Vývoj a druhy počítačů Historie 17. století – mechanické kalkulátory 19. století – děrné štítky (médium pro zápis programů) a mechanické počítače poháněné parou 1. pol. 20. století – elektromechanické počítací stroje (snímaly otvory v děrném štítku) – banky, pojišťovny 1924 – vzniká společnost IBM 2. světová válka – reléové počítače (vojenské účely – luštění šifer) po roce 1946 – elektronkové počítače Eniac – matematické výpočty – analogový počítač – nepoužívá ještě dvojkovou soustavu Edvac – digitální stroj (dvojková soustava) dle koncepce Johna von Neumanna, tj. počítač se skládá z paměti, procesoru (řadič a aritmetická jednotka), vstupních a výstupních zařízení 2. pol. 20. století – zmenšení velikosti a zvýšení výkonu počítačů, elektronky nahrazeny tranzistory, později integrovanými obvody (hromadné zpracování dat, vědecké účely) Altair (1975) – mikroprocesor firmy Intel, 1 kB paměti, neměl klávesnici ani obrazovku Apple (1977) – procesor firmy Motorola, paměť 16 kB, klávesnice, obrazovka, disketová mechanika počítač IBM PC (1981) – procesor firmy Intel, paměť 16 kB, dvě disketové mechaniky, OS firmy Microsoft – DOS Pozn.: První osobní počítače – OS – textové příkazy, firma Xerox přišla s grafickým rozhraním (GUI) ovládaným myší – programy v oknech, uživatel vybírá akce pomocí malých obrázků – ikon (první osobní počítač s graf. rozhraním – Apple Macintosh), počítače firmy IBM užívaly graf. rozhraní Microsoft Windows
1. HARDWARE Základní komponenty počítače: Procesor – CPU (mikroprocesor) – vykonává instrukce programů Operační paměť – RAM – v ní procesor vykonává všechny operace Pevný disk – HDD – uložena data, programy i po vypnutí počítače, pracuje na principu magnetického záznamu DVD mechanika – mechanika umožňující zápis (označení RW), zálohování dat Grafická karta – GPU – vytváří obraz LCD monitor – připojený ke grafické kartě, zobrazí Jednoduché schéma počítače obraz (Jonh von Neumannovo) Zvuková karta – převádí zvuk z a do digitální Vnitřní (operační) počítačové podoby Vstupní zařízení Výstupní zařízení paměti Reproduktory – připojeny • klávesnice • monitor zde procesor ke zvukové kartě, zvuk • myš • tiskárna pracuje, vykonává v přehrají ní všechny operace • skener • pevný disk Síťová karta – připojení • pevný disk • CD, DVD (v počítače do počítačové sítě PROCESOR případě • CD, DVD Modem – připojení vypalovačky) k Internetu (ADSL) • disketa řídící jednotka (řadič) • disketa Klávesnice a myš – • USB disk aritmeticko-logická • USB disk vstupní zařízení jednotka • mikrofon • reproduktory
• dataprojektor
K procvičení: 1. Najděte přesný význam zkratek jednotlivých dílů. 2. Dešifrujte tuto nabídku počítače: CPU AMD X3, RAM 8 GB, HDD 2 TB, GPU ATI Radeon, DVD RW, LCD 24“.
1
1.1. POČÍTAČOVÁ SKŘÍŇ Podle tvaru a velikosti: - tower (věž), minitower - desktop - plochá krabice (40x40x15) Počítač zepředu a zezadu Ke skříni počítače připojujeme externí zařízení – myš, klávesnici, modem tiskárnu, digitální fotoaparát…. Jejich kabely se zapojují do zdířek, tzv. konektorů, na zadní i přední straně počítače. Ty představují tzv. porty, neboli rozhraní, která slouží ke komunikaci mezi počítačem a vnějšími zařízeními. Přední stěna počítače síťový vypínač, tlačítko RESET (slouží k tzv. studenému startu, pokud počítač nereaguje na Ctrl+Alt+Delete) - zavede znovu operační systém z pevného disku do paměti počítače výsuvná zásuvka DVD mechaniky svítící diody – zelená (počítač je zapnutý), červená (blikáním signalizuje práci s diskem, tj. zápis či čtení dat) USB porty konektory pro reproduktory nebo sluchátka a mikrofon Zadní strana počítače napájecí kabel, síťový vypínač (odpojení počítače od sítě) porty pro připojení ostatních zařízení (sériové, paralelní, USB, PS/2 pro připojení klávesnice a myši) konektor pro vývod síťové karty, zvukové karty (výstup na reproduktory či sluchátka, vstup ze zesilovače a mikrofonu), grafická karta průduchy + soustava žebrových chladičů – chladí počítačové díly proti přehřátí. Počítač nesmí být umístěn blízko ke zdi. Pozn.: USB rozhraní - lze připojit myš, tiskárnu, skener, modem…. (zařízení se mohou zapojovat za sebou, připojovat a odpojovat při zapnutém počítači, může dobíjet např. MP3 přehrávač) Obsah počítačové skříně základní deska, procesor, paměť RAM, zdroj napájení (převádí 230 V z rozvodné sítě na potřebných 5 nebo 12 V) Základní deska - motherboard zajišťuje pevné uchycení počítačových dílů a jejich napájení el. proudem některé komponenty jsou na základní desce umístěny přímo: o procesor, sběrnice, o paměti RAM, o sloty pro přídavné karty, o konektory pro připojení kabelu, o konektory pro připojení myši, klávesnice, … (na zadní části skříně) jiné je nutné se základní deskou propojit datovým kabelem: pevný disk, mechaniky disketová, CDROM, DVD, … Na desce se nachází její ovládací program, který řídí chod počítače BIOS, který se spouští ihned po startu PC.
