ZÁKLADNÍ JEDNOTKA

PDF verze pro tiskCvičení

Line

Obsah:

Line

ČÁSTI ZÁKLADNÍ JEDNOTKY

Je to ústřední část PC a tvoří ji skříň různých tvarů a rozměrů. Je to nejdůležitější část počítače, protože v ní probíhají všechny pracovní a výpočetní operace. V základní jednotce jsou uloženy tyto části:

  1. Základní modul (základní deska, main board, mother board)

  2. Rozšiřující moduly (pro připojení vstupně/výstupních zařízení, pro spojení počítačů do sítě a pod.)

  3. Mechanika pružných disků, u nových počítačů také CD jednotka

  4. Pevný disk

  5. Zvuková karta sloužící ke zpracování zvuku

  6. Videokarta – pro zpracování obrazu na obrazovku

  7. Interní modem – ke komunikaci pomocí telefonní linky

  8. Síťová karta k připojení do lokální sítě (LAN) – propojení s jinými počítači na krátké vzdálenosti

  9. Zdroj pro napájení celého počítače.

základní deska

mechaniky

základní deska

mechaniky

pevný disk

grafická karta

pevný disk

grafická karta

 

Při běžné práci uživatel přichází do styku hlavně s jednotkami pružných disků, s CD jednotkou a pevným diskem.

Základní jednotka je prostřednictvím kabelů s konektorovými zakončeními spojena s dalšími zařízeními konfigurace. U PC jsou tyto konektory konstruovány tak, aby do nich nebylo možné zapojit nepatřičné zařízení (u nových počítačů je to i barevně označeno). Spojovací kabely zapínáme do konektorů vždy jen při vypnutém zařízení. Podle požadavků uživatele lze počítač přizpůsobit pro danou aplikaci výměnou nebo přidáním speciálních karet do volných konektorů (pozic, slotů), které jsou součástí základní desky.

Na obsah

Line

ROZHRANÍ

Mezi počítačem a libovolnou periférií musí být nadefinováno ROZHRANÍ (interface, port). Jsou to určitá pravidla vzájemné komunikace základní jednotky s perifériemi. Rozhraní definuje, jaké pomocné signály kromě vlastních dat se budou používat a jaký bude jejich význam. Fyzicky jsou to zásuvky nebo zástrčky na zadní straně počítače a elektronika pro jejich obsluhu. Rozhraní může být:

  • Paralelní port (tiskárny, scannery, ...)

  • PS/2 port (myš, klávesnice)

  • Sériový port (mobilní telefon, ...)

  • VGA port (připojení monitoru, dataprojektoru...)

  • USB (Universal Serial Bus) port (digitální fotoaparát, myš, klávesnice, tiskárna, apod.

  • S-video (televize)

  • IrDA – infraport (bezdrátové připojení mobilních telefonů, PDA, mobilních tiskáren)

  • IEEE 1394 /Firewire,i-link) (připojení videokamer)

  • PCMCIA (rozšíření o bezdrátovou síťovou kartou (Wi-Fi), Bluetooth, ...)

 

PS/2 port

PS/2 port

 

Sériový port

Sériový port

 

Paralelní port

Paralelní port

 

USB port

USB port

Na obsah

Line

OVLÁDACÍ PRVKY

Ovládací prvky se nacházejí na vnější straně základní jednotky, nejčastěji vpředu a vzadu.

Vpředu se nachází:

  • kontrolky:

    • POWER: zelená kontrolka. Když svítí, počítač je zapnut a napájen elektrickým proudem. Někdy nenajdeme slovo POWER, ale značku rozsvícené žárovky nebo blesku.

    • H.D.D.: červená kontrolka, která uživatele upozorňuje, že mikroprocesor právě pracuje s pevným diskem.

  • tlačítka

    • POWER: tlačítko pro zapnutí počítače (v současnosti již znovu může sloužit k vypnutí počítače - jako START-vypnout)

    • RESET: tlačítko pro “restartování” počítače - tzv. TEPLÝ START. Po jeho použití se počítač chová stejně, jako kdybychom ho vypnuli a znovu zapnuli.

    • TURBO: tlačítko pro volbu rychlosti práce počítače. Když ho zapneme, počítač pracuje vyšší rychlostí a zároveň se rozsvítí světelná kontrolka TURBO.

Vzadu se nejčastěji nachází síťový vypínač základní jednotky (černý přepínač, 2 pozice 0/1)

Na předním panelu dále nalezneme vyhazovací tlačítka pro ovládání mechaniky pružných disků a tlačítka pro ovládání CD jednotky a také hlavní vypínač. U nejnovějších počítačů slouží tento vypínač vlastně jen na zapnutí počítače, protože jeho vypnutí se provádí přímo z operačního systému Windows (od úrovně W98).

Na obsah

Line

ZÁKLADNÍ DESKA

Tento modul (MAINBOARD, MOTHERBOARD) je srdcem počítače, jsou v něm zabudovány všechny elektronické součástky a obvody, které vykonávají práci počítače. Je to velký obvod s plošnými spoji s množstvím patic, slotů a konektorů – „zástrček“ pro vložení konkrétních prvků.

Obsahuje:

  • centrální procesorovou jednotku - CPU, mikroprocesor

  • operační paměť

    • paměť CMOS (informace o systému)

    • BIOS uložený v paměti ROM

  • matematický koprocesor

  • systémovou sběrnici

  • porty pro připojení (klávesnice, malého reproduktoru, tlačítka Reset, indikátoru provozu, ventilátoru procesoru apod.) viz. rozhraní

Výrobci základních desek jsou např. Abit, Aopen, Asus, Biostar, ECS, FIC, Gigabyte, MSI, QDI, Sotlek apod.

základní deska

Na obsah

Line

MIKROPROCESOR

MikroprocesorJe to elektronická součástka, která je pověřena řízením práce celého počítačového systému, vykonává programové příkazy, koordinuje práci jednotlivých zařízení počítačové konfigurace a umožňuje spojení mezi nimi, je rozhodující pro výkonnost a rychlost počítače. Mikroprocesor je nejcharakterističtější součástkou počítače, ale jeho výkon bývá často naddimenzován.

V počítačích IBM PC a kompatibilních se používají mikroprocesory Intel 8088, 8086, 80286, 80386, 80486 a Pentium. S vyšším číslem roste výkonnost mikroprocesoru. V současnosti jsou na trhu mikroprocesory Pentium IV, které umožňují vysoce kvalitní grafické a multimediální práce na osobních počítačích. Další v současnosti používaná značka mikroprocesorů je AMD.

Základní charakteristiky mikroprocesoru jsou:

  1. Taktovací kmitočet (frekvence) - určuje rychlost práce mikroprocesoru, udává se v Hz (hercích), MHz a dnes už v GHz (1; 1,2; 1,6 GHz)

  2. Šíře datové sběrnice - udává počet vodičů tvořících datovou sběrnici a zároveň počet bitů, které je mikroprocesor schopen najednou zpracovat. Určuje rychlost přenosu dat mezi mikroprocesorem a operační pamětí a používáme ji pro označení třídy PC - 8, 16, 32- bitové počítače, u Pentia to je 64.

  3. Šíře adresové sběrnice - udává jak velkou část paměti je mikroprocesor schopen obsluhovat.

Na obsah

Line

MATEMATICKÝ KOOPROCESOR

Je to elektronický obvod, který slouží jako doplněk hlavního mikroprocesoru pro urychlení matematických výpočtů (až 100 krát). Používá se u aplikací náročných na rychlost výpočtů - počítačová grafika, kalkulační programy, projektování. Je možné ho instalovat i dodatečně. Pro plné využití koprocesoru je potřebné instalovat programy, které do dokáží využít. Největším výrobcem je firma INTEL, která nabízí obvody 8087, 80287, 80387SX, 80387 DX, 80487SX, které se používají s příslušným mikroprocesorem. Procesor 80487DX má již matematický koprocesor zabudovaný.

Line

SBĚRNICE

Je to technické zařízení, které slouží pro vzájemné propojení jednotlivých částí HARDWARU a přenos informací mezi nimi (fyzickými spoji, konektory, elektrickými signály a pod.). Tvoří ji svazek vodičů, kterými proudí informace, řídící signály nebo adresy mezi jednotlivými komponenty počítače. Skládá se tedy z adresové sběrnice pro přenos adres, z datové sběrnice pro přenos dat a z řídící sběrnice pro přenos řídících signálů. Existuje 6 základních standardů sběrnic: PC bus, ISA (Industry Standard Architecture) bus, mikrokanál MCA (Micro Channel Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture ) bus, VL (Vesa Local) bus a PCI (Peripheral Component Interconnet) bus. Sběrnice představuje do jisté míry kritické místo počítače, protože od její propustnosti závisí celkový výkon počítače. Např. data načtená z pevného disku do operační paměti nebo informace určené pro zobrazení na monitoru, procházejí na místo určení právě přes sběrnici. Když je sběrnice pomalá, omezuje v činnosti všechna ostatní zařízení a nutí je čekat.

Na obsah

Line

OPERAČNÍ PAMĚŤ

Je to vnitřní paměť PC, kterou tvoří integrované obvody. Slouží pro uložení operačního systému při práci počítače, pracují v ní programy, zpracovávají se zde data. Práce v operační paměti je mnohem rychlejší než práce s vnějšími pamětmi. Je to síť elektrických buněk, které jsou schopny udržet informace.

Dělí se na 2 základní části:

  • ROM (read only memory) Tato část operační paměti je naprogramovaná přímo výrobcem počítače a s jejím obsahem nemůže uživatel manipulovat. Jsou v ní uloženy elementární programy - testovací programy (např. pro testování technického stavu počítače a periferních zařízení po jejich spuštění, zjišťování konfigurace, test paměti RAM atd.), zaváděč operačního systému a modul BIOS. Její obsah se nedá měnit a po vypnutí počítače zůstává zachován.

  • RAM (random access memory) Je to pracovní oblast operační paměti, ve které mikroprocesor vykonává všechny funkce a výpočty. Po startu počítače se do ní zavádí operační systém a všechny odstartované uživatelské programy a data. Po vypnutí počítače její obsah mizí. Nejdůležitějším parametrem je kapacita paměti a doba přístupu k datům. První PC mívali kapacitu paměti SDRAM1, 2, 4, 8 MB, později 16 a 32 MB, v současnosti mají běžné PC kapacitu operační paměti 128, 256 MB a tento parametr se rychle zvyšuje. Čím víc operační paměti RAM počítač má, tím pružněji pracuje. Krátká doba přístupu je důležitá i z toho hlediska, aby nebyl zdržován rychlý mikroprocesor.

 

Vrstvy operační paměti:

  • do 640 kB - základní, konvenční. Obhospodařuje ji operační systém MS DOS. Je doplněna rezervovanými oblastmi pro paměť ROM.

  • 640 kB - 1 MB - systémová paměť

  • nad 1MB - horní - rozšířená, extended, XMS - překryvná, přídavná, expanded EMS

  • CMOS paměť - malá elektronická paměť napájená baterií. Obsahuje údaje o uspořádání počítače. Při dlouhém odstavení počítače se baterie “vybije” a počítač tyto informace zapomene.

  • Paměť CACHE - vyrovnávací paměť mezi rychlým mikroprocesorem a pomalejším zařízením (operační paměť, pevný disk, disketová jednotka). Uchovává data, která už mikroprocesor zpracoval, ale která ještě nebyla zařazená na výstupní zařízení.

Na obsah

Line

PEVNÝ DISK (HARDDISK)

Je to nevýměnná velkokapacitní disková paměť, která je schopna trvale uchovávat data i po vypnutí počítače. Pevný disk je uložený v základní jednotce a tvoří ho vlastní záznamový prostředek (disk) a čtecí/záznamové zařízení. Na pevném disku je uložený operační systém, který se ihned po spuštění počítače "natahuje" do operační paměti, jsou tu "uskladněny" aplikační programy i důležitá data velkého objemu. Pevný disk je tedy obrovskou vnější pamětí počítače, jejíž velikost s vývojem hardware průběžně roste.

