POÍTAOVÝCH SYSTÉMŮ - mvso.cz · Informatika se skládá ze čtyř základních kamenů,...

ARCHITEKTURA

POČÍTAČOVÝCH

SYSTÉMŮ S T U D I J N Í O P O R A P R O K O M B I N O V A N É

S T U D I U M

Moravská vysoká škola Olomouc, o.p.s., 2018

ARCHITEKTURA POČÍTAČOVÝCH

SYSTÉMŮ

Mgr. Jiří Martinů

© Moravská vysoká škola Olomouc, o. p. s.

Autor: Mgr. Jiří Martinů

Olomouc 2018

Obsah

Úvod 10

Význam abstrakce, reprezentace a interpretace informací, booleovská logika 11

1.1 Abstrakce 12

1.1.1 Abstrakce v počítačové vědě 12

1.2 Reprezentace a interpretace informací 13

1.2.1 Reprezentace informací 13

1.3 Interpretace informací 16

1.4 Booleovská logika 18

1.4.1 Historie 18

1.4.2 Logické funkce 19

Data, informace a znalosti, zobrazení informace v počítačových systémech 23

2.1 Data, informace a znalosti 24

2.2 Zobrazení informace v počítačových systémech 25

2.2.1 Binární soustava 25

2.2.2 Převod z binární do dekadické soustavy 26

2.2.3 Převod z dekadické soustavy do binární 26

2.2.4 Zobrazení informace v číselné podobě 26

2.2.5 Zobrazení znakové informace 27

Číselné soustavy a operace s nimi 30

3.1 Číselné soustavy 31

3.1.1 Binární soustava 31

3.1.2 Oktalová soustava 31

3.1.3 Hexadecimální soustava 31

3.2 Převody mezi soustavami 32

3.2.1 Převod z dekadické soustavy do binární 32

3.2.2 Převod z binární do dekadické soustavy 33

3.2.3 Převod z dekadické do oktalové soustavy: 33

3.2.4 Převod z oktalové soustavy do dekadické soustavy: 34

3.2.5 Převod z binární a dekadické soustavy do hexadecimální soustavy: 34

3.2.6 Aritmetické operace s binárními čísly 35

3.2.7 Sčítání 35

3.2.8 Odčítání 36

3.2.9 Násobení 36

Základní princip počítače, rozdělení na hw a sw, jejich vzájemná dělba a synergie 38

4.1 Základní princip počítače 39

4.2 HW a SW 40

4.2.1 Hardware 40

4.2.1.1 Skříň počítače 40

4.2.1.2 Základní deska 40

4.2.1.3 Porty 41

4.2.1.4 Sběrnice 42

4.2.1.5 Procesor (CPU – Central Processing Unit) 42

4.2.1.6 Operační paměť 43

4.2.1.7 HDD – pevný disk 43

4.2.1.8 Monitor 44

4.2.1.9 Klávesnice 44

4.2.1.10 Myš 44

4.2.2 Software 44

4.2.2.1 Operační systémy 45

4.2.2.2 Windows 45

4.2.2.2.1 Historie verzí Windows 46

4.2.3 Unix/Linux 54

4.2.4 Linux 55

4.2.5 Mac OS 55

Von Neumannova architektura, generace a typy počítačů 58

5.1 Von Neumannovo schéma 59

5.1.1 Generace a typy počítačů 60

5.1.1.1 Nultá generace 60

5.1.1.2 První generace 61

5.1.1.3 Druhá generace 62

5.1.1.4 Třetí generace 63

5.1.1.5 Čtvrtá generace 63

Druhy pamětí, RAM, ROM, CPU, charakteristika, typy procesorů, registry, instrukce 66

6.1 Druhy pamětí 67

6.1.1 ROM 69

6.1.2 PROM 69

6.1.3 EPROM 69

6.1.4 EEPROM 69

6.1.5 Flash 69

6.1.6 RAM 70

6.1.6.1 DRAM 70

6.1.6.2 SRAM 70

6.1.7 Dělení RAM (DDR) 70

6.1.7.1 DDR 70

6.1.7.2 DDR2 71

6.1.7.3 DDR3 71

6.1.7.4 DDR4 71

6.2 Procesor (CPU) 71

6.2.1 Typy procesorů 72

6.2.1.1 Typy procesorů Intel: 72

6.2.1.2 Typy procesorů AMD: 73

6.3 Registry 74

6.3.1 Cache 74

6.3.2 Instrukční sada 75

Pevné a přenosné disky, jejich struktura, technologie pro uložení dat 77

7.1 Pevný disk 78

7.1.1 Interní část disku 79

7.1.2 Formátování disků 79

7.1.2.1 Nízkoúrovňové 79

7.1.2.2 Vysokoúrovňové 80

7.1.3 Magnetooptický disk 80

7.1.4 Přenosné disky 81

7.1.4.1 CD/DVD 81

7.1.5 USB flash disk 82

7.1.6 SSD 82

7.1.7 Hybridní disk 82

7.1.8 Paměťové karty 83

7.1.8.1 Typy paměťových karet: 84

Hlavní deska počítače, propojení bloků, sběrnice, řadiče, přídavné karty, BIOS 86

