Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Počítače Základní pojmy. Počítač: –Stroj na zpracování informací Informace: –data, která se strojově zpracovávají –vše co nám nebo něčemu podává (popř.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Počítače Základní pojmy. Počítač: –Stroj na zpracování informací Informace: –data, která se strojově zpracovávají –vše co nám nebo něčemu podává (popř."— Transkript prezentace:

1 Počítače Základní pojmy

2 Počítač: –Stroj na zpracování informací Informace: –data, která se strojově zpracovávají –vše co nám nebo něčemu podává (popř. předává) zprávu o věcech nebo událostech, které se staly nebo které nastanou Data: –údaje, hodnoty, čísla, znaky, symboly, grafy,... Program: –Algoritmus zapsaný v programovacím jazyce, který řeší nějaký konkrétní úkol. Jedná se o posloupnost instrukcí. Instrukce: –Předpis k provedení nějaké (většinou jednoduché) činnosti realizovatelný přímo technickým vybavením počítače (např. přičtení jedničky, uložení hodnoty do paměti apod.)

3 Použití počítačů ZPRACOVÁNÍ TEXTU Jde o vytváření graficky hodnotných textu, je to náhrada za psací stroje. Výhodou je úspora času, snadná opravitelnost chyb, vysoká grafická úroveň textu, možnost používat mnoho typu písma, barevné provedení, zařazení obrázků, tabulek, grafů apod. OPERACE S DATY V TABULKÁCH Jde o programy, které umožňují výpočet v tabulkách po řádcích a sloupcích. Jsou vhodné např. pro zpracování laboratorních měření, propočty v ekonomických a finančních tabulkách apod. umožňují na základě tabulek sestrojit grafy.

4 Použití počítačů DATABÁZOVÉ APLIKACE Používají se pro vedení různých agend, evidencí a kartoték na osobním počítači. Výhodou proti klasickým evidencím je snadné a rychlé třídění, výběry a vyhledávání požadovaných záznamu podle zadaných klíčů apod. (evidence osob, inventáře, knih v knihovně, sbírek,...) STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ DAT Programy pro oblast práce s obrovským množstvím dat, např. sčítaní lidu, vyhodnocení průzkumu veřejného mínění apod.

5 Použití počítačů GRAFIKA A GRAFICKÉ SYSTÉMY Zpracování grafiky na počítači je velkou samostatnou oblastí. Pomocí počítače lze projektovat i konstruovat (CAD/CAM). Patří sem také oblast grafických prezentací (např. prezentace PowerPoint), webová grafika (tvorba internetových stránek), tisko-typografická grafika (výroba novin časopisů, knih, tiskovin, reklamy, pozvánek, vizitek, zpracování fotografií apod.) Jsou tu vysoké nároky na grafiku, možnost začlenění obrázku, automatickou tvorbu obsahu apod. TVORBA NOVÝCH PROGRAMŮ Patří sem programovací jazyky, které umožňují vytvářet - psát nové programy. Je to oblast tvorby programu.

6 Použití počítačů VĚDECKO - TECHNICKÉ VÝPOCTY počítače dnes dokáží simulovat a modelovat vědecké pokusy, složité výpočty nebo např. chemické reakce. Pomáhá to ve virtuálním světě ověřovat vědecké teorie, které nelze provést v klasických reálných podmínkách. Využívání počítačů pro výpočty podle vzorců (matematické, fyzikální, chemické, technické apod.). KOMUNIKACE S POČÍTACEM Patří sem programy usnadňující uživateli práci s počítačem samotným (operační systém a jeho nadstavby - spouštění programu, otevírání, vyhledávání, mazání souboru atd.)

7 Použití počítačů MĚŘENÍ, REGULACE, ŘÍZENÍ PROCESŮ Oblast použití osobních počítačů pro potřeby řízení technologických procesu - např. provoz elektráren, chemických aparátu, technologických linek, jednotlivých výrobních zařízení atd. Jsou to programy, které prostřednictvím konkrétní součástky nebo zařízení mohou merit, kontrolovat a řídit určitý technologický proces. Jediný počítač díky velkému výkonu a možnostem software muže řídit i komplikovaný výrobní proces. AUDIOVIZE Záznam, střih a odbavení audio a videosignálu (rozhlas, televize). Mixování zvuku, vytváření audio a videoefektu.

8 Použití počítačů ZÁBAVA Hry, herní konzole a software pro hry – multimediální počítačové hry. Dnes jsou už počítačové animace na špičkové úrovni. DALŠÍ POUŽITÍ počítače je možné použít v celé řadě dalších odvětví a oborů. Jedná se o systémy programované přímo na zakázku a pro konkrétní účely.

9 Základní pojmy Hardware –Technické vybavení počítače - souhrnný název pro veškerá fyzická zařízení, kterými je počítač vybaven. Vše na co si můžete sáhnout –Skříň počítače, monitor, klávesnice, myš, tiskárna, harddisk, základní deska,procesor, grafická karta, paměť, BR/DVD/CD mechaniky, kabely,…

10 Základní pojmy Software: –Programové vybavení počítače - souhrnný název pro veškeré programy, které mohou na počítači pracovat. Software je možné rozdělit do dvou skupin: –systémový software: operační systémy, pomocné programy pro správu systému (utility), překladače programovacích jazyků –aplikační software: programy umožňující řešení specfických problémů uživatele: textové editory grafické editory tabulkové procesory databázové systémy CAD programy (Computer Aided Design) počítačové hry + DATA

11 Základní pojmy Firmware: –Programové vybavení, které tvoří součást technického vybavení. Toto programové vybavení až na naprosté výjimky nemůže být uživatelem modifikováno. Tyto programy jsou většinou naprogramovány (vypáleny) do nevolatilních pamětí (ROM, EPROM, …) firmou vyrábějící dané zařízení.

12 Jednotky Informace bit: –1 bit (binary digit - dvojková číslice) je základní jednotka informace. Poskytuje množství informace potřebné k rozhodnutí mezi dvěma možnostmi. Jednotka bit se označuje b a může nabývat pouze dvou hodnot - 0, 1. Byte: –Jednotka informace, která se označuje B a platí 1 B = 8 b. Word: –Jednotka informace. Nejmenší počet bitů, se kterým počítač pracuje, když zpracovává data. –Word může mít různý počet bajtů. –U 32 bitovych počítačů platí 1 W = 4 B = 32 b. –U 64 bitových počítačů platí 1´W = 8 B = 64 b.

13 Převod Byte PředponaZnačkaZápisMocnina(B)Převod(B) kiloK, k1KB2^10 B1024 B megaM1MB2^20 B B gigaG1GB2^30 B B teraT1TB2^40 B B

14 POZOR!!! V metrickém systému platí 1 kilobajt1kB = 1000 B V počítačovém světě platí 1 kilobajt1kB = 1KB = 1024 B

15 POZOR!!! V počítačovém světě platí 1 kilobajt1kB = 1KB = 1024 B 1 megabajt1MB = 1024 KB 1 gigabajt1GB = 1024 MB 1 terabajt1TB = 1024 GB(velikosti HDD) 1 petabajt1PB = 1024 TB 1 exabajt1EB = 1024 PB 1 zettabajt1ZB = 1024 EB 1 yottabajt1YB = 1024 ZB

16 Kibibyte Kibibyte je jednotka, která označuje 1024 Bytů. Jelikož se jednotka kilobyte, díky předponě "kilo" vykládala jako 1000 Bytů (správně je totiž 1024 Bytů), vzniklo toto označení, u něhož je jasné, že se jedná o 1024 Bytů. 1KiB = 1 Kibibyte je tedy 1024 Byte (= 2^10 Bytů). Zkratka vznikla jako zkratka "kilo binary byte".kilobyteByte

17 Kibibyte kibibyte (KiB)2^10 Bkibibyte mebibyte (MiB)2^20 Bmebibyte gibibyte (GiB)2^30 Bgibibyte tebibyte (TiB)2^40 Btebibyte pebibyte (PiB)2^50 Bpebibyte exbibyte (EiB)2^60 Bexbibyte zebibyte (ZiB)2^70 Bzebibyte yobibyte (YiB)2^80 Byobibyte

18 kilobit za sekundu kbit/s = kb/s Kilobit za sekundu je jednotkou označující rychlost přenosu dat a násobnou jednotkou bitu za sekundu. Při rychlosti jednoho kilobitu za sekundu je každou vteřinu přenesen právě jeden kilobit dat. Dalšími násobnými jednotkami bitu za sekundu je megabit za sekundu a gigabit za sekundu. 1kb = 10^3 bits 1kib = 2^10 bits

19 Paměť Slouží k uchování informace, konkrétně binárně kódovaných dat (nul a jedniček). Množství informací, které je možné do paměti uložit, se nazývá kapacita paměti a udává se v bytech. Protože byte je poměrně malá jednotka, používá se často následujících předpon: MB, GB, TB

20 Paměť Interní, vnitřní –Operační paměť sloužící pro uchování momentálně zpracovávaných dat a programů. Realizovaná většinou pomocí polovodičových součástek. Externí, vnější –sloužící k dlouhodobějšímu uchování dat. Realizovaná většinou na principu magnetického (popř. optického) záznamu dat. Ve srovnání s operační pamětí bývá přístup k jejím datům pomalejší. ROM - READ ONLY MEMORY –Jen pro čtení RAM - RANDOM ACCESS MEMORY –Pro čtení i zápis

21 Multitasking Současný provoz více úloh na jednom počítači, kdy jedna úloha probíhá na popředí a ostatní probíhají na pozadí. Dovoluje lepší využití CPU. V případě, že uživatel pracuje interaktivně s nějakým programem, který většinu času čeká na zadání jeho požadavků, je možné, aby procesor prováděl např. nějaký náročný matematický výpočet. Je-li na počítači s jedním procesorem provozováno více programů, je procesor přidělován postupně vždy na určitou dobu, tzv. časové kvantum (asi 0.1 s), všem provozovaným programům.CPU

22 Von Neumannovo schema model samočinného počítače

23 Von Neumannovo schema Operační paměť : slouží k uchování zpracovávaného programu, zpracovávaných dat a výsledků výpočtu ALU - Arithmetic-logic Unit (aritmetickologická jednotka): jednotka provádějící veškeré aritmetické výpočty a logické operace. Obsahuje sčítačky, násobičky (pro aritmetické výpočty) a komparátory (pro porovnávání) Řadič: řídící jednotka, která řídí činnost všech částí počítače. Toto řízení je prováděno pomocí řídících signálů, které jsou zasílány jednotlivým modulům. Reakce na řídící signály, stavy jednotlivých modulů jsou naopak zasílany zpět řadiči pomocí stavových hlášení Vstupní zařízení: zařízení určená pro vstup programu a dat. Výstupní zařízení: zařízení určená pro výstup výsledků, které program zpracoval

24 Von Neumannovo schema ALU + Řadič = processor processor + operační paměť = CPU CPU - Central Processor Unit (centrální procesorová jednotka) CPU processor

25 Princip činnosti počítače podle von Neumannova schématu Do operační paměti se pomocí vstupních zařízení přes ALU umístí program, který bude provádět výpočet. Stejným způsobem se do operační paměti umístí data, která bude program zpracovávat Proběhne vlastní výpočet, jehož jednotlivé kroky provádí ALU. Tato jednotka je v průběhu výpočtu spolu s ostatními moduly řízena řadičem počítače. Mezivýsledky výpočtu jsou ukládány do operační paměti. Po skončení výpočtu jsou výsledky poslány přes ALU na výstupní zařízení.