1.2. PROCESOR, SBĚRNICE, PORTY PROCESOR nejdůležitější součástka PC provádí řídící činnost (řadič), uskutečňuje zpracování informací ve formě 0 a 1 (aritmeticko-logická jednotka) na jeho rychlosti závisí rychlost celého počítače (+velikost pamětí apod.) 2
informace do procesoru proudí pomocí sběrnice (je to „centrální dálnice“ mezi procesorem a okolím) a jejich slotů produkuje velké množství tepla - nutný chladič s ventilátorem Rychlost frekvence (čím je vyšší, tím je procesor rychlejší) se udává v GHz; současné procesory mají frekvenci od 2,8 GHz, tzn., že zvládne zpracovat 2 800 000 000 instrukcí za sekundu. Výrobci: Intel, IBM, AMD, ARM (pro mobilní telefony) SBĚRNICE soustava plochých vodičů základní desky, která přenáší data ve formě elektrických impulzů z jedné komponenty do druhé zajišťuje komunikaci (přenos dat) mezi všemi počítačovými díly sběrnice (vedle procesoru) také určuje rychlost počítače SLOTY (slouží jako prostředník mezi sběrnicí na základní desce a přídavnou kartou) - PCI – nejpoužívanější typ slotu, umožňuje automatickou detekci HW po zasunutí přídavné karty (funkce Plug and Play) PŘÍDAVNÉ KARTY zvuková karta – určena pro zprostředkování zvuku v počítači (mění analogový signál v digitální a opačně) síťová karta – umožňuje komunikaci mezi počítači, k přenosu dat po síťovém kabelu, většinou integrovaná na základní desce počítače grafická karta – zobrazení informací na monitoru (ATI, NVIDIA) – firma Intel – grafické jádro jako součást procesoru PORTY = konektory na zadní straně počítače = rozhraní, která slouží ke komunikaci mezi počítačem a vnějšími (externími) zařízeními Druhy: paralelní port (LPT1, LPT2) pro připojení tiskárny sériový port (COM1, COM2) pro připojení myši, modemu, … USB port (univerzální port) pro připojení tiskárny, modemu, skeneru, digitálního fotoaparátu, kapesního počítače, myši, … PS/2 – pro připojení klávesnice a myši DVI – výstup na LCD monitor HDMI – propojení mezi LCD a televizorem Pozn.: Aby systém mohl určitý díl používat, potřebuje k němu program, který s ním umí pracovat – tzv. ovladač (driver). Např. k tiskárně přibalen CD disk s ovladačem, pokud systém ovladač nemá, umí si jej stáhnout z Internetu. K procvičení: 1. Jaké procesory se v současnosti nejčastěji používají v běžných osobních počítačích? 2. Jaké nejvýkonnější procesory pro osobní počítače jsou k dispozici?
1.3. VNITŘNÍ PAMĚTI (OPERAČNÍ PAMĚTI) RAM (Random Access Memory) pracovní prostor procesoru slouží k načítání a ukládání zpracovávaných dat, část operačního systému, … její obsah se po vypnutí počítače nebo po restartu vymaže velikost uváděna v MB (minimální standard je 512 MB a více) lze ji snadno rozšířit přidáním dalšího modulu (DIMM u pamětí SDRAM)
3
K procvičení: 1. Jaké procesory se v současnosti nejčastěji používají v běžných osobních počítačích? 2. Jaké nejvýkonnější procesory pro osobní počítače jsou k dispozici? 3. Jaká je v současnosti běžná velikost operační paměti? 4. Jaká je v současnosti běžná kapacita disků osobních počítačů a notebooků?