8.1 Hlavní deska počítače 87

8.1.1 Form Factor 88

8.1.1.1 Formáty 88

8.2 Sběrnice 88

8.3 Chipset 90

8.3.1 Southbridge 90

8.3.2 Northbridge 90

8.3.3 Řadič 91

8.4 Grafické karty 92

8.5 Zvukové karty 92

8.6 Síťové karty 93

8.7 Televizní karty 93

8.7.1 Druhy televizních karet: 93

8.8 BIOS 94

Periferní zařízení, jejich klasifikace a základní vlastnosti 97

9.1 Periferní zařízení 98

9.1.1 Vstupní zařízení 98

9.1.1.1 Klávesnice 98

9.1.1.2 Myš 99

9.1.1.3 Scanner 99

9.1.1.4 Mikrofon 100

9.1.1.5 Touchpad 100

9.1.2 Výstupní zařízení 100

9.1.2.1 Monitor 100

9.1.2.2 Tiskárna 100

9.1.2.3 Reproduktor 101

9.2 Rozhraní 101

Grafické adaptéry a zobrazovací jednotky, jejich principy, grafika 105

10.1 Grafická karta 106

10.1.1 Obraz 106

10.1.2 API 106

10.1.3 Čím je grafická karta tvořena? 107

10.1.3.1 GPU 107

10.1.3.2 Paměť grafického adaptéru 107

10.1.3.3 Výstup grafické karty 108

10.1.3.4 Integrovaná grafická karta 108

10.2 Monitor 108

10.2.1 CRT 108

10.2.1.1 Úhlopříčka monitoru: 109

10.2.1.2 Ovládání monitoru: 109

10.2.2 LCD monitor 109

10.2.2.1 Úhlopříčka 110

10.2.2.2 Rozhraní 110

Účel SW, jednotlivé vrstvy – rozhraní, logika, datové struktury 112

11.1 Vícevrstvá architektura SW 113

11.1.1 Vícevrstvost architektury 114

11.1.1.1 Počet vrstev 114

11.1.2 Výhody vícevrstvých architektur 114

11.1.3 Nevýhody vícevrstvých architektur 115

11.2 Třívrstvá architektura 115

11.2.1.1 Logická vrstva 116

11.2.1.2 Datová vrstva 117

Klasifikace softwaru, licenční politika 119

12.1 Klasifikace softwaru 120

12.2 Licenční politika 120

12.2.1 EULA (End User Licence Agreement) 121

12.2.2 BSD 121

12.2.3 GPL 121

12.2.4 Copyleft 122

12.2.5 LGPL 122

12.2.6 MIT 122

12.2.7 MPL 122

12.2.8 Open Source 122

12.2.9 Volné dílo 123

12.2.10 Public domain 123

12.2.11 Autorský zákon 123

Úvod

Cílem předmětu je seznámit studenta s architekturou počítačových systémů.

Čtenář se v rámci těchto opor seznámí se základními komponenty, ze kterých je složen počítač,

s používanými číselnými soustavami, licenčními politikami a dalšími základními informacemi,

které souvisí s počítačovou vědou.

Tato studijní opora si neklade za cíl pokrýt detailně veškeré aspekty probíraných témat. Slouží

jako doplnění k přednáškám, případně jako materiál k samostudiu. Zájemce o hlubší studium

této problematiky odkazujeme na doporučenou literaturu a další zdroje (elektronické i jiné).

Hodně štěstí při studiu.

Kapitola 1

Význam abstrakce,

reprezentace a

interpretace informací,

booleovská logika

Po prostudování kapitoly budete umět:

charakterizovat pojmy reprezentace a interpretace informací vyjmenovat podoby dat charakterizovat základní jednotku informace rozlišovat logické funkce

Klíčová slova:

Abstrakce, informace, Bit, Byte, slovo, nibble, George Boole, konjunkce AND, dis-

junkce OR, logická negace NOT, výlučný logický součet XOR, NAND, NOR.

ARCHITEKTURA POČÍTAČOVÝCH SYSTÉMŮ 12

1.1 Abstrakce

Jedná se o záměrné skrytí informací, které nejsou v danou chvíli a pro daného příjemce důležité.

Běžný uživatel automobilu může např. automobil dobře řídit bez toho, aby věděl, jak pracuje motor

uvnitř, kolik má daný motor válců, případně jakým typem mikroprocesoru je osazena řídící jednotka

vstřikovacího čerpadla. Tyto informace nejsou pro samotné řízení důležité a mohou zůstat řidiči

skryty bez toho, aby nějakým způsobem narušily jeho schopnost řídit.

Dalším příkladem by mohl být např. popis cesty. Je možné vysvětlit kamarádovi, který vaší ulici ne-

zná, že bydlíte v posledním domě na levé straně – pro jeho pochopení však nemusíte popisovat

každý dům, který stojí na vaší ulici.

Abstrakce mají své úrovně, kterým říkáme úroveň abstrakce. Jedná se vlastně o hloubku informací,

kterou uvádíme či skrýváme – v závislosti na konkrétní situaci.

Zůstaneme-li u informatiky, pak uživatel může ovládat počítač bez toho, aby věděl, co se nachází

uvnitř počítače. Další úroveň abstrakce je nezbytná pro člověka, který počítače skládá – ten již mu-

sí vědět, že se uvnitř počítače nachází základní deska, mikroprocesor, paměť, zdroj, grafická karta,

atd. Ani on však nemusí rozumět tomu, jak spolu spolupracují jednotlivé součástky na grafické kar-

tě či základní desce. Ještě hlubší úroveň abstrakce by využíval člověk, který např. navrhuje grafické

karty. Ten již musí rozumět tomu, jak jednotlivé komponenty grafické karty pracují až na úroveň

signálů. Nemusí, ale rozumět tomu, jak ve skutečnosti spolupracují dané součástky na té nejhlubší

úrovni (u mikroprocesoru např. jednotlivé tranzistory, kterými jej tvořen). Těm však zase musí ro-

zumět návrhář těchto součástek.

1.1.1 Abstrakce v počítačové vědě

Informatika se skládá ze čtyř základních kamenů, přičemž jedním z nich je právě abstrakce. Abs-

trakce je v tomto oboru technikou správy komplikovanosti počítačových systémů. Člověk na úrovni

komplikovanosti vytvořené abstrakcí vyloučí podrobnosti pod současnou úrovní, které jsou kompli-

kované, a zároveň vzájemně působí se systémem.

Abstrakce má vztah k řízení nebo datům. Řízení abstrakce je abstrakce akcí, zahrnuje použití pod-

programů a souvisejících konceptů řídících toků. Abstrakce dat je datovými strukturami, umožňuje

manipulaci s datovými bity smysluplným způsobem.

13 VÝZNAM ABSTRAKCE, REPREZENTACE A INTERPRETACE INFORMACÍ, BOOLEOVSKÁ LOGIKA

1.2 Reprezentace a interpretace

informací

Informace je podnět, který má v určité souvislosti pro příjemce nějaký význam.

1.2.1 Reprezentace informací

Záleží na způsobu, jakým jsou v počítači data uschována, zpracovávána a předávána. Všechna data,

se kterými počítač zachází, musí být reprezentována v binární formě, to znamená „pomocí nul

a jedniček“.

Data mohou mít různé podoby:

písmena, čísla, apod. (1,2,a,b,A...)

neměnné nebo dynamické obrázky

zvuk

atd.

Nejvyužívanější číselné soustavy využívané v počítačové vědě jsou:

dvojková (binární) soustava

osmičková (oktalová) soustava

šestnáctková soustava


Tabulka 1.1 dvojková (binární) soustava

ČÍSLO V DESÍTKOVÉ SOUSTAVĚ BINÁRNÍ EKVIVALENT

0 000000

1 000001

2 000010

3 000011

4 000100

5 000101

6 000110

7 000111

8 001000

9 001001

10 001010

11 001011

12 001100

13 001101

14 001110

15 001111


Tabulka 1.2 osmičková (oktalová) soustava

ČÍSLO V DESÍTKOVÉ SOUSTAVĚ EKVIVALENT V OKTALOVÉ SOUSTAVĚ

0 0

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 10

9 11

10 12

11 13

12 14

13 15

14 16

15 17


Tabulka 1.3 šestnáctková soustava

ČÍSLO V DESÍTKOVÉ SOUSTAVĚ EKVIVALENT V ŠESTNÁCKOVÉ SOUSTAVĚ

0 0

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 A

11 B

12 C

13 D

14 E

15 F

1.3 Interpretace informací

Data, jakožto sled znaků, nemají žádnou hodnotu. Tu jim přiřadí jejich interpretací až adresát infor-

mace.

