Počítač a jeho komponenty
Osnova
- úvod
- základní architektura počítače
- základní deska (motherboard)
- procesor
- operační paměť
- úložná zařízení
- grafická karta
- sběrnice
- zdroj
- chlazení
- vstupní a výstupní zařízení
-
moderní trendy
- Počítač - zařízení určené ke zpracování informací podle předem daného programu
- Funguje na principu: vstup dat -> zpracování -> výstup výsledků -> ukládání dat
- Hardware vs software
- informace v počítači reprezentovány binárně (0 a 1)
- Moderní počítače vycházejí z tzv. von Neumannovy architektury -> (program i data uloženy ve stejné paměti)
- ZÁKLADNÍ ARCHITEKTURA POČÍTAČE
- procesoru (CPU)
- operační paměti (RAM)
- úložného zařízení
- sběrnic (propojení komponent)
- vstupních zařízení
- výstupních zařízení
- ZÁKLADNÍ DESKA (Motherboard)
- Základní deska propojuje všechny komponenty
- Obsahuje:
- patici pro procesor
- sloty pro RAM
- konektory pro disky
- PCIe slot pro grafickou kartu
- čipset (řídí komunikaci)
- BIOS/UEFI - spouští hardware při zapnutí (před OS)
- Bez základní desky by jednotlivé komponenty nemohly spolupracovat
- PROCESOR (CPU – Central Processing Unit)
- nejdůležitější součást počítače („mozek počítače“)
- postupně načítá instrukce z paměti, dekóduje je a vykonává
- řízení ostatních komponent
- provádění aritmetických a logických operací
- Vnitřní části procesoru
- ŘADIČ (Control Unit)
- řídí tok instrukcí
- určuje, jaké operace se mají provést
- ALU (Aritmeticko-logická jednotka)
- provádí matematické operace (sčítání, násobení)
- logické operace (AND, OR, NOT)
- REGISTRY
- velmi malé a velmi rychlé paměti uvnitř CPU
- uchovávají aktuálně zpracovávaná data
- ŘADIČ (Control Unit)
- Důležité parametry CPU
- Frekvence (GHz) - počet cyklů za sekundu
- Počet jader
- Moderní procesory mají více jader (např. 4, 8, 16)
- Každé jádro může zpracovávat vlastní úlohu
- Vlákna (threads)
- Technologie jako Hyper-Threading umožňují jednomu jádru zpracovávat více vláken
- Cache paměť
- Velmi rychlá paměť uvnitř procesoru
- zrychluje přístup k často používaným datům
- OPERAČNÍ PAMĚŤ (RAM - Random Access Memory)
- pracovní paměť počítače
- Vlastnosti:
- velmi rychlá
- data se po vypnutí smažou
- ukládá aktuálně spuštěné programy
- Čím více RAM:
- tím lepší multitasking
- tím méně dochází ke zpomalování systému
- Typy RAM: DDR4, DDR5
- ÚLOŽNÁ ZAŘÍZENÍ
- Slouží k dlouhodobému ukládání dat
- HDD (Hard Disk Drive)
- mechanické zařízení
- obsahuje rotující plotny
- pomalejší
- levnější
- SSD (Solid State Drive)
- bez pohyblivých částí
- používá flash paměť - omezený počet zápisů
- mnohem rychlejší než HDD
- odolnější vůči otřesům
- GRAFICKÁ KARTA (GPU - Graphics Processing Unit)
- specializovaný procesor pro výpočty grafiky (tisíce výpočetních jednotek)
- Používá se pro: zobrazování obrazu, 3D grafiku, hry, video rendering, AI
- Může být:
- integrovaná (součást CPU)
- dedikovaná (samostatná karta)
- SBĚRNICE
- Vodiče umožňují přenos dat mezi komponentami (kabely)
- Rozlišujeme:
- datovou sběrnici (přenáší data)
- adresovou sběrnici (určuje odkud kam se zapisuje)
- řídicí sběrnici (říká co se má dělat - čtení, zápis, synchronizace,…)
- Rychlost sběrnice ovlivňuje výkon systému (dnes je více sběrnic v jedné)
- ZDROJ
- Napájí všechny komponenty počítače - musí mít dostatečný výkon (př. 500W, 750W)
- Převádí: střídavý proud (230 V) -> stejnosměrné napětí (12 V, 5 V, 3,3 V)
- CHLAZENÍ
- Komponenty produkují teplo -> bez správného chlazení může dojít k přehřátí a poškození
- Používá se:
- vzduchové chlazení (ventilátory)
- kapalinové chlazení
- VSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ (zadávání dat do počítače)
- klávesnice, myš, scanner, mikrofon, webkamera
- VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ (zobrazování dat z počítače)
- Monitor, tiskárna, reproduktory, sluchátka
- MODERNÍ TRENDY
- vícejádrové procesory
- miniaturizace
- cloud computing
- specializované AI čipy
- energetická efektivita