Lehký úvod do světa počítačů Lenka Forstová

von Neumannova architektura počítače

von Neumannova architektura teoretický návrh v roce 1945 důsledné použití dvojkové soustavy i programy jsou data, sekvenční zpracování příkazů přímá adresace paměti dnes se prosazuje Harvardská architektura, která umožňuje paralelní zpracování dat kombinace kombinace = uvnitř procesoru Harvardská architektura, ale navenek se jeví jako von Neumannovská

von Neumannova architektura procesor řídící jednotka + AL jednotka „mozek“ počítače, vykonává instrukce paměť s pamětí pracuje procesor uchovává vstupní údaje, programy, mezivýsledky, výsledky velká rychlost závislá na napájení, po skončení práce (vypnutí počítače) v ní nezůstanou žádná data nedostatečná rychlost se řeší mezipamětí (cache) vstupní a výstupní zařízení záleží na konfiguraci počítače Sojení s operační pamětí je pomalé => cache (mezipaměť), připraví se data dříve, než je procesor potřebuje

Jednotky informace bit byte (B) násobné jednotky 1 kB = 210 B = 1024 B (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 násobné jednotky 1 kB = 210 B = 1024 B 1MB = 210 kB = 1024 kB = 1 048 576 B 1GB = 210 MB = 1 073 741 824 B

Převody mezi soustavami desítkové číslo v soustavě o základu z x = an*zn + an-1*zn-1 + ... + a1*z1 + a0*z0 šestnáctková soustava kratší zápis zápis po čtveřicích bitů

Kolik B (bytů) potřebuji na uložení: celého čísla (–1000 ; 1000) 28 = 256 216 = 65 536 232 = 4 294 967 296 stránky neformátovaného textu 60 * 30 = 1 800 B ~ 2 kB nekomprimovaný obrázek rozlišení 1200 x 1600 px, 256 barev 1200 * 1600 = 1 920 000 B ~ 2 MB

Kolik B (bytů) potřebuji na uložení: stránky textu Word 24 kB malé foto 800 x 600 uložené jako JPEG 400 kB velké foto 1600 x 1200 uložené jako JPEG 100 kB zvuku MP3 formát 16 kB/s videa TV kvalita 20 MB/s - nepoužitelné komprimovaného Video 100 - 200 kB/s

vnitřní (operační) paměť uchovává aktuálně zpracovávané informace realizována polovodičovými součástkami (ns) adresa paměti paměť bývá rozdělena na buňky určité velikosti každá buňka je jednoznačně identifikována číslem – adresou paměti vnější (periferní) paměť dlouhodobé uchování dat magnetický, optický princip (mikrosekundy) pomalejší přístup k datům

Znaková sada malá písmena – minusky velká písmena – verzálky číslice (12345678910), zlomky (½¼) diakritická, interpunkční znaménka a závorky (‚.,;“„”!¡?¿-/–[—]}{…‘’«›‹»·+ ) matematická znaménka značky (™#®°′©″$%*+=€†‡‰¢£×) různé další znaky piktogramy (emotikony ), ideogramy

ASCII American Standard Code for Information Interchange 1963 7bitů souvislá posloupnost číslic 0 .. 9 souvislá posloupnost znaků anglické abecedy (26) A .. Z a .. z nejdůležitější symboly závorky, matematické znaky, interpunkční znaménka, speciální znaky "@$~" řídící (netisknutelné) znaky = příkazy pro výstupní zařízení CR, LF, FF, Bell

ASCII tabulka 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 0a 0b 0c 0d 0e 0f 1a 1b 1c 1d 1e 1f NUL SOH STX ETX EOT ENQ ACK BEL BS HT LF VT FF CR SO SI DLE DC1 DC2 DC3 DC4 NAK SYN ETB CAN EM SUB ESC FS GS RS US 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2a 2b 2c 2d 2e 2f 30 31 3a 3b 3c 3d 3e 3f SPC  ! " # $  % & ' ( ) * + , - . / 1 2 3 4 5 6 7 8 9  :  ; < = >  ? 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 4f 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5a 5b 5c 5d 5e 5f @ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _ 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7a 7b 7c 7d 7e 7f ` a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z { | } ~ DEL

Kódování národních znaků Kódování češtiny znaková sada je soubor znaků dostupných v určitém programu z konkrétního písma prvních 127 znaků ASCII 8 bitů (dostačuje pro znaky Západní Evropy) pro češtinu speciální znaková sada (CZ, CE, EE) často diakritika doplněna nevhodně nekompatibilní s ostaními sadami –> problémy Unicode – 2B, univerzální kódování Nedostatečný rozsah klávesnice Speciální znaky Alt+0xxx (Alt+092 \)

Kódování češtiny Označení Název Použití Zápis znaků Unicode Win-1250 Win-Latin 2 Windows, střední a východní Evropa Win-1252 Win-Latin 1 (WinANSI) Windows, západní Evropa PC-852 PC-Latin 2 (Slavic) IBM (MS DOS), slovanské jazyky PC-850 PC-Latin 1 MS DOS, západní Evropa ISO-8859-2 ISO Latin 2 Unix, mezinárodní standard pro střední a východní Evropu ISO-8859-1 ISO Latin 1 Unix, západní Evropa Zápis znaků Unicode UCS-2 prostý přepis, pevná délka 2B UTF-7 e-mail, převod do ASCII na podobné znaky UTF-8 doporučeno, proměnná délka znaku UTF 8, 7bitove ASCII kóduje samo na sebe, pokud byte začíná dvojici bitu 10, následuje tolik jedniček, kolik následujících bytů kóduje jeden znak Výhodné, protože většina znaků v textu je z 7b ASCII.

Počítač skříň (Case) klávesnice monitor myš tiskárna scanner další zařízení

Co je uvnitř počítače? základní deska (motherboard) procesor (CPU) operační (vnitřní paměť) paměť grafická „karta“ (graphic card) může být integrována na MB pevný disk (hard disc)

Co je uvnitř počítače? DVD jednotka síťová karta, modem různé levnější varianty CD-R, CD-RW síťová karta, modem zvuková karta, TV, radio karta může být integrované na MB

Procesor mozek počítače rychlost - důležitý parametr šířka slova počet operací za 1 sekundu MHz (dnes už GHz) šířka slova počet bitů, které je možné zpracovat během jediné operace 32 b v současné době jsou na trhu již 64 b procesory

Vnitřní paměť Paměť kapacita paměti 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