<< home >> |
Informačné technológie a ich využitie
v predmete technická výchova |
<<- ->> |
|
|
|
|
HARDVÉR OSOBNÉHO POČÍTAČA PRE ŠKOLYPojem technické vybavenie počítača alebo hardvér, označuje všetky diely a súčasti počítača, ktoré sú hmotné. Zostava osobného počítača obsahuje základnú jednotku, klávesnicu, myš, zobrazovaciu jednotku a tlačiareň.
Osobný počítač kompatibilný s PC má stavebnicovú architektúru. Jednotlivé typy počítačov série IBM PC sa líšia mikroprocesorom, veľkosťou operačnej pamäte, diskovými jednotkami a pod. Vo všeobecnosti je možné povedať, že zostava počítača PC sa skladá z nasledujúcich častí, dielov:
Počítače
sú zložené z elektronických súčiastok, ktoré majú schopnosť zapamätať
si, znovu vyvolať, spracovať a prenášať informácie. Tisícky, dokonca
milióny týchto súčiastok môžu byť umiestnené v súčiastke zvanej chip
(čip), ktorá je menšia ako minca. Čip je vlastný systém integrovaného
obvodu na zodpovedajúcom kremíkovom nosiči, hrúbka jednotlivých spojov
dosahuje 0,13 µm. Najdôležitejší čip v počítači je mikroprocesor -
centrálna procesorová jednotka CPU (Central Procesor Unit). Tento čip
riadi všetky časti počítača. Možno ho prirovnať k mozgu človeka. Veľmi
dôležitá je rýchlosť CPU, ktorá sa udáva v jednotkách MHz alebo GHz a
vyjadruje počet operácií za sekundu.
Ďalšie
dôležité čipy v počítači sú pamäte:
RAM
(Random Access Memory) - pamäť umožňujúca ľubovoľné zaznamenávanie a
čítanie programových informácií pomocou počítača. Tieto čipy slúžia pre
vybudovanie operačnej (vnútornej) pamäte, ktorá slúži pre ukladanie
programov a dát. Má tú vlastnosť, že po zapnutí počítača nie je jej
obsah definovaný. Preto sa po zapnutí počítača musí do operačnej pamäte
uložiť najprv vhodný program a ten potom môže pracovať. Pri vypnutí
počítača alebo výpadku napätia sa obsah pamäti RAM stratí.
ROM (Read Only Memory) - trvalá pamäť programov alebo podprogramov. Do pamäti ROM nemožno pomocou osobného počítača zapísať údaje a jej obsah ostane zachovaný aj po vypnutí počítača, nemožno ho jednoducho ani prepísať tak ako v RAM Pri zapnutí počítača sa spustí najprv BIOS (Basic Input Output System) - špeciálny program v pamäti CMOS ROM, ktorý umožní rozpoznanie hardvérových súčastí počítača a ich vzájomnú komunikáciu.
Pamäte sú charakterizované kapacitou a vybavovacou dobou. Kapacita pamäťového obvodu sa udáva v kilobitoch (kbit), kilobytoch (kB), megabytoch (MB) alebo gigabytoch (GB). Čím väčšia kapacita, tým viac informácii si vie počítač zapamätať. Bit je elementárna jednotka informácie vyjadrená v dvojkovej (binárnej) sústave (0 alebo 1). Byte je kombinácia 8 bitov, ktoré slúžia k zobrazovaniu znakov a číslic. Tvoria tak jednotku pre spracovanie informácie. Vybavovacia doba je čas, ktorý je potrebný pre prečítanie jedného bitu alebo bytu informácie v nanosekundách ns.
Základná procesorová doskaNa
základnej doske sa nachádza, okrem iného, "mozog" celého počítača -
mikroprocesor. Základnými výrobcami mikroprocesorov sú firmy Intel
(Pentium4, Celeron) a AMD (AthlonXP, Thunderbird, Duron). Procesory sú
výkonovo porovnateľné, cenovo výhodnejšie sú od firmy AMD. Procesory
firmy Intel menej hrejú, netreba výkonný chladič a ich použitie je menej
hlučné. Podľa typu mikroprocesora, ktorý základná doska (jej čipová
sada) podporuje, sa potom matičné dosky líšia použitým konektorom
(päticou) pre osadenie jednotlivých typov mikroprocesorov. AMD používa
Socket A (Socket 462), Celeron FCPGA a Pentium4 Socket 478. Frekvencia
mikroprocesorov sa pohybuje od 1 GHz vyššie.
obr.
