇi 128 MB). Chipy graficky´ch karet sˇpicˇka: ATI Radeon, nVidia GeForce;
Monitory
Za´kladnı´ typy monitoru˚
Budoucnost
CRT (Cathode Ray Tube)
plazmove´ monitory
technologie elektronove´ho deˇla (televize), na u´stupu;
zatı´m velmi drahe´;
nevy´hody: vysoka´ spotrˇeba, rozmeˇry, va´ha, geometrie obrazu.
vy´hody: kvalita obrazu a barev;
prˇ´ıklad: MSI GeForce FX5900 SP 128 MB VIVO (cca 7500 Kcˇ);
OLED (Organic Light Emitting Diode) pasivnı´: mobily s barevny´m displejem (male´ rozmeˇry i spotrˇeba, nenı´ nutne´ podsveˇtlenı´, mala´ rychlost);
starsˇ´ı popula´rnı´ vy´robky, dnes jen z povzda´lı´: 3Dfx Voodoo (firma zkrachovala), PowerVR Kyro, Matrox G400, 3Dlabs (dnes se veˇnuje jen profesiona´lnı´m karta´m), SiS (sˇpatne´ ovladacˇe), S3 Diamond (proda´no firmeˇ VIA, prˇicha´zı´ s kartou DeltaChrome).
aktivnı´: zvysˇuje rychlost, dostupne´ budou azˇ za neˇkolik let.
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 19/36
Graficke´ karty
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 21/36
Monitory
Chipy 3D akcelera´toru˚
Za´kladnı´ typy monitoru˚
ATI: ATI FireGL (odvozeny´ z Radeonu).
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 23/36
Monitory Vlastnosti monitoru˚
LCD (Liquid Crystal Display)
nVidia: nVidia Quadro (odvozeny´ z GeForce);
nevy´hody: vypalova´nı´ bodu˚ (nenı´ vhodna´ pro pocˇı´tacˇove´ monitory, spı´sˇe pro video), vysoka´ spotrˇeba.
u´hloprˇ´ıcˇka (17”, 21”, 24”);
technologie tekute´ho krystalu;
horizonta´lnı´ a vertika´lnı´ frekvence (min. 70 Hz);
pasivnı´ displej (DSTN): maly´ kontrast, pomale´ zobrazova´nı´, dnes hlavneˇ u mobilu˚;
rozmeˇry (vy´sˇka, sˇ´ıˇrka, hloubka);
aktivnı´ displej (TFT, Thin Field Transistor): rychle´ a prˇesne´ zobrazova´nı´, dobra´ geometrie a ostrost obrazu;
maxima´lnı´ rozlisˇenı´.
nevy´hody: nutny´ zdroj sveˇtla za obrazovou plochou (za´rˇivky a specia´lnı´ odrazove´ fo´lie; u velky´ch displeju˚ docha´zı´ k nerovnomeˇrne´mu osveˇtlenı´), pozorovacı´ u´hel, pevne´ rozlisˇenı´.
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 20/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 22/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 24/36
Vneˇjsˇ´ı pameˇti
Vneˇjsˇ´ı pameˇti
Vneˇjsˇ´ı pameˇti
Vneˇjsˇ´ı pameˇti
Kompaktnı´ disk (CD)
Dalsˇ´ı prˇenosna´ me´dia
specia´lnı´ typy pameˇtı´, ktere´ uchova´vajı´ data;
audio CD (CD-DA): 74 minut;
ZIP (na´stupce diskety, 100 azˇ 250 MB);
data zu˚sta´vajı´ uchova´ny trvale (i kdyzˇ je pocˇı´tacˇ vypnut);
datovy´ disk (CD-ROM): 650 nebo 700 MB;
USB disky (klı´cˇe);
oproti ostatnı´m typu˚m pameˇtı´ jsou o neˇkolik rˇa´du˚ pomalejsˇ´ı.
me´dia: CD-R (Read), CD-RW (Read and Write, prˇepisovatelne´); parametry mechanik:
pa´skove´ pameˇti (za´lohova´nı´, desı´tky GB).
