Úvod do programování a práce s počítačem
Základní pojmy hardware
– železo – technické vybavení počítače – souhrnný název pro veškerá fyzická zařízení, kterými je počítač vybaven software
– programové vybavení počítače – systémový software » operační systémy, pomocné programy pro správu systému (utility), překladače programovacích jazyků
– aplikační software » programy, se kterými pracuje uživatel » textové procesory, grafické editory, tabulkové procesory, atd.
bit
– (binary digit - dvojková číslice) je základní jednotka informace – Jednotka bit se označuje b a může nabývat pouze dvou hodnot 0, 1. byte
(B)
– 1 B = 8 bitů paměť
– zařízení, které slouží pro uchování informací – kapacita paměti » Množství informací, které je možné do paměti uložit
– 1 kB = 210B = 1024B, 1MB = 220B, 1GB = 230B
adresa
paměti
– paměť bývá rozdělena na buňky určité velikosti – každá buňka je jednoznačně identifikována číslem adresou paměti vnitřní
(operační) paměť
– uchovává aktuálně zpracovávané informace – realizována polovodičovými součástkami (ns) vnější
(periferní) paměť
– dlouhodobé uchování dat – magnetický, optický princip (mikrosekundy) – pomalejší přístup k datům
cache
– vyrovnávací paměť – velmi rychlá paměť (rychlost procesoru) – umístěná přímo na čipu procesoru konfigurace
počítače
– počítač je skládačka – počítačová sestava (lze měnit součástky)
Princip práce počítače
procesor – „mozek“ počítače, vykonává všechny naprogramované činnosti
Spouštíme programy
operační paměť – s pamětí pracuje procesor, vykonává v paměti všechny operace – uchovává vstupní údaje, programy, mezivýsledky, výsledky – po skončení práce (vypnutí počítače) v ní nezůstanou žádná data
Ukládáme dokumenty
Otevíráme dokumenty
pevný disk – zde je všechno uloženo, pracuje na principu magnetického záznamu
Počítač skříň
(Case) klávesnice monitor myš tiskárna scanner další zařízení
Co je uvnitř počítačové skříně? základní
deska (motherboard, MB)
sběrnice procesor
(CPU) operační (vnitřní paměť) paměť (RAM) sloty přídavné karty(zvuková, grafická, síťová, televizní, …) – můhou být integrovány na MB
(disketová, CD-ROM, DVD, DVD-ROM) zdroj napájení pevný disk (hard disc HDD) mechanika
Procesor mozek
počítače typy procesorů – Pentia (Intel), procesory firmy AMD Taktovací
frekvence - důležitý parametr
– počet operací za 1 sekundu MHz – 800 MHz – 3,6 GHz šířka
slova
– počet bitů, které je možné zpracovat během jediné operace – v současné době jsou na trhu 64b procesory
Malý slovníček registr
– velmi rychlé paměťové místo malé kapacity (jednotky bytů) řadič
(controller):
– zařízení převádějící instrukce na posloupnost signálů. Jedná se tedy o zařízení, které řídí činnost jiného zařízení. sběrnice
(bus):
– soustava kabelů, která umožňuje přenos signálů mezi jednotlivými částmi počítače. Pomocí těchto vodičů mezi sebou jednotlivé části počítače komunikují a přenášejí data.