Na nejhlubší úrovni abstrakce, tzn. uvnitř hardwaru, jsou data reprezentována ve formě signálů.

Signály mohou být interpretovány např. formou grafů, zobrazením průběhu signálů na osciloskopu

nebo ve formě činností či smysluplných výstupů z počítače. Signály mohou být reprezentovány hod-

notami 0 nebo 1.

Základní a zároveň nejmenší jednotkou informace je bit. Číslice v binární formě může mít pouze

jednu hodnotu, a to 1 nebo 0. Hodnoty 1 a 0 můžeme také reprezentovat jako True nebo False,

zapnuto/vypnuto apod. V mezinárodním systému jednotek není bit formulován. To, že bit má být

označován jako znak pro číslice v binárním formátu, udává norma IEC 60027.


Bity se používají při kódování informací. Pokud bychom mohli použít pouze 1 bit, zakódovali bychom

pouze 2 znaky. Příklad: A=1, B=0, pak 0011 = BBAA.

Jestliže bychom použili bity 2, pak bychom zakódovali 4 znaky. Abychom mohli zakódovat abecedu

jako celek + číslice + určitý prostor, je zapotřebí 256 kombinací, tj. 28.

Seskupením osmi „nul a jedniček“ pojmenujeme 1 Byte nebo také oktet.

Zdroj: https://www.colocationamerica.com/blog/difference-between-bits-and-bytes

Obrázek 1.1 Bit, Byte, slovo (word).

Data v počítači zabírají stále více místa. Díky této skutečnosti se používají takzvané násobné jed-

notky, jak znázorňuje následující tabulka:

Tabulka 2.4 Násobky jednotek

NÁSOBKY BITŮ

Decimální předpony podle normy SI Binárně

Binární předpony podle IEC

Název Hodnota Název Hodnota

kilobyte (kB) 103 210 kikibyte (KiB) 210

megabyte (MB) 106 220 mebibyte (MiB) 220

gigabyte (GB) 109 230 gibibyte (GiB) 230

terabyte (TB) 1012 240 tebibyte (TiB) 240

petabyte (PB) 1015 250 pebibyte (PiB) 250

exabyte (EB) 1018 260 exbibyte (EiB) 260

zettabyte (ZB) 1021 270 zebibyte (ZiB) 270

yottabyte (YB) 1024 280 yobibyte (YiB) 280

https://www.colocationamerica.com/blog/difference-between-bits-and-bytes


V době, kdy počítač zpracovává data, pracuje s nejmenším počtem bitů, takzvaným slovem (word).

V konceptu počítačové architektury je velikost slova významnou hodnotou. Slovo rozdělujeme na

dvě půlslova. Velikost slova je zpravidla na nynějších počítačích určena 16, 32 nebo 64 bity.

Posledním pojmem v této oblasti je tzv. nibble. 1 nibble jsou 4 bity. Můžeme jej formulovat jako půli

bajtu. 1 Byte je tedy tvořen 2 nibbly.

1.4 Booleovská logika

Zaobírá se logickými operacemi OR, AND, NOT, XOR, NAND a NOR, které aplikuje na hodnoty 0 a 1.

Zdroj: http://www.independent.co.uk/news/science/five-things-you-didn-t-know-about-george-boole-a6717401.html

Obrázek 1.2 George Bool.

1.4.1 Historie

Významnou osobností byl matematik George Boole, který zredukoval logiku na základní algebru.

Algebra logiky, dnes již nazývána jako booleovská algebra, byla po něm díky zavedení logiky do al-

gebry pojmenována. Přiřazení hodnot 0 a 1 rozličným kombinacím „nul a jedniček“ pojmenujeme

booleovské funkce. Jde o spekulativní způsob zabývající se návrhem logických obvodů s adekvátním

chováním. Zákony Booleovy algebry můžeme formulovat relace mezi dvouhodnotovými proměn-

nými, které jsou uvedeny v následující tabulce:


Obrázek 1.3 Pravidla mezi relacemi podle Booleovské logiky

1.4.2 Logické funkce

Logická funkce OR neboli logická konjunkce, značíme +, čteme nebo:

Zdroj: https://sub.allaboutcircuits.com/images/04108.png

Obrázek 1.4 Logická konjunkce.

Logická funkce AND, neboli logická disjunkce, značíme *, čteme ale. Funkce AND má vždy před-

nost před funkcí OR (má vyšší prioritu), jestliže potřebujeme změnit pořadí provádění logických

funkcí.

https://sub.allaboutcircuits.com/images/04108.png



Obrázek 1.5 Logická disjunkce.