Disketa (Floppy Disc, FD
rychlost ota´cˇenı´: azˇ 52-na´sobna´;
pruzˇne´ disky velikosti 3,5” o kapaciteˇ veˇtsˇinou 1,44 MB (High Density);
prˇ´ıstupova´ rychlost (80 ms).
prˇekonane´: pomale´, nespolehlive´; dnes na u´stupu, mechaniky se do neˇktery´ch novy´ch pocˇı´tacˇu˚ ani nemontujı´. Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 25/36
Vneˇjsˇ´ı pameˇti Pevny´ disk (Hard Disc, HDD) rotacˇnı´ pameˇt’ove´ zarˇ´ızenı´; za´kladnı´ charakteristiky: rozhranı´: IDE (ATA, UltraATA, SerialATA 100,133), SCSI, FireWire;
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 29/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 27/36
Vneˇjsˇ´ı pameˇti
Dalsˇ´ı adapte´ry pocˇı´tacˇe
Digital Video Disc (DVD)
Zvukova´ karta
vı´ce ru˚zny´ch forma´tu˚ (DVD-RAM, DVD-R(W), DVD+R(W));
zabezpecˇuje zvukovy´ vy´stup z PC;
velikosti od 3,95 GB azˇ po 9,5 GB (podle forma´tu);
na vy´stup karty se prˇipojujı´ reproduktory a slucha´tka;
parametry: rychlost ota´cˇenı´, prˇ´ıstupova´ rychlost;
u velke´ veˇtsˇiny pocˇı´tacˇu˚ integrova´na do za´kladnı´ desky;
budoucnost(?): technologie Mount Ranier.
nejcˇasteˇji: SoundBlaster (Creative Labs), ru˚zne´ varianty.
kapacita: beˇzˇneˇ 80 GB, nejdrazˇsˇ´ı azˇ 500 GB; rychlost ota´cˇenı´: 7200 cˇi 10 000 ot./min., z nı´ vycha´zı´ prˇenosova´ rychlost (azˇ 600 MB/s); prˇ´ıstupova´ rychlost (8-10 ms); velikost vyrovna´vacı´ pameˇti (azˇ 8 MB); velikost vyrovna´vacı´ pameˇti (azˇ 16 MB); zˇivotnost (Mean Time Between Failure, azˇ milio´n hodin); fyzicke´ parametry disku (pocˇet hlav, cylindru˚, stop). Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 26/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 28/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 30/36
Dalsˇ´ı adapte´ry pocˇı´tacˇe
Vstupnı´ zarˇ´ızenı´
Sı´t’ova´ karta
Klasifikace pocˇı´tacˇu˚
Kla´vesnice
zabezpecˇuje prˇipojenı´ do sı´teˇ; nejcˇasteˇji Ethernet 10/100 Mbps, v serverech 1 Gbps;
Klasifikace pocˇı´tacˇu˚
rozlisˇenı´ podle zpu˚sobu prˇipojenı´: starsˇ´ı DIN (AT), dnes PS/2 (ATX) nebo USB;
vy´robci: 3Com, Digital, Intel, Hewlett-Packard, Realtek.
stolnı´ (osobnı´) pocˇı´tacˇ; kancela´ˇrsky´ pocˇı´tacˇ; multimedia´lnı´ pocˇı´tacˇ;
Mysˇ
hernı´ pocˇı´tacˇ; kdysi se´riova´, dnes PS/2 nebo USB;
pru˚myslovy´ pocˇı´tacˇ;
mechanicke´, opticke´, bezdra´tove´ mysˇi.
pracovnı´ stanice; souborovy´ server;
Dalsˇ´ı vstupnı´ zarˇ´ızenı´
aplikacˇnı´ server. trackball, touchpad; dotykove´ obrazovky; Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 31/36
Dalsˇ´ı adapte´ry pocˇı´tacˇe
scannery.
Vy´stupnı´ zarˇ´ızenı´
Modemy
Za´veˇr pocˇı´tacˇove´ komponenty se velmi rychle vyvı´jejı´;
Tiska´rny
pro prˇipojenı´ k telefonnı´ sı´ti;
jehlicˇkove´;
nejdu˚lezˇiteˇjsˇ´ı parametr: rychlost (faxmodem 56 kbps, ISDN 128 kbps, ADSL 192 kbps);
inkoustove´;
jako modemy se neˇkdy oznacˇujı´ i prostrˇednı´ky pro specia´lnı´ zarˇ´ızenı´ (naprˇ. kabelovy´ modem, modul pro prˇipojenı´ digita´lnı´ch fotoapara´tu˚, kamer, apod.).
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 35/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 33/36
prˇi porˇizova´nı´ pocˇı´tacˇe je potrˇeba dba´t na vyva´zˇenost sestavy;
laserove´. Vy´robci: Hewlett-Packard, Canon, Epson, Xerox, OKI, Minolta
pozor na neznacˇkove´ komponenty.
Parametry: rozlisˇenı´ (kvalitnı´ tisk od 600 dpi), rychlost (neˇkolik desı´tek stran za minutu), barevnost, forma´t (A3/A4).
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 32/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 34/36
Technicke´ vybavenı´ pocˇ´ıtacˇu˚ – p. 36/36