Základní deska páteř
počítače
– místo, přes které spolu komunikují všechny části počítače – neurčuje výkon, ale kompatibilitu, rozšiřitelnost a variabilitu počítače čipová
sada (chipset)
– zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými částmi základní desky – spolupráce s dalšími komponentami počítače sloty
– úzké štěrbiny plné kontaktů – PCI (sběrnice) modemy, síťové karty, Plug & Play – AGP (sběrnice) grafická karta, rychlejší
Základní deska pro procesor Intel Pentium II (ATX)
Základní deska 2 integrované
periferie
– diskové rozhraní – řadič portů hodiny
reálného času
porty
– – – –
paralelní port (tiskárna) sériové porty PS/2 porty (klávesnice, myš) USB porty univerzální sériové rozhraní
Základní deska 3 FSB
sběrnice
– připojení procesoru – určuje frekvenci, na které pracuje základní deska – přetaktování procesoru BIOS
– – – –
basic input output system základní diagnostické programy inicializace počítače uložen ve flash paměti
SETUP
program
– nastavují se parametry počítače – nastavení jsou uložena v CMOS (napájecí článek)
CMOS
Blokové schéma základní desky
Kolik B (bytů) potřebuji na uložení: znaku
1B celého čísla 4B stránky textu 2 kB tabulky 14 kB
písmene vědeckého stránky
čísla
textu Word
malé
2B 4B - 8B 24 kB
100 kB fotografie 800 x 600 uložené jako JPEG velké fotografie 1600 x 1200 uložené jako JPEG 400 kB zvuku
v CD kvalitě 176 kB/s zvuku MP3 formát 16 kB/s kvalita 20 MB/s - nepoužitelné komprimovaného Video 100 - 200 kB/s videa TV
Vnitřní paměť Paměť
– – – –
uchování vstupních údajů, programů, mezivýsledků, výsledů uspořádaná po slovech přístup pomocí adresy operační paměť (6 ns)
kapacita
paměti
– množství informací, které mohou být v paměti uloženy současně (GB)
Úvod do programování a práce s počítačem 2
Typy paměti RWM,
RAM (Read Write Memory, Random Access Memory) – provádí se zápis i čtení – závislost na napájecím napětí – SRAM » statická » jednou zapsaná informace zůstává
– DRAM » dynamická » musí se obnovovat, aby nedošlo ke ztrátě informace
– SDRAM » synchronní dynamické paměti » rychlejší doba přístupu
Typy pamětí CMOS
– SRAM s malou energetickou spotřebou – uchování konfigurace systému DDR
SDRAM
– Double-data-rate synchronous dynamic random access memory - typ pamětí, který nahradil svou rychlostí již nedostačující paměti Flash
– lze provádět změnu obsahu – uchovává informace i bez energetického zdroje
Typy pamětí ROM
(Read Only Memory)
– pouze pro čtení informací – PROM (jednorázově elektricky programovatelná paměť pouze pro čtení) – EPROM (elektronicky mazatelná paměť) – stále více vytlačována Flash paměťmi
Vnější paměť – dlouhodobé ukládání programů a dat – magnetický princip – optický princip Disketa
(floppy disk)
– kotouč s magnetickou vrstvou – disketa 3,5“ (80 stop, 18 sektorů)
Stopy a sektory na pružném disku
Pevný disk (HDD)
kapacita
plovoucí čtecí hlavy
– stovky GB
připojení přes sběrnice magnetický způsob záznamu
Řez pevným diskem
Pevný disk firmy WD
CD-ROM – compact disc read only memory
čtení prováděno pomocí laserového paprsku – kapacita 650MB dat (74 minut hudby) – rychlost otáčení (52x150kb) ~ 8 MB/s
výroba lisováním ukládání dat do spirály – data jsou uložena jako posloupnost pitů(prohlubeň) a landů (vyvýšenina)
Výroba CD-ROM (rodinný proces)
Čtení záznamu z média CD-ROM
čtení
probíhá v závislosti na intenzitě odraženého papsku
CD-R, CD-RW dovoluje pořídit záznam CD-RW - opakované pořizování záznamu CD-R,