Tvoří ho několik (většinou 2-5) kovových, keramických nebo skleněných disků-kotoučů velikosti 5,25” nebo 3,5”, umístěných na stejné ose, která jimi otáčí (někdy se jim říká plotny). Na povrchu kotoučů je nanesena magnetická vrstva (např. slitina kobalt-platina-chróm-bór). Do magnetické vrstvy se zapisují data. Na jednu plotnu se dnes vejde až 40 GB dat. Proti povrchům všech disků se na vzduchovém polštáři pohybují čtecí/záznamové hlavy, které data na disk zapisují, nebo je čtou. Hlavy jsou uloženy tak, aby je udržoval proud vzduchu vyvolaný rychlým otáčením ploten bezpečně nad magnetickým povrchem. Na rozdíl od diskety tu nedochází k vzájemnému mechanickému kontaktu mezi hlavou a povrchem disků. Tato konstrukce dosahuje vyšší kapacity a rychlosti přenosu dat proti disketě, ale zároveň zvyšuje citlivost systému na mechanické poškození. Celý mechanizmus je uložen v ochranném krytu, který bráni přístupu prachu, udržuje stabilní tlak vzduchu a pohlcuje hluk.

Povrch každého disku je rozdělen na soustředné kružnice (kružnice se společným středem), kterým říkáme stopy (tracks). Stopy se dělí na menší části, které se nazývají sektory. Každý sektor pojme stejné množství dat - 512 kB. Skupina stop uložených na jednotlivých plotnách přesně nad sebou, se nazývá cylindr. Podle polohy čtecí/záznamové hlavy pracujeme vždy s jedním cylindrem. Dále se používá další pojem cluster (klastr) - skupina sektorů. Po naformátování disku - vytvoření stop a sektorů, se na disku vytvoří tzv. tabulka FAT, do které se zapisují informace, kde se co na disku nachází (seznam souborů se seznamem clusterů, které jim odpovídají).

Dostane-li disk pokyn na vyhledání dat, sáhne nejprve do seznamu souborů v tabulce FAT a zjistí jeho umístění. Potom navede řadič pevného disku čtecí hlavu nad daný sektor. Proudem vzduchu vytvářeným pohybem ploten jsou běžné čtecí hlavy udržovány mimo kontakt s jejich povrchem. Nyní se otáčení zpomalí a hlavy se dostanou do kontaktu s magnetickou vrstvou. Přečtené informace jsou poslány do vyrovnávací paměti disku, odkud pokračují do procesoru nebo operační paměti počítače.

Z pevného disku se přesouvají programy a data do operační paměti RAM, zpracované údaje a výsledky práce se ukládají zpět na disk. Této činnosti říkáme diskové operace. Při přesunu dat do operační paměti svítí na základní jednotce kontrolka HDD (nebo symbol válečku).

Práce s pevným diskem neklade na uživatele žádné zvláštní nároky. U starších typů PC bylo před vypnutím potřebné vykonat “zaparkování” čtecího/záznamového zařízení - tedy jeho umístění do oblasti ve které nejsou data, aby nedošlo k jejich poškození. U nejnovějších typů se zaparkování vykonává automaticky při odpojení PC od elektrické sítě. Zaparkování je potřebné vykonat při přenášení počítače či jiné manipulaci s ním. Parkovací programy jsou: PARK, SHUTDOWN, SHIP.

Základní charakteristiky pevného disku jsou:

  • Kapacita - dosahuje dnes už desítky GB, např. 80GB.

  • Rychlost otáčení - rychlost otáčení osy spojující jednotlivé plotny. U běžných disků s rozhraním EIDE je to 5200-5400 ot./min., u špičkových až 7200 ot./min. Disky s rozhraním SCSI dosahují až 15000 ot./min.

  • Vyhledávací doba - čas, který potřebují čtecí hlavy, aby se dostaly k potřebné stopě na plotně.

  • Latence - čas, potřebný k natočení plotny tak, aby se pod čtecí hlavou ocitl požadovaný sektor.

  • Přístupová doba - součet vyhledávací doby a latence. Ve všech případech se jedná o milisekundy.

  • Přenosová rychlost - většina dnešních počítačů používá sběrnici Ultra DMA/66, která zvládne přenést 66 MB za vteřinu. Nejnovější standard rozhraní IDE Ultra DMA/100 umožňuje přenést 100 MB dat za vteřinu.

  • Velikost paměti cache HDD – 512 KB až 2 MB.

Pevný disk

Na obsah

Line

 

Poslední aktualizace: 03.12.2004

webmaster