1.4. VNĚJŠÍ PAMĚTI - ZÁZNAMOVÁ MÉDIA Počítače zpracovávají velké objemy dat. Operační paměť k jejich uložení nestačí kapacitou, navíc se po vypnutí počítače vymaže. Proto jsou programy i data uloženy na discích, CD-ROM. Podle potřeby se z těchto nosičů přenášejí do operační paměti a po zpracování jsou opět data uložena. PEVNÝ DISK (Harddisk - HDD) hlavní záznamové médium uvnitř počítače určené pro čtení i zápis uložena všechna data, která se v počítači nachází, včetně operačního systému pracuje na principu magnetického záznamu, skládá se z několika kruhových ploten (disků), mezi kterými se na vzduchovém polštáři vznášejí záznamové a čtecí hlavy, umístěn v hermeticky uzavřeném obalu, se základní deskou je propojen datovým kabelem a napájen je přímo ze zdroje kotouče jsou rozděleny na sektory a stopy, do nich se ukládají soubory (při jejich přesouvání, mazání dochází k tzv. fragmentace (útržkovitost) disku, která zpomaluje přístup k datům (souborům); disk můžeme nechat defragmentovat ) označení v počítači C: (může však být rozdělen i na několik částí např. C:, D:, E:, …) parametry disku: o kapacita (velikost) – standardní velikost v GB a TB o otáčky (počet otočení kotoučů za min) – standard 7 200ot./min OPTICKÉ DISKY Použití: instalace aplikačních programů, operačních systémů, počítačové hry, encyklopedie. CD disk – hudební CD (zvukové stopy, 80 min), datová CD (počítačové soubory – texty, tabulky, hudba, videa, 700 MB) DVD disk – filmové disky, datové disky DVD (datové soubory – texty až videa, kapacita 4,7 GB, dvouvrstvé 8,5 GB) Pro záznam na CD nebo DVD disk - pomocí laserového paprsku (na disku prohlubně s různou odrazivostí světla, tzv. pity, kt. Reprezentují nuly a jedničky). Blu-ray disky – pro zápis dat modrý laser, kapacita 25 GB USB DISK (FLASH disk) polovodičový čip s paměťovými buňkami umožňuje přenos většího objemu dat mezi počítači kapacita: od 4 GB a výše o paměťové karty v digitálních fotoaparátech, videokamerách, mobilech, MP3 a MP4 přehrávačích (typy – SD a micro SD) o USB disky – paměťové karty s USB portem pro připojení k počítači K procvičení: 1. Jaká je v současnosti běžná velikost operační paměti? 2. Jaká je v současnosti běžná kapacita disků u osobních počítačů a notebooků? 3. Urychlí běh počítače zdvojnásobení jeho operační paměti? 4. Projeví se na rychlosti počítače zdvojnásobení jeho diskových kapacit?
4
1. 5. VSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ KLÁVESNICE
Skládá se: alfanumerická klávesnice – abecední znaky (písmena) funkční klávesy (např. F1 – nápověda), speciální klávesy (Ctrl, Shift, Alt se používají v kombinaci s jinými klávesami) numerická část – pouze číslice, pro pohyb kurzoru po obrazovce , Page up skok o stránku (obrazovku) zpět; Page Down skok o stránku (obrazovku) vpřed, Home na začátek řádku; End na konec řádku Význam některých kláves: Shift - stejný význam jako přeřaďovač u psacích strojů. CapsLock - trvalé zapnutí velkých písmen; NumLock - zapínání, vypínání Insert - přepínač pro vkládání/přepisování Print Screen - tisk aktuální stránky Esc - zrušení operace, vrácení o úroveň výše (únik) Enter – k potvrzení příkazu, nabízené volby, v textových programech – ukončení odstavce, ... Delete - mazání znaků (vpravo od kurzoru); BackSpace - mazání (vlevo od kurzoru) MYŠ Přenáší pohyb po podložce (na spodní straně snímač) na pohyb ukazatele na obrazovce. druhy: drátové, bezdrátové, optické (infračervené paprsky) tlačítka myši: LTM – levé tlačítko myši = Enter a PTM – pravé tlačítko myši = místní nabídka TABLET Podložka s perem, pracuje s absolutními souřadnicemi, tj. pravý horní roh podložky odpovídá pravému hornímu rohu monitoru. SKENER převádí odražené světlo na elektrický signál (texty, tabulky, obrázky z papírové do digitální podoby) typy: ruční a pultové (sejmutí čárového kódu zboží), stolní (předloha se položí na skleněnou desku pod víko a skener ji přenese do počítače, filmový (diapozitivy, vyvolané filmy) program OCR – převod textu do digitální podoby, lze jej pak upravovat MIKROFON, DIGITÁLNÍ FOTOAPARÁT, KAMERA, …