Řez médiem CD-R
Řez médiem CD-RW
DVD
stejné jako u CD-ROM disku Zkratka SS/SL SS/DL DS/SL DS/DL
Celý název Single Side / Single Layer Single Side / Double Layer Double Side / Single Layer Double Side / Double Layer
Řez médii DVD
vyšší hustota Kapacita 4,7 GB 8,5 GB 9,4 GB 17,0 GB
Další externí paměťová média Jazz
disk - podobný princip jako pevný disk
– SCSI rozhraní Streamer
(GB)
– datové pásky (GB), velké objemy dat
JAZZ disk
Kolik uložím obrázků ? obrázek
velikosti 400 kB ve formátu JPEG
Paměťové médium Velikost média Počet obrázků Cache 256kB 0,6 SDRAM, DDR SDRAM 512MB 1311 Flash 256MB 655 HD 80GB 200000 Disketa 1,44MB 4 CD-R 650MB 1664 DVD-R 4,7GB 12321 ZIP 100MB 256 Páska 8GB 20972 Jazz disk 2GB 5243
Karty zvuková
karta
– počítačové zpracování zvuku – připojuji k ní další zařízení (sluchátka, MIDI rozhraní, mikrofon, reproduktory) televizní
karta
– TV, rádio, teletext, video, dálkové ovládání – lze zachytávat jednotlivé obrázky, nahrávat na video, listovat teletextem síťová
karta
– připojení počítače do sítě interní
modem
– dálkové propojení počítačů prostřednictvím telekomunikační sítě
Grafická karta zařízení,
které zabezpečuje výstup dat na monitor podrobněji v části grafika
Schéma grafické karty
Grafická karta
Skříň počítače
napájecí zdroj – 200W - 300W – napětí pro » základní desku » diskové mechaniky » aktivní chladič
provedení – desktop, minitower, miditower, bigtower
ATX standard – standard i pro základní desku – spec. napětí +3,3V – zdroj spínán základní deskou (programové zapínání/vypínání počítače)
Monitory velikost
úhlopříčky
– 14“, 15“ vhodné na textový režim – 17“ monitory určené pro práci s graficky orientovanými programy, dnes nejžádanější – 19“, 21“ profesionální práce DTP horizontální
frekvence (řádkový kmitočet) kHz
– kolik řádků se vykreslí za jednu sekundu vertikální
frekvence (obnovovací kmitočet obrazu) Hz – počet obrazů zobrazených za jednu sekundu – 50Hz – 120Hz, vyhovující od 80Hz výše
Monitory rozlišení
– závisí na parametrech grafické karty – 640x480, 800x600, 1024x768, … záření
– dříve ochranné filtry, nyní Low Radiation rozteč
bodů
– vzdálenost luminiscenčních bodů – 0,28 mm, 0,25 mm
Klávesnice a myš klávesnice
– 101 (104) kláves ve 4 blocích » » » »
abecední pole funkční klávesy kurzorové klávesy numerická klávesnice
myš
– – – –
dvě tlačítka + kolečko s tlačítkem tři tlačítka připojena přes PS/2 port nebo USB port optická myš, bezdrátová myš
Tiskárny Parametr
Vysvětlení
Typ tisku
Způsob použitý k tisku jednotlivých znaků
Rychlost tisku Kvalita tisku
Počet znaků vytištěných za jednotku času
Barevnost
Počet bodů, které je tiskárna schopna vytisknout na jeden palec (dpi - dots per inch) Schopnost tisknout pouze černobíle nebo i barevně
Pořizovací náklady
Cena, za kterou je možné tiskárnu pořídit
Cena za vytištěnou stránkou
Cena, kterou uživatel zaplatí za vytištěnou stránku. Je dána cenou listu požadovaného papíru, cenou a životností tiskové náplně (páska, inkoust, toner)
Rozsah jehličková, tepelná, inkoustová, laserová, LED, s pevným inkoustem, sublimační řádově 100 zn/s – 10 stránek/min 120 – 1200 dpi Černobílé, barevné řádově 1000 Kč – 100000 Kč
Další periferie faxmodemové
karty karty pro zpracování videa, televizního signálu, teletextu atd. easyball, joystick, joypad, volant reproduktor, mikrofon karty pro připojení měřících přístrojů snímače čárového kódu tablety digitální fotoaparát, kamera
