4. Hardware počítače

Hardware = označení pro fyzické součásti počítače

Předchozí okruh: 3. Cloud a mobilní technologie

Von Neumannovo schéma

obecné schéma počítače s jeho nejdůležitějšími částmi
1945, americký matematik s maďarskými kořeny John von Neumann
součásti (moduly):
- Řadič/řídič
  - řídící jednotka všech částí počítače
  - řídící signály zasílány k modulům, stav modulů oznamován zpět k řídící jednotce
- ALU
  - arithmetic-logic-unit = aritmeticko-logická jednotka (výpočetní)
  - jednotka provádí veškeré výpočty a logické operace
  - obsahuje sčítačky, odčítačky, komparátory
  - řadič + ALU = procesor
- Operační paměť
  - slouží k uchování zpracovaného programu, zpracovaných dat, výsledků výpočtů apod.
- Vstupní zařízení
- Výstupní zařízení

Von Neumannovo schéma se liší od dnešních počítačů tím, že počítače dnes zvládají multitasking, zatímco počítač ze schématu pracoval pouze na jednom programu současně. Počítače tedy dnes obsahují vše výše zmíněné.

Komponenty počítače

= hardware počítače

Základní deska

deska s plošnými spoji, s množstvím konektorů a slotů pro připojení konkrétních prvků (socket pro procesor, sloty pro připojení rozšiřujících karet)
propojuje všechny komponenty do jednoho celku a poskytuje jim elektrické napájení
obsahuje čipové sady, tzv. chipset, které se starají o komunikaci mezi procesorem a sběrnicemi, sloty, řadiči a dalšími částmi
dva základní čipy na desce jsou
- Northbridge
  - systémový řadič
  - určuje jaká rychlost, druh procesorů, jaké množství a
    druh paměti RAM bude použit
  - je přímo spojen s CPU (procesorem)
- Southbridge
  - vstupně/výstupní řadič
  - obsluha pomalejších zařízení a procesů
  - není spojen přímo s procesorem

Procesor (CPU)

= central processing unit
výpočetní jednotka, řídí všechny procesy, nejdůležitější součástka, mozek počítače
výkon procesoru daný taktovací frekvencí (Hz), počtem jader a velikostí mezipaměti (=cache, urychluje přístupy do operační paměti RAM)
historicky byl CPU složen z řady elektronických součástek, avšak kolem roku 1970 byly všechny potřebné obvody sloučeny do jednoho integrovaného obvodu, který je označován jako mikroprocesor.

Paměť

operační paměť RAM (Random Access Memory)
- slouží pro ukládání a načítání informací se kterými počítač právě pracuje
- velmi rychlá, energeticky závislá, po vypnutí počítače se paměť vymaže
- pro chod počítače je nezbytná, bez dostatku paměti je počítač velmi pomalý
paměť ROM (Read Only Memory)
- dříve sloužila k nastartování a otestování počítače, byl na ní uložen BIOS (Basic Input Output System) a firmware
paměť EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)
- nahradila paměť ROM, protože je možné ji přepisovat, a tedy aktualizovat BIOS a firmware

Úložiště

HDD
SSD
SSHD
více v kapitole Záznamová média

Rozšiřující karty

grafická karta (GPU)
- specializovaný procesor zajišťující nutné výpočty dat pro vykreslování na monitor
- dnes přebírá veškeré grafické výpočty, je výhodné mít výstupy na více monitorů
- typy
  - integrované: sdílí část paměti s procesorem, úsporné, vhodné pro méně náročné výpočty
  - dedikované: vhodné pro náročnější výpočty, často má vlastní chlazení a vyžaduje dostatečně výkonný zdroj
zvuková karta
- rozšiřující karta pro vstup a výstup zvuku
- 3,5 mm jack pro sluchátka
síťová karta
- dnes často integrovaná v základní desce
- umožňuje připojení k síti
televizní/satelitní karta

Další komponenty

skříň
zdroj
- napájí počítač energií, musí být dostatečně silný
- větrák na zdroj
optická mechanika (ODD = optical disk drive)
- čtení zapsaných dat z CD, DVD
- některé umí i zápis dat
konektory a kabeláž
- USB a jeho typy (mini, micro, typ A, typ B, typ C)
- HDMI (high definition media interface)
- VGA (D-sub)
- 3.5 mm jack
- DVI konektor
- RJ 45 (síťové připojení)