26 Základní odlišnosti dnešních počítačů Multitasking: Dnes je obvyklé, že počítač zpracovává paralelně více programů zároveň. Podle von Neumannova schématu počítač pracuje vždy nad jedním programem. Toto vede k velmi špatnému využití strojového času. Multicore: Počítač může disponovat i více než jedním procesorem Existují vstupní / výstupní zařízení, která umožňují jak vstup, tak výstup dat (programu)

27 Počítačová sestava Klasické PC: –Skříň počítače –Monitor –Klávesnice –Myš Notebook: přenosné PC All-in-one: vše v jednom: –Dotykový monitor obsahuje vše potřebné (touchscreen) –Pro větší komfort je možné připojit klávesnici a myš

28 Skříň počítače Desktop nebo tower (minitower) Obsahuje: –Základní deska s mnoha konektory a sloty (motherboard nebo mainboard) Processor, paměti, přídavné karty –Pevný disk = harddisk –CD/DVD/Blu-ray mechanika –Přídavné karty (grafická, zvuková, síťová) –Sběrnice –Zdroj napájení

29 ZÁKLADNÍ DESKA = motherboard, mainboard plastová deska s plošnými spoji, konektory a sloty spojuje jednotlivé komponenty počítače různé typy pro různé typy procesorů

30 Příklad motherboardu

31 1 - Patice pro procesor Místo připravené pro vložení procesoru. Obě současné platformy – AMD a Intel používají jiný typ patice, které jsou navzájem absolutně nekompatibilní.

32 2 - Čipová sada skládá se minimálně ze dvou čipů: severní a jižní můstek. Severní můstek má na starost komunikaci mezi operační pamětí, procesorem, rozšiřujícími sloty a zbytkem desky, tedy právě s jižním můstkem. Jižní můstek pak zajišťuje výbavu a její komunikaci na desce. Napojeny jsou k němu USB, SATA konektory a všechno možné i nemožné kolem výbavy desek.

33 3 - Paměťové sloty Slouží k osazení dnes již DDR paměťových modulů. Dnes používáme dva druhy pamětí – DDR2 a DDR3 Nejsou navzájem zaměnitelné. Některé desky obsahují oba druhy, ale kvůli určitým problémům se od tohoto řešení upustilo a desky tak dnes obsahují jen jeden druh slotů. Na většině desek nalezneme 4 dvoukanálové sloty.

34 4 - Rozšiřující sloty Těch máme v současnosti několik druhů. Nejdůležitějším je PCI express 16x, který slouží pro grafické karty. Dříve to byl slot AGP. Některé desky pro AMD obsahují až 4 tyto sloty pro zapojení čtyř grafických karet ATI Radeon do systému CrossFireX. Na deskách dnes nacházíme i menší sloty PCI express 1x a 4x, které slouží pro ostatní rozšiřující karty, jako různé řadiče a zvukové, či televizní karty. PCI express postupně nahrazují staré sloty PCI, které ale na deskách nacházíme stále i v současnosti.

35 PCI Express

36 Sloty PCI Peripheral Component Interconnect Moderní PCI Express 2 rychlejší než PCI Express PCI Express 3 rychlejší než PCI Express 2 Starší počítače AGP (zkratka pro Accelerated Graphics Port nebo též Advanced Graphics Port) pro připojení grafické karty

37 Propustnost PCI express Propustnost PCI-Express 1.x: –1× MB/s (obousměrně 500 MB/s) –4× - 1 GB/s (obousměrně 2 GB/s) –8× - 2 GB/s (obousměrně 4 GB/s) –16× - 4 GB/s (obousměrně 8 GB/s) Propustnost PCI-Express 2.0: –1× MB/s (obousměrně 1 GB/s) –4× - 2 GB/s (obousměrně 4 GB/s) –8× - 4 GB/s (obousměrně 8 GB/s) –16× - 8 GB/s (obousměrně 16 GB/s)

38 5 - Zadní výstupy Výstupy a konektory pro periferie počítače. Nejčastěji USB konektory a LAN pro rychlý internet. Standardní zvukové výstupy z integrované zvukové karty. Na ústupu jsou staré PS2, COM a LPT konektory, které nahrazuje větší počet USB. Najít často můžeme i eSATA, FireWire, digitální výstupy a tak dále.

39 PC porty

40 Staré porty PS2 COM = seriový port RS232 LPT = paralelní port Line Printer Terminal

41 Moderní porty USB Universal Serial Bus –USB 1.0 –USB 2.0 rychlejší 480 Mbit/s –USB 3.0 ještě rychlejší 5 Gbit/s Dnes nejpoužívanější připojení Tiskárna, myš, klávesnice, externí harddisk, externí mechanika i jiné periferie mp3, fotoaparát

42 eSATA eSATA External Serial Advanced Technology Attachment. je rychlejší USB 2.0: 3.0 Gbits/s –Připojení externích harddisků

43 Příklad motherboardu 2

44 SBĚRNICE součást základní desky svazek vodičů, kterými proudí data mezi jednotlivými komponenty její rychlost je důležitá pro výkon počítače I ten nejrychlejší procesor je totiž k ničemu, pokud rychle vypočítaná data proudí počítačem pomalu.

45 PROCESOR mozek počítače, počítá vše, co se v počítači děje malá křemíková destička s integrovaným obvodem v keramickém nebo plastovém pouzdře taktovací frekvence - udává rychlost procesoru př. 2,5 GHz = procesor zpracuje instrukcí za vteřinu více jádrové procesory musí být chlazen (aktivně a pasivně)

46 Pasivní chlazení

47 Aktivní chlazení

48 Rychlost procesoru Počet instrukcí za vteřinu Zvyšování rychlosti –Taktovací frekvence (nelze do nekonečna) –Více jader –Délka slova: 32bit, 64 bit, … –Jiné principy, architektury, technologie

49 IBM z196 frekvence 5,2GHz 4 jádra 50 miliard instrukcí za sekundu Čip obsahuje 1,4 miliardy tranzistorů, o 300 milionů více než šestijádra Intelu. Jako výrobní postup bylo zvoleno 45nm a to na ploše 512mm2.

50 Výrobci Intel –Core 2 –Core i3 –Core i5 –Core i7 AMD –Sempron –Turion –Phenon –Opteron –Athlon

51 HARDDISK = pevný disk hlavní paměťové médium uvnitř počítače uchovává data i po vypnutí počítače tvoří jej několik kovových disků umístěných nad sebou, každý disk má svou čtecí a záznamovou elektromagnetickou hlavičku, vše je v hermeticky uzavřeném pouzdře kapacita harddisku = kolik bytů je schopen zaznamenat -standart = 500GB – 2 TB otáčky – standart = 7200 otáček/min

52 Obr.

53 Zápis dat na harddisk Je nutné, aby disk na základě našeho požadavku uměl rychle a přesně najít na ploše disku místo právě s tou informací, kterou potřebujeme. Právě proto, aby čtení a zápis dat na disk probíhaly rychle a přesně, jsou kotouče disku logicky rozděleny na stopy a sektory. Stopy jsou soustředné kružnice na disku. Ty jsou potom rozděleny příčně na sektory. Každá stopa i sektor jsou očíslovány, takže v konečném důsledku je původně velká plocha disku rozdělena na mnoho malých přesně adresovaných částí, v jejichž rámci probíhá zápis a čtení dat. Orientaci záznamové a čtecí hlavičky mezi stopami a sektory ovládá tzv. řadič, který je přímou součástí disku.

54 Stopy a sektory

55 OPERAČNÍ PAMĚŤ rychlý přístup k aktuálně potřebným datům, rychlejší než u harddisku proudově závislá, po vypnutí se data ztratí kapacita – standart = 2GB-4GB (32bitové procesory) –4GB-8GB (64bitové procesory) Hlavní rozdíl mezi DDR2 a DDR3 je v rychlosti pamětí. Počáteční 400 MHz proti 1,066 GHz a nejvyšší 1,2 GHz proti 2,133 GHz (už jsou ohlášeny přes 2,4 GHz).

56 DDR DDR SDRAM (zkratka pro double-data- rate synchronous dynamic random access memory) je typ pamětí používaný v dnešních počítačích. Dosahuje vyššího výkonu než předchozí typ SDRAM tím, že přenáší data na obou koncích hodinového signálu SDRAM označující paměť typu DRAM se synchronním způsobem přenosu dat.

57 DRAM

58 Zápis a čtení Při zápisu se na adresový vodič přivede hodnota logická 1. Tím se tranzistor T otevře. Na datovém vodiči je umístěna zapisovaná hodnota (např. 1). Tato hodnota projde přes otevřený tranzistor a nabije kondenzátor. V případě zápisu nuly dojde pouze k případnému vybití kondenzátoru (pokud byla dříve v paměti uložena hodnota 1). Při čtení je na adresový vodič přivedena hodnota logická 1, která způsobí otevření tranzistoru T. Jestliže byl kondenzátor nabitý, zapsaná hodnota přejde na datový vodič. Tímto čtením však dojde k vybití kondenzátoru a zničení uložené informace. Jedná se tedy o buňku, která je destruktivní při čtení a přečtenou hodnotu je nutné opět do paměti zapsat.

59 Paměťové Sloty SIMM je zkratka z Single Inline Memory Module DIMM je zkratka Dual In-line Memory Module

60 ZDROJ NAPÁJENÍ transformuje napětí ze sítě pro jednotlivé komponenty počítače – V -> 5V, 3.3 V, 12 V … potřebuje ventilátor na chlazení výkon W, pro servery nebo náročnější komponenty (výkonné grafické karty) je vhodnější až 550 W nebo 2 zdroje

61 PŘÍDAVNÉ KARTY samostatný hardware, který rozšiřuje možnosti využití počítače zvuková karta, grafická karta, síťová karta, TV karta… funkce Plug and Play = umožňuje automatickou detekci přidaného hardware a jeho instalaci

62 Optická mechnika Nejdůležitější část optické mechaniky je optická hlava skládající se z polovodičového laseru, čočky pro usměrnění laserového paprsku a fotodiody, která přijímá odražené světlo z povrchu disku. Laser pro práci s –CD má vlnovou délku 780 nm –DVD 650 nm –Blu-ray 405 nm.

63 CD disk

64 CD-ROM MECHANIKA rychlost čtení dat – př. 52 rychlostní = 52x150 kB/s = 3,6MB/s čtení a zápis probíhá optickou cestou kapacita CD 650 MB CD R (nedá se přepsat) a CD RW (přepisovatelné)

65 DVD MECHANIKA Větší kapacita disku než CD –4,7 GB –Oboustranné dvouvrstvé 17 GB

66 Blu-ray mechanika Hustější záznam –Jednovrstvé 25 GB –Dvouvrstvé 50 GB –Třívrstvé 75 GB –Možnost až 8 vrstev => 200 GB

67 DISKETOVÁ MECHANIKA diskety 3,5“(= palec; 1“ = 2,54cm), kapacita 1,44 MB princip čtení a záznamu dat podobný jako u harddisku

68 MONITOR výstupní zobrazovací zařízení velikost úhlopříčky(v palcích – “), rozlišení (640x480, 800x600, 1024x768…) – zobrazení bodů, vyzařování LCD monitory – bez vyzařování, tekuté krystaly připojení přes grafickou kartu obnovovací frekvence – 80Hz – neničí zrak

69 TISKÁRNA výstupní zařízení jehličková(tečkovaný text, levný provoz, hluk), inkoustová(obnovování náplně, dražší, černobílý a barevný tisk, rychlejší, ne tak hlučné), laserová(nejdražší z tiskáren, laserový paprsek, levný tisk)

70 KLÁVESNICE vstupní zařízení alfanumerická část, numerická část, funkční klávesy, klávesy pro pohyb kurzoru, speciální klávesy

71 MYŠ vstupní polohovací zařízení kuličková, bezdotyková, bezdrátová, optická

72 SKENER vstupní zařízení snímání a digitalizace obrázků

73 MODEM přenáší data pomocí telefonní linky


Stáhnout ppt "Počítače Základní pojmy. Počítač: –Stroj na zpracování informací Informace: –data, která se strojově zpracovávají –vše co nám nebo něčemu podává (popř."

Podobné prezentace


Reklamy Google