Základná doska microATX
Okrem mikroprocesora, v ktorom sa vykonávajú jednotlivé logické a aritmetické operácie a takisto operácie základného riadenia počítača, sú umiestnené na základnej doske tieto súčasti:
Z hľadiska napájania sa delia základné procesorové dosky na dosky s napájaním ATX a dosky s napájaním AT (už veľmi málo). Dosky bývajú formátu AT, microATX a fullATX.
Operačná pamäť RAMOperačná pamäť je pamäť, do ktorej sa po spustení počítača zavedú programy, aplikácie, používané knižnice. Osobné počítače sa v dnešnej dobe dodávajú štandardne s kapacitou operačnej pamäte 64 MB, optimálne aspoň 128 MB, ale napr. operačný systém MS DOS využíva priamo len prvých 640 kB pamäte. Táto časť pamäte sa označuje ako konvenčná pamäť. Táto vlastnosť je v podstate pozostatok z prvých PC, kde adresovateľný priestor mikroprocesora (šírka adresnej zbernice bola 20 bitov) bol maximálne 1 MB a po odčítaní adries pre BIOS a videopamäť zostalo 640 kB. Využitie pamäte nad 640 kB sa v MS DOSe robí nepriamo, pomocou ovládačov. Po technickej stránke môže byt' pamäť nad 640 kB realizovaná ako extended memory pamäťovými modulmi SIMM (staré PC), DIMM SDRAM alebo DIMM DDR RAM (podporujú ich novšie čipové sady základných dosiek).
Vonkajšia pamäťMedzi základné vonkajšie pamäťové média patria diskové zariadenia. Sú to vonkajšie zariadenia, aj keď sú spravidla osadené do základnej jednotky. Diskové zariadenia sú ovládané pomocou riadiacich jednotiek diskových zariadení (Disk Controler). Podľa typu nosiča sa diskové zariadenia delia na dva typy:
V druhom prípade sa hovorí o tzv. pevných diskoch (harddisk). Médium z mechaniky pevného disku nie je možné vybrať a z toho vznikol aj názov "pevný disk". Pevný disk je tiež väčšinou zabudovaný do základnej jednotky. Osobný počítač býva vybavený minimálne jedným pevným diskom. Kapacita pevného disku je niekoľkotisícnásobne vyššia ako kapacita diskety (desiatky až stovky GB) a aj čítanie a zápis údajov je rýchlejší. Signalizácia práce pevného disku je spravidla na čelnej stene základnej jednotky (indikátor HDD). Pevné disky rozlišujeme podľa kapacity, pripojenia (IDE, SCSI), rýchlosti otáčania (5400 rpm, 7200 rpm, 10000 rpm), času prístupu, veľkosti vyrovnávacej pamäte, a i.
Operačný systém z hľadiska štruktúry uložených údajov nerozlišuje medzi pevným a pružným diskom. Na disky ukladáme údaje z operačnej pamäte. Pevné disky majú väčšiu kapacitu ako operačná pamäť počítača a hlavne po vypnutí počítača sa údaje, ktoré boli uložené na pevný disk, nestrácajú. Pomocou diskiet je možné, tým, že sú vyberateľné, prenášať údaje medzi počítačmi, archivovať údaje a uložiť ich na bezpečnom mieste. Na disky sa údaje ukladajú do sústredných stôp (tracks) rozdelených na sektory (sectors). Pevný disk má viac platní uložených nad sebou a rovnaké stopy tvoria tzv. valec (cylinder). Rôzne operačné systémy používajú rôzne diskové súborové systémy (FAT, FAT32, NTFS, ext2, ...)
Ostatné záznamové zariadeniaAj keď z hľadiska diskových zariadení sa pružné disky a pevné disky používajú štandardne, je možné na rôzne účely pripojiť k PC aj iné záznamové zariadenia, najčastejšie samozrejme diskového charakteru. Z hľadiska vymeniteľnosti záznamového média ide takmer výlučne o zariadenia s vymeniteľným médiom. V princípe, aj keď sa dnes diskety používajú štandardne, predsa je to len historicky zastaraný spôsob čo do kapacity, rýchlosti i spoľahlivosti, avšak zatiaľ výhodný pre cenu a spätnú kompatibilitu so staršími PC. Dnešným, najmä kapacitným požiadavkám diskety už nestačia. Preto sa výrobcovia snažia vytvoriť a uviesť na trh novšie médiá, s vyššou kapacitou, rýchlosťou, spoľahlivosťou a s menšími rozmermi. Z hľadiska technológie záznamu sa najviac presadzuje magnetický a optický záznam.
Zariadenia s magnetickým záznamomTieto typy zariadení používajú v podstate rovnaký princíp ako diskety alebo pevné disky, t.j. magnetizáciu časti záznamového média prechádzajúcim elektrickým prúdom a potom teda podľa zmeny magnetického poľa sú zaznamenané binárne informácie. Kapacita a účel použitia týchto zariadení sú rôzne a takisto aj ich úspešnosť na trhu záznamových zariadení je rôzna. Aj predpovede o vytlačení štandardu diskiet niektorým z týchto typov zlyhali, hoci sa pomerne úspešne presadili. Sú to:
Zariadenia s optickým záznamomÚdaje na médiách týchto zariadení sú zaznamenané vo forme núl a jednotiek. V princípe ide vždy o optické disky (okrem typu OROM). Podľa možnosti zmeny údajov delíme optické disky na:
CD-ROM
je dnes už klasické pamäťové médium. Má podobný vzhľad ako známa CD
platňa. Namiesto hudby sú však na ňom zaznamenané údaje alebo programy.
Zaraďujeme ho medzi optické záznamové médiá s nemeniteľným obsahom. Z
týchto diskov je možné len čítať a údaje sa zadávajú pri ich výrobe.
Majú kapacitu 650 MB a 700 MB. V súčasnosti sa CD-ROM používajú ako
stabilné veľkokapacitné pamäťové nosiče najmä pre multimediálne
aplikácie, veľkokapacitné informačné databázy, rôzne encyklopédie,
knižnice, atlasy či hry. Aby sme mohli CD-ROM čítať, musíme mať osobný
počítač vybavený mechanikou pre čítanie optických diskov typu CD-ROM
tzv. CD-ROM mechanikou. Potom sa nám javí ako ďalší disk. Podľa
rýchlosti, ktorou vie CD-disk CD-ROM mechanika prečítať, rozdeľujeme
CD-ROM mechaniky na 1, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 32, 36, 40, 50,
52-rýchlostné (1-rýchlostná znamená prenos 150 kB/s).
CD-R
médiá sú podobné a veľkosťou kompatibilné s CD-ROM médiami (diskami). Na
rozdiel od CD-ROM je možné na CD-R informácie aj používateľom zapísať,
ale len raz. CD-R umožňuje aj viac zápisov (multisession) do maximálnej
kapacity média (700 MB). Z média sa však neskôr už nedá nič vymazať a
údaje sú uložené trvalo, médium sa správa ako obyčajná CD-ROM. V
mechanikách CD-R je možné použivať aj CD-ROM disky. V súčasnosti sa už
zapisovacie mechaniky typu CD-R nepoužívajú, kvôli výraznému cenovému
poklesu prepisovacích mechaník CD-RW.
Pre
CD-RW platí pre to isté čo pre predchádzajúci typ. Obrovskou výhodou
optického disku CD-RW (CD - ReWritable) je možnosť jednak údaje
používateľom zaznamenať, ale potom aj opäť zmazať a zaznamenať iné.
Jedná sa teda o prepisovacie médium. Pre zápis je nutná CD-RW mechanika.
DVD-ROM
predstavuje veľkokapacitné optické médium najmä z oblasti multimédií.
Štandardná kapacita disku je 4 GB s predpokladom rozvoja až na 17 GB. Na
takéto disky je možné už bez problémov uložiť celovečerný film v dobrej
kvalite, k čomu sa tieto disky v súčasnosti aj najviac používajú (pri
dobrej komprimácii, napr. DivX sa film dá uložiť aj na CD-R). Obsah sa
musí umiestniť na disk pri výrobe. Na čítanie diskov DVD (Digital
Versatile Disc)-ROM, ktoré sú rozmerom priemeru rovnaké ako CD-ROM je
potrebná aj špeciálna mechanika DVD-ROM, ktorá je však odlišná vo
vnútri, zvonku vyzerá podobne ako mechanika CD-ROM. V takejto mechanike
je možné používať všetky doteraz uvádzané typy optických diskov.
DVD-RAM
médium vzniklo z DVD-ROM. Z hľadiska jeho vzťahu k DVD-ROM je možné
hovoriť o analógii vzťahu CD-ROM a CD-RW. Kapacitou a rozmermi média je
rovnaké ako DVD-ROM. Žiaľ, dnes je veľká nejednotnosť vo formátoch
(DVD-R, DVD-RWM) a technológiách jednotlivých výrobcov a preto na jeho
použitie je výhodné ešte určitý čas počkať.
Blue-Ray
Disc má byť novým štandardom optických diskov. Fyzické rozmery má
rovnaké ako CD a DVD disky a kapacita jednej strany je 27 GB. Umožňuje
čítanie, zápis aj prepisovanie. Kapacita je dosiahnutá použitím
modrofialového laseru (vlnová dĺžka 405 nm), pri ktorom sa dá dosiahnuť
vzdialenosť najbližších záznamových stôp 0.32 µm. Vzhľadom k
jednoznačnosti parametrov a vzácnej zhode výrobcov je treba s Blue-Ray
Disc počítať ako s nástupcom CD-RW a celej rodiny DVD. Je možné, že sa
tak stane oveľa rýchlejšie, ako to bolo v prípade rozšírenia DVD.
OROM optické záznamové médium je principiálne odlišné od predchádzajúcich. Médium OROM (Optical ROM) je veľkosťou a tvarom podobné kreditnej karte, má kapacitu 128 MB a čas prístupu cca 10 ms. Pri práci s ním, t.j. pri čítaní informácií, sa však nič mechanicky neotáča ako u predošlých typov. Informácia je plošne snímaná snímačom s veľkým počtom laserových miniatúrnych LED diód uložených v matici. Celé zariadenie má nízku spotrebu a je určené predovšetkým na použitie tam, kde nie sú klasické prostriedky (napr. CD-ROM alebo DVD-ROM) vhodné najmä z dôvodu veľkosti, spotreby energie a malej mechanickej odolnosti. Teda ide najmä o oblasť prenosných počítačov (palmtop), riadenia strojov či distribúciu digitálnych manuálov, máp (napr. pre navigačné systémy GPS (Global Positioning System)) alebo kníh.
KlávesnicaZ pohľadu počítača je klávesnica jeho štandardným vstupom. Odovzdáva do základnej jednotky informácie o stlačení alebo uvoľnení nejakého klávesu. Svojím spôsobom je centrom klávesnice vlastne špecializovaný jednočipový mikropočítač, ktorý tieto služby zabezpečuje. Z klávesnice do základnej jednotky sa teda prenáša kód stlačeného (uvoľneného) klávesu. Tento fakt sa využíva pri implementácii národného prostredia a pomocou špeciálnych programov (ovládačov klávesnice) sa prekódovávajú potrebné klávesy. Každá klávesnica k osobnému počítaču má funkciu autorepeat. Ak podržíme kláves stlačený určitý čas, začne sa znak automaticky opakovať. Súčasné stlačenie dvoch, príp. troch klávesov sa nazýva dvojkláves alebo trojkláves (dvoj- alebo trojhmat).
Na klávesnici rozoznávame klávesy:
MonitorMonitor počítača nazývaný zobrazovacia jednotka sa radí ku štandardným výstupným zariadeniam počítača. Na monitore počítača sa vždy nachádza jedno miesto, ktoré sa líši od ostatných pozícií. Môže to byť blikajúci obdĺžnik alebo čiarka, prípadne inak zvýraznené miesto, ktoré sa nazýva kurzor (ukazovateľ) a miesto na obrazovke, kde sa nachádza, sa volá pozícia kurzora. Z používateľského hľadiska pracuje monitor v dvoch režimoch (módoch). Sú to:
Optimálne pre prácu s počítačovou grafikou, multimédiami, CAD systémami a programami pre sadzbu dokumentov (DTP) sa odporúča monitor s väčšou uhlopriečkou (aspoň 17", optimálne až 21") a obnovovacou frekvenciou aspoň 100 Hz. Rozdiel je takisto v technologickom vyhotovení monitora. Podľa použitej technológie sú nasledujúce monitory:
Zobrazovací adaptérZ hľadiska ohodnotenia grafických zobrazovacích adaptérov a teda ich možnosti je vhodné sledovať najmä tieto parametre:
Významným faktorom pri grafike je aj priepustnosť zbernice počítača, pretože pri prenášaní grafických údajov, ktorých je veľmi veľké množstvo, by bolo vhodné používať čo najrýchlejšiu zbernicu. Najmä pre grafiku bola vyvinutá zbernica označovaná AGP (Advanced Graphics Port), neskôr AGP 4x, ktorá umožňuje rýchlejšie a kvalitnejšie riadenie grafického zobrazovacieho adaptéra a v súčasnosti sú ňou vo forme jedného konektorového slotu vybavované základné procesorové dosky.
Prídavné kartyK správnej funkcii osobného počítača radu PC sú potrebné prídavné karty. Počítač je stavebnica. Elektronické vnútro PC je skompletované zo základnej dosky a prídavných kariet, ktoré sa zasúvajú do slotov (ISA, PCI, AMR, CNR, AGP) na základnej doske. Existuje veľké množstvo rozširujúcich prídavných kariet (dosiek), ktoré môžu značne rozšíriť možnosti každého PC. Takisto ako o základnej doske môžeme aj o prídavných doskách povedať, pre aký typ PC sú určené. Je to dané najmä typom zbernice, na ktorú sa budú pripájať. Mnoho prídavných kariet sa v súčasnosti vyrába vo viacerých variantoch (napr. PCI, ISA). Prípojné miesta, ktoré tieto rozširovacie karty vytvárajú a kde sa potom pripájajú prídavné zariadenia k počítaču, sa nazývajú aj rozhrania, resp. porty. Najrozšírenejšie prídavné karty do PC sú:
obr. Možné usporiadanie konektorov na
zadnej strane základnej dosky
V
súvislosti s prídavnými kartami sú po ich zasunutí do slotu často
problémy s nastavením niektorých ich parametrov a potom následným
využitím. V prípade chybného nastavenia niekedy prídavná karta nefunguje
alebo dochádza na zbernici ku konfliktu s niektorým iným zariadením.
Toto sa pokúsili konštruktéri PC so zbernicou PCI vyriešiť pomocou
systému PnP (Plug-and-Play). Z hľadiska prekladu by bolo možné hovoriť o
"Zasuň a Používaj". V takom prípade sa jednoducho prídavná karta zasunie
a systém počítača automaticky nastaví potrebné parametre. Druhou výhodou
je, že takéto zariadenia, ktoré podporujú PnP môže automaticky rozpoznať
aj operačný systém a tak ich automaticky inicializovať a nainštalovať
ich ovládače. TlačiareňTlačiareň je základným výstupným zariadením počítača, ktoré umožňuje výstup na papier. Počítač vysiela do tlačiarne jednak informácie (znaky), čo sa má tlačiť, ale aj informácie o tom, ako sa má tlačiť. Prvá skupina informácií sa nazýva údajová časť, druhú skupinu nazývame riadiace znaky. U jednoduchších tlačiarní pomocou riadiacich znakov môžeme zmeniť napr. mód tlače, typ písma, riadkovanie a pod. Zložitejšie tlačiarne komunikujú s nadradeným počítačom väčšinou pomocou nejakého jazyka (napr. PostScript, PCL a pod.). Podľa technológie tlače rozdeľujeme tlačiarne na:
Ostatné prídavné zariadeniaOkrem už uvedených vstupno/výstupných zariadení je možné k osobnému počítaču pripojiť celú škálu rôznych ďalších prídavných zariadení. Medzi najznámejšie patria: používateľ, myš, reproduktory, modem, skener, digitálny fotoaparát, kamera, streamer, súradnicový zapisovač (ploter) a i. Počítač s TV kartou môže nahradiť klasický televízor, alebo videorekordér. |
<<- ->> |
|
|