Logická funkce NOT neboli logická negace. Pracuje pouze s jednou hodnotou. Výsledek funkce

NOT je opakem původní hodnoty.

Logická funkce XOR, jinak také logická nonekvivalence. Jestliže jsou vstupní hodnoty odlišné,

má funkce na výstupu hodnotu 1.

Logická funkce NAND, takzvaná Shefferova funkce, je negací logického součinu:


Obrázek 1.6 Logická funkce NAND.

Logická funkce NOR, takzvaná Pierceova funkce, je negací logického součtu.





Obrázek 1.7 Logická funkce NOR.

Při používání abstrakce se upínáme na základní rysy, nepodstatné rysy ignorujeme.

V této kapitole dále charakterizujeme pojem informace - jde o určitý poznatek, sti-

mul, skutečnost, která má nějaký význam pro příjemce. Počítače umí zacházet pouze

s daty v binární formě a mohou mít různé podoby. Interpretací adresát přiřazuje da-

tům nějakou hodnotu. Dozvěděli jsme se, že bit je základní jednotkou informace

a může nabývat hodnot 0 a 1. 1 Byte má rozsah 8 bitů a zároveň můžeme říci, že

1 Byte jsou 2 nibbly. Jelikož místa v počítači není nikdy dost, používají se takzvané

násobné jednotky. V závěru kapitoly hovoříme o Booleovské logice, v níž jsme si řekli

o Georgeovi Booleovi, který provedl redukci logiky na základní algebru. Uvedli jsme,

že jsme schopni pomocí základních pravidel vyjádřit relaci mezi dvěma proměnnými,

které nabývají hodnot 0 nebo 1. Ukázali jsme si také logické funkce OR, AND, NOT,

XOR, NAND a NOR.

1. Vysvětlete pojem abstrakce, uveďte příklad.

2. K čemu má abstrakce vztah v počítačové vědě?

3. Co znamená pojem informace? Jak může být informace reprezentována a inter-

pretována?

4. Co je základní jednotkou informace?

5. Jaké znáte logické funkce? Charakterizujte jednotlivé



Literatura k tématu:

[1] KUBÁTOVÁ, H. Struktura a architektura počítačů s řešenými příklady. 1. vyd.

Praha: České vysoké učení technické, 2013. 124 s. ISBN 978-80-010-5191-7.

[2] DEMBOWSKI, K. Mistrovství v HARDWARE. 1 vyd. Brno: Computer Press, 2009.

712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2

[3] HENNESSY, J. L. a D. A. PATTERSON. Computer Architecture: A Quantitative Ap-

proach. 5th ed. San Francisco: Morgan Kaufmann, 2011. 856 s. ISBN 978-01-

238-3872-X.

[4] NULL, L. a J. LOBUR. The Essentials of Computer Organization and Architecture.

4.vyd. Burlington: Jones and Bartlett Publishers, 2015. 916 s. ISBN 978-93-808-

5394-9

[5] HRONEK, J. Úvod do výpočetní techniky. 1. a 2. část. 1. vyd. Olomouc: Univer-

zita Palackého v Olomouci, 2009. Dostupné z: IS/STAG MVŠO.

[6] PECINOVSKÝ, J. a R. PECINOVSKÝ R. Office 2016: Průvodce uživatele. 1. vyd.

Praha: Grada, 2016. 256 s. ISBN 978-80-247-5691-2.

[7] STALLINGS, W. Operating Systems: Internals and Design Principles. 8.vyd. New

Jersey: Prentice Hall, 2014. 800 s. ISBN 978-01-338-0591-8

Kapitola 2

Data, informace a znalosti,

zobrazení informace

v počítačových systémech


Charakterizovat pojmy data, informace a znalosti Převádět čísla mezi binární a dekadickou soustavou Popsat přímý, inverzní a doplňkový kód Charakterizovat znakovou informaci

Klíčová slova:

Informace, pochopení, znalosti, binární soustava, přímý, doplňkový, inverzní kód, AS-

CII, EBCDIC


2.1 Data, informace a znalosti

Data představují věcná fakta - můžeme jimi označit nezpracované informace. Mohou to být napří-

klad písmena, čísla, obrázky a zvuky. Samotná data v počítači nemají žádný význam. Protože z dat

vznikají informace, měla by být data inteligentně uspořádána.

Pojmy data a informace se často zaměňují, byť jsou oba odlišné. Data se stanou informacemi, jestliže

jsou nějakým způsobem interpretována. Data můžeme označit jako fakta, kdežto informace mů-

žeme označit jako znalosti, které dