2.2  Technické vybavenie počítača

Osobné počítače sú konštruované tak, že základné prvky technického vybavenia počítača sú umiestnené na základnej (materskej, tzv. matičnej) doske - motherboard. Ostatné prvky sú umiestnené na prídavných doskách a tieto sú k základnej doske pripojené cez konektory. Na základnej doske je umiestený mikroprocesor, operačná pamäť RAM, pamäť ROM, sériové a paralelné rozhrania pre pripojenie prídavných zariadení, hodiny reálneho času, CMOS pamäť, systémová zbernica, prípadne pri novších typoch aj zvuková a grafická karta, resp. sieťová karta alebo fax/modem.

Mikroprocesor plní tieto funkcie:

u       riadi prácu celého počítača (riadiaca jednotka),

u       uskutočňuje výpočty a logické operácie (aritmeticko-logická jednotka).

Riadiaca jednotka - riadi a kontroluje prácu počítača podľa programu, ktorý je uložený v pamäti. Koordinuje prácu všetkých prídavných zariadení, obvodov operačnej pamäte a jednotiek vonkajších pamätí (disky, diskety a pod.).

Aritmetická a logická jednotka - realizuje sčítanie, odčítanie, násobenie, delenie, logický súčet (OR), logický súčin (AND), porovnanie obsahov jednotlivých bitov.

Vývoj mikroprocesorov, ako sme už spomínali, zaznamenal búrlivý rozmach. Základným typom mikroprocesora, ktorý je použitý v počítačoch typu IBM je mikroprocesor Intel (ale aj Cyrix, NexGen, AMD, Motorola a iné).

Podľa výkonu a architektúry rozlišujeme mikroprocesory:

8 bitový - Intel 8086, Intel 8088,

16 bitový - Intel 80286,

32 bitové - Intel 80386, Intel 80486,

64 bitové - Pentium (je vytvorený na báze Intel 80386 a má 64 bitové rozhranie pre údajovú zbernicu).

Rýchlosť práce mikroprocesoru sa nazýva taktovacia frekvencia procesora a udáva sa v megahertzoch (MHz). Procesor s taktom 33 MHz spracuje 33 miliónov pracovných krokov za sekundu. Súčasné mikroprocesory pracujú bežne s frekvenciou stoviek Mhz, novšie dokonca aj v jednotkách gigahertzov (napr.: 1,6 GHz).

Pamäť

Operačná pamäťje označovaná ako pamäť RAM (Random Access Memory). Je to zariadenie, ktoré slúži na dočasné uloženie údajov alebo aplikácií, s ktorými počítač pracuje. Údaje, ktoré sa nachádzajú v dokumentoch, tabuľkách, databázach alebo v súboroch iného typu, musia byť na určitý okamžik uložené do pamäte RAM. Až potom môže programové vybavenie použiť procesor na spracovanie údajov. Po zapnutí počítača je pamäť RAM prázdna, až postupne sa zapĺňa údajmi vo forme 0 a 1, ktoré sa prečítajú z disku alebo vytvoria pri práci s počítačom. Po vypnutí počítača všetko, čo bolo v pamäti RAM, zmizne. Do pamäte RAM môžeme údaje nielen zapisovať, ale sú prístupné aj na čítanie. Kapacita sa udáva v kb, MB, Gb.

Pamäť typu ROM(Read Only Memory) sa nazýva pamäťou permanentnou. Jej obsah je do nej vypálený a údaje sa z nej dajú len čítať. Je to pamäť energeticky nezávislá, jej obsah zostáva zachovaný aj po vypnutí počítača. V pamäti ROM bývajú uložené:

u       testovacie programy - testujú po zapnutí počítača stav všetkých jeho častí,

u       zavádzací program - tento z disku zavedie do pamäte RAMjadro operačného systému, program pre riadenie vstupu a výstupu - BIOS.

Pamäť CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sa používa ako vnútorné hodiny a kalendár. Okrem toho sú v nej uložené informácie o samotnom počítači - koľko a akých je na počítači diskov, disketových jednotiek a ďalšie nastavenia.

Aj keď operačná pamäťpočítača RAM je veľmi rýchla, má jednu veľkú nevýhodu, je závislá na elektrickom napätí, jej obsah sa stratí v momente, keď nemá elektrické napájanie. Našťastie existujú pamäte, ktoré umožňujú výsledky práce na počítači natrvalo nielen uchovať, ale sa k ním kedykoľvek podľa potreby vrátiť. Túto možnosť dávajú užívateľom pamäte, ktorých obsah zostane nedotknutý aj po vypnutí elektrického prúdu. Tieto prostriedky sa nazývajú nosiče údajov.

Nosiče údajov možno rozdeliť podľa niekoľkých kritérií. Z hľadiska metódy prístupu k údajom, ktoré sú na nich uložené sa delia na:

u       zariadenia so sekvenčným prístupom - údaje sa zapisujú a čítajú postupne za sebou,

u       zariadenia s náhodným prístupom - možnosť priameho prístupu k požadovaným údajom.

Podľa princípu záznamu:

u       magnetické nosiče údajov - sem možno zaradiť magnetické disky, diskety, magnetické páskové pamäte,

u       magneticko - optické - WORM nosiče,

u       optické nosiče - CD, DVD,

u       nosiče s neprchavými pamäťovými čípmy - nestrácajú obsah pri vypnutí počítača, napr. typu EPROM  a EEPROM  (Electric Erasable Programmable Read-Only Memory). Ide o vymazateľné, programovateľné pamäte, z ktorých počítač len číta údaje.

Magnetické nosiče údajov

Magnetické disky sú najčastejšie používanými nosičmi údajov v súčasných počítačoch. Umožňujú ukladanie a čítanie údajov. Ich kapacita sa pohybuje od niekoľko sto kilobytov (kB) až po niekoľko desiatok gigabytov (GB). Predtým, než môžeme na disk zapísať určité údaje, je potrebné disk naformátovať. Formátovaním sa vytvorí na disku mapa, ktorá umožňuje mechanike disku ukladať a vyhľadávať údaje určitým spôsobom. Formátovaním sa disk rozdelí na sektory (kruhové výseče) a stopy (sústredné kružnice). Spojením dvoch alebo viacerých sektorov na jednej stope vzniká skupina alebo blok (cluster). Blok je najmenšou jednotkou, ktorú používa OS (Operačný Systém) pre ukladanie údajov. Počet sektorov a stôp na disku určuje jeho kapacitu. Po vytvorení sektorov a stôp vytvára disková mechanika na začiatku tabuľku, ktorá sa nazýva FAT tabuľka (File Allocation Table) umiestnenia súborov. Do tejto tabuľky odkladá OS informácie o štruktúre adresára disku, o tom, ktoré skupiny sektorov disku sú použité pre uloženie súborov. Po naformátovaní disku je tento pripravený na zápis alebo čítanie údajov.

Magnetické nosiče poznáme:

pevné disky (HD - hard disky) - sú nosiče, ktorých kapacita v súčasnosti je od 40 GB vyššia. Pevný disk je uložený v pevnom púzdre, ktoré chráni vnútorné časti pred prachovými časticami. Klasické pevné disky sú neprenosné, zabudované v centrálnej jednotke, čoraz častejšie sa stretávame s prenosnými diskami (mobile rack).

diskety (FD - floppy disky) - sú nosiče na uchovanie údajov v počítačovej forme. Samotná disketa je tenký kotúč vyrobený z plastickej fólie, na ktorú je nanesená tenká aktívna magnetická vrstva. Kotúč je uzatvorený do papierového alebo plastového obalu. Podľa veľkosti sa rozdeľujú na dve hlavné skupiny:

5,25"(palcové) diskety (tieto nájdeme už len na starších počítačoch),

3,5"(palcové) diskety.

Typ diskety, ktorú môžeme na počítači používať je daný nainštalovanou mechanikou. Obidve skupiny diskiet sa ďalej rozlišujú podľa hustoty záznamu údajov na diskety s dvojitou hustotou "double density" - DD a diskety s vysokou hustotou zápisu údajov "high density" - HD. Diskety 5,25" DD majú kapacitu 360kB, diskety 5,25" HD majú kapacitu 1,2 MB, diskety 3,5" DD majú kapacitu 760kB, diskety 3,5" HD majú kapacitu 1,44 MB.

Disketu môžeme naformátovať aj na vyššiu kapacitu, napr. 1,7 MB, ale dá sa používať len v spolupráci so špeciálnym programom.

ZIP alebo A disky (drive) - sú nosiče, ktorých kapacita v súčasnosti je okolo 100 MB. Sú to "špeciálne" diskety v pevnom púzdre. Môžeme s nimi pracovať len na počítači, ktorý má danú mechaniku. Vedia čítať aj "klasickú" disketu, ale nevedia na ňu zapisovať.

Magnetopáskové nosiče údajov - sem zaraďujeme údajové pásky, streamery. Tieto nosiče sa používajú v praxi na zálohovanie a archivovanie údajov.

Nosiče údajov, pri ktorých je použitý laserový paprsok

Do tejto skupiny je možné zaradiť optické nosiče:

optické nosiče (CD  - Compact Disk) - CD ROM  a CD RW (ReWritable) nosiče môžu obsahovať 650 až 700 MB ľubovoľných údajov na 12 cm priemeru. Sú určené pre ukladanie veľkého objemu údajov, v prípade CD ROM sa dajú údaje zapísať a nie je ich možné vymazávať, iba "prihrávať" (dopĺňať) na rozdiel od CD RW nosičov, ktoré môžeme viacnásobne vymazávať a znova nahrávať.

optické nosiče (DVD - Digital Video Disk) - DVD ROM a DVD RW môžu obsahovať 4 až 8 krát viac údajov ako CD. Pôvodne boli vyvinuté pre uschovanie digitálneho zvuku a video záznamu pre filmový priemysel, ale môžu sa použiť aj na údaje a programy.

Nosiče s pamäťovými čípmi

Tieto typy pamäťových nosičov sa uplatňujú predovšetkým v leteckej doprave, verejnej doprave, v evidencii osôb a pod. Stretávame sa s nimi pri používaní bezhotovostných platieb a majú formu plastických kariet. Karty sú vybavované elektricky programovateľnou pamäťou EEPROM a pevnou pamäťou ROM. Na karty možno zakódovať napríklad údaje o užívateľovi, dátum odletu a iné potrebné údaje.