Vypracoval: Ing. Juraj Palásthy
Hardware - tento pojem pochádza z angličtiny a znamená: železiarsky tovar, výzbroj, vybavenie armády, ako aj:
Technické vybavenie počítača: - je to súbor všetkých elektronických a elektrotechnických zariadení, z ktorých je samotný počítač zložený + príslušenstvo.
Každý počítač musí obsahovať 3 základné časti:
-
Matičná doska
-
Procesor
-
Pamäť
Matičná doska
Matičná doska (aj MB, základná doska, motherboard, mainboard, mobo) je doska obsahujúca elektronické súčiastky tvoriace základné prvky osobného počítača, alebo iného elektronického zariadenia založeného na procesoroch. Matičná doska je zjednocujúcim prvkom v počítači, všetky ostatné moduly, súčasti, diely a periférie sa priamo, alebo nepriamo vkladajú, alebo pripájajú k matičnej doske.
Matičná doska je jedna z najdôležitejších súčiastok moderného počítača. Počítač, ako celok je postavený na modulárnom (stavebnicovom) princípe, kde je možné jednotlivé funkčné moduly meniť. Základným modulom každého počítača je práve matičná doska. Ďalšie moduly (komponenty) sú pripojené priamo na matičnú dosku. Matičná doska je mechanicky pripevnená v skrinke počítača a elektricky napájaná zo zdroja. Väčšina rozširujúcich kariet je potom napájaná z matičnej dosky. Hlavnú riadiacu funkciu má centrálny procesor (CPU), ktorý je uložený v pätici (socket, slot, ZIF). Moduly osadené do základnej dosky (ako napr. druh procesora alebo typ pamäte) sú určené tým, akú čipovú sadu a aký druh konektorov matičná doska obsahuje.
Matičná doska obsahuje tzv. zbernicu - sadu konektorov umožňujúce pripojiť rozširujúce karty, soket - konektor pre pripojenie procesora, pamäťové sloty - pre pripojenie pamäťových modulov, IDE alebo SATA konektory pre pripojenie mechaník (optické, alebo pevné disky) a sadu konektorov pre pripojenie ovládačov, kontroliek a výstupov počítačovej skrinky. Dôležitou súčasťou matičnej dosky je BIOS (Basic Input Output System) - čip obsahujúci riadiaci program matičnej dosky, s možnosťou uloženia voliteľných parametrov a nastavení. Doska zároveň obsahuje hodinový obvod s reálnym časom. Nastavenia BIOSU sú zálohované batériou, ktorá zároveň zabezpečuje chod hodín aj pri odpojenom napájaní.
Procesor
Je to subsystém systému spracovania dát, ktorý prijíma informácie zakódované predtým vstupným subsystémom, a ktorý údaje potom spracováva a odosiela na výstupný subsystém, kde sa opäť dekódujú na informáciu.
CPU (skr. z angl. central processing unit, často prekladané ako centrálna procesorová jednotka) je hlavný procesor počítača. Interpretuje, vykonáva alebo spracúva inštrukcie alebo dáta programu vo forme strojového kódu. CPU sa v slovenčine oficiálne označuje ako procesor základnej jednotky alebo skrátene základná jednotka alebo procesor (tiež: procesor ústrednej jednotky, centrálny procesor, ústredný procesor).
Osobný počítač (PC) obsahuje obvykle len jeden procesor. V minulosti sa objavili aj riešenia s viacerými procesormi (dvojprocesorový, štvorprocesorový). Dnes sa dáva prednosť jedinému, ale viacjadrovému procesoru. Existujú superpočítače s viacerými integrovanými procesormi, ktoré vzájomne spolupracujú.
CPU interpretuje a vykonáva inštrukcie obsiahnuté v softvéri a vykonáva výpočty. Podľa Von Neumannovej schémy je táto úloha rozdelená medzi riadiacu jednotku, ktorá usmerňuje tok programu a jednu alebo viac výkonných jednotiek, ktoré vykonávajú operácie na údajoch. Spravidla sa teda CPU skladá z dvoch základných častí:
-
Aritmeticko-logická jednotka (angl. Arithmetic-Logic Unit – ALU)
-
Riadiaca jednotka (angl. control unit)
Ďalšie významné časti sú:
-
sada registrov, ktoré uchovávajú operandy a medzivýsledky. Napríklad procesor s architektúrou x86 obsahujú cca. 16 registrov. Z toho sú 4 univerzálne (EAX, EBX, ECX, EDX), 2 indexové (ESI, EDI), 3 registre ukazovateľov (EIP, ESP, EBP) a 6 segmentových (DS, ES, FS, GS, SS, CS).
-
MMU (jednotka správy/prideľovania pamäte)
Delenie procesorov
-
Delenie podľa šírky operandu. Je to počet bitov, ktoré je schopný procesor spracovať v jednom kroku. Pre jednoduché aplikácie sa používajú štvorbitové a osembitové procesory. Osobné počítače, laserové tlačiarne obsahujú 32 a 64 bitové procesory.
-
Delenie podľa štruktúry
-
Procesor pre osobný počítač, alebo server. Spravidla sa jedná o veľmi rýchle procesory, s rozsiahlou inštrukčnou sadou, jednotkou pre ochranu mapovania pamäte, jednotkou pre výpočet v plávajúcej desatinnej čiarke a rozsiahlou pamäťou cache. Jednotka ochrany a mapovania pamäte umožňuje chod viacúlohových operačných systémov (multitasking). Prvými takýmito procesormi boli procesory Motorola 68000 a Intel 80x86.
-
Jednočipový počítač je procesor s univerzálnym jadrom a súčasne integrovanými základnými periférnymi obvodmi, ktorý je schopný samostatnej funkcie. Priekopníkom bol 8 bitový procesor Intel i8051, ktorý po prvýkrát integroval všetky základné periférie (jadro procesoru, RAM, EEPROM, čítače a časovače) na jednom čipe a 16bitový technologický procesor Siemens SAB 80C166, ktorý prvý krát integroval A/D prevodníky, komunikačné linky a systém čítačov (časovačov) prerušení.
-
DSP - signálový procesor je procesor zameraný na spracovanie signálov. DSP je optimalizovaný na čo najrýchlejšie opakovanie jednoduchých matematických algoritmov, so zameraním na spracovanie signálu. Súčasné DSP obsahujú naviac rýchle komunikačné linky.
-
-
Delenie podľa počtu jadier
V súčasnosti ide vývoj v procesoroch smerom k integrácii viacerých jadier (čiže vlastne viacero procesorov) do jediného čipu. Tento trend je badateľný ako u procesorov pre osobné počítače, tak aj pri DSP. Procesory podľa tohto delenia teda poznáme jednojadrové a viacjadrové. Zvyšovanie počtu jadier si v podstate vynútili fyzikálne obmedzenia (frekvencia, stratový výkon, teplota). Ukazuje sa, že pri zachovaní doterajšej výrobnej technológie je možné integrovaním väčšieho počtu jadier dosiahnuť väčší výkon pri takmer rovnakej ploche kremíkového čipu. Dnešné systémy sú vlastne len násobené počty doterajších procesorov na jednom čipe. Trendom do budúcnosti je vyriešenie nových štruktúr spolupráce, zdieľania prostriedkov, vzájomné prepojenie jadier a pod. Otázkou je aj spolupráca s operačnými systémami. Vzniknú nové štruktúry procesorov s lepším rozdelením vzájomnej spolupráce.
Operačná pamäť
Operačná pamäť (niekedy označovaná aj ako „hlavná pamäť“) počítača je pamäťou, v ktorej sa ukladajú dáta, ktoré procesor počítača momentálne nespracováva, ale budú potrebné neskôr. Veľkou prednosťou operačnej pamäte oproti ostatným druhom pamätí (napr. oproti pevnému disku) je jej rýchlosť. Dáta do nej totiž možno uložiť/z nej načítať niekoľkonásobne rýchlejšie, ako by to bolo možné napríklad pri použití pevného disku. Procesor a ostatné komponenty počítača, ktoré sa potrebujú k uloženým informáciám dostať, tak nemusia na prístup k nim príliš dlho čakať.
Operačná pamäť je štruktúrovaná pomocou stĺpcov a riadkov. Do oblastí, ktoré vznikli takýmto rozdelením pamäte sa zmestí len určité množstvo údajov. Operačná pamäť každého počítača je energeticky závislá, čo v praxi znamená, že po prerušení dodávky elektrického prúdu alebo po vypnutí počítača, sa všetky údaje, ktoré obsahovala, vymažú. Príčinou tejto energetickej závislosti sú použité moduly operačnej pamäte. Ich nahradenie inými modulmi, ktoré by boli energeticky nezávislé (tzv. MRAM moduly), však v súčasnosti ešte nie je možné. Takéto moduly sú totiž príliš pomalé a to by znižovalo výkon počítačov. Operačnú pamäť nájdeme v počítači najčastejšie v podobe pamäťového modulu. Časom sa podarilo vyrobiť niekoľko druhov operačných pamätí. Hlavne v 90-tych rokoch prevažovali pamäte s označením SIMM ale objavovala sa aj tzv. EDO-RAM pamäť. V dnešných počítačoch nájdeme prevažne moduly s označením DIMM, SDR, DDR. Najnovším typom operačnej pamäte je DDR2-SDRAM.
Otázky:
-
Kde v počítači môžeme nájsť matičnú dosku?
-
Aké delenie procesorov poznáte?
-
Môže počítač spoľahlivo pracovať bez procesora?
-
V akých jednotkách sa udáva kapacita operačnej pamäte?
Zdroj: