Fotoshow

Matterhorn (4478 m)
Švýcarsko, Itálie

Kilauea
Hawai, USA

Info

Dnes je

svátek má .

Počasí Olomouc - Slunečno.cz


Hardware - úvod

Hardware

Hardware je pevné vybavení počítače, tzn. jeho komponenty. Naopak pojmem software rozumíme programové vybavení počítače.

Jednotlivé komponenty počítače můžeme vzhledem k funkci celé počítačové sestavy rozdělit na:

- základní komponenty – jsou nezbytné, např. procesor, operační paměť, pevný disk atd.

- periferie – mají rozšiřující funkci, např. monitor, klávesnice, myš, ale také tiskárna, scanner atd.

Jednotlivé počítačové komponenty mají své parametry, podle nichž se měří jejich výkon. Správná počítačová sestava by měla být vyvážená z hlediska výkonu všech komponent. V opačném případě vzniká efekt označovaný jako úzké hrdlo, kdy jedna pomalá komponenta brzdí ostatní, podstatně rychlejší.

Základní jednotky

V počítačových technologiích se používají dvě základní veličiny popisující nějakým způsobem výkon jednotlivých komponent počítače. Jedná se o paměť a kmitočet (frekvenci).

paměťová jednotka   popis
1 bit [1b]základ počítačové dvojkové soustavy,
jedna ze dvou možností (0 nebo 1)
1 byte [1B]= 23 bitů = 8 bitů
1 kilobyte [1kB]= 1024 bytů
1 megabyte [1MB]= 1024 kilobytů
1 gigabyte [1GB]= 1024 megabytů
1 terabyte [1TB]= 1024 gigabytů

Z popsaného principu vzniku jednotek označených jako bity (tj. zápis pomocí jedniček a nul) vyplývá i nutnost zavedení číselné soustavy, která využívá pro zápis každého čísla pouze dva znaky, tj. opět binární soustava jedniček a nul. Tato soustava je např. z matematiky známá jako dvojková soustava.

Př: Rozlož libovolné číslo v desítkové soustavě (mocniny čísla 10) a poté jej přepiš do dvojkové soustavy (mocniny čísla 2), např:
53 = 5*101 + 3*100,
v dvojkové soustavě potom:
53 = 1*25 + 1*24 + 0*23 + 1*22 + 0*21 + 1*20, tj. 110101.

Př: Jak tato "matematická" problematika souvisí s obrázkem vpravo?

- paměťové jednotky – udávají např. paměťovou kapacitu pevného disku, paměti RAM, disku DVD atd.

Př: Pokus se na příkladech řádově přiblížit velikost těchto jednotek, tj. kapacida CD, DVD, pevných disků atd. (více v kapitole Hardware - komponenty)

- jednotky frekvence – udávají rychlost kmitočtu, základní jednotkou 1Hz (1 Herz).

Příkladem kmitočtu může být např. taktovací frekvence procesoru, tj. jak rychle do něj proudí "balíčky" dat o velikosti 64bitů, aby je procesor zpracoval. Nebo kolikrát se obnoví obraz monitoru za 1 sekundu, tj. jeho obnovovací frekvence.

Hardware - von Neumannovo schéma počítače

Von Neumannovo schéma bylo navrženo roku 1945 americkým matematikem (narozeným v Maďarsku) Johnem von Neumannem, a to jako model samočinného počítače. Přestože tehdejší doba byla z pohledu vývoje výpočetní techniky na absolutním začátku, tento model zůstal s jistými výjimkami zachován dodnes.

Podle tohoto schématu se počítač skládá z pěti hlavních modulů:

Operační paměť : slouží k uchování zpracovávaného programu, zpracovávaných dat a výsledků výpočtu
ALU - aritmetickologická jednotka: jednotka provádějící veškeré aritmetické výpočty a logické operace
Řadič: řídící jednotka, která řídí činnost všech částí počítače
Vstupní zařízení: zařízení určená pro vstup programu a dat.
Výstupní zařízení: zařízení určená pro výstup výsledků, které program zpracoval

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.