1.6. VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ MONITOR, LCD Hodnotíme podle: délky úhlopříčky – v palcích: 15“, 17“, 19“, 20“, 21“ - pro profesionální grafické aplikace rozlišení – obraz se skládá z bodů (pixel), které tvoří 3 barvy – červená, zelená, modrá – tzv. RGB model, počet bodů na šířku x počet bodů na výšku = rozlišení (např. rozlišení 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024); čím je vyšší, tím jsou větší požadavky na paměť a procesor. frekvence – od 50Hz po cca 120Hz; vyhovující hodnota je 80Hz a více technologie – CRT monitory, LCD monitory (tekuté krystaly), plasmový displej Grafická karta zprostředkovává komunikaci počítače (procesoru) s monitorem. Zasunuje se do slotu na základní desce. DATAPROJEKTOR
5
TISKÁRNA Hodnotíme parametry: kvalitu tisku - počet bodů na jeden palec (2,54 cm) = rozlišení tisku – jednotka DPI (body na palec), např. rozlišení 300 DPI = 1 čtvereček o hraně 1 palec obsahuje 300 x 300 = 90 000 bodů (barevných ne tiskových) – max. rozlišovací schopnost lidského oka barevnost - ČB, barevná rozměr tisku, rychlost tisku, paměť (je důležitá u stránkových tiskáren) Tiskárna také skládá výsledné odstíny ze tří základních barev a pro písmena k tomu přidává ještě barvu černou. Typy tiskáren 1. jehličková tiskárna (černobílý tisk) princip tisku vychází z psacího stroje – tisková hlava s 9 nebo 24 jehličkami vyráží přes barvící pásku body, ze kterých se skládají znaky, obrázky, na nekonečný pás papíru kvalita a rychlost tisku závisí na počtu jehliček výhody: levné, umožňuje průklepový tisk (až 4 kopie) nevýhody: hlučnost, nízká kvalita (rozlišení cca 100 DPI) – pro obrázky nepoužitelné, pomalé využití: tisk sestav – účtárny, sklady, obchody 2. inkoustová tiskárna (černobílá i barevná) princip tisku: tisková hlava vystřikuje jemnými tryskami inkoust na papír (cartrige, kazeta) 4 tiskové hlavy: barvy – Cyan (azurová), M – Magenta (purpurová), Y – Yellow (žlutá) – jejich navrstvením = černá (neekonomické – barevný model doplněn o černou – blacK) = model CMYK výhody: méně hlučné, nízká pořizovací cena tiskárny, možnost barevného tisku, kvalitní tisk nevýhody: vysoká cena vlastního tisku využití: domácnosti 3. laserová tiskárna (černobílá i barevná) princip tisku: laserový paprsek vykresluje přes soustavu zrcátek obraz na světlocitlivý válec, který je nabitý elektrickým nábojem tzn., že v místě osvětlení změní náboj a na jeho povrch se nanese jemný prášek – toner, který se uchytí na místech, kde byl válec osvětlen laserem. Válec s tonerem se obtiskne na papír a toner se nakonec na papíru tepelně zafixuje. výhody: málo hlučné, ostrý a jasný tisk, vyšší rychlost tisku, nižší cena kopií, možnost barevného tisku nevýhody: vyšší cena a u některých značek u dražší tisk využití: firmy, školy, úřady
PLOTTER = velkoformátová tiskárna (až po A0), výkres vytváří pomocí soustavy barevných per, uchycených na pohyblivém rameně, inkoustové, projekční kanceláře, tisk billboardů K procvičení: 1. Najděte nabídku konkrétního počítače a identifikujte v ní jednotlivé díly. 2. Kolik CD disků se vejde na zapisovatelný disk DVD a kolik na dvouvrstvý disk DVD? 3. Zjistěte, jaký je rozdíl mezi DVD-R a DVD-RW diskem? 4. Kolik CD disků a kolik DVD disků se vejde na disk Blu-Ray? 5. Jak se liší zvukový a datový disk CD? A jak filmový a datový disk DVD? 6. Jaký je rozdíl mezi paměťovou kartou a USB diskem? 7. Proč model RGB vystačí se třemi barvami a model CMYK používá čtyři? 8. Jak se způsobem práce liší tablet od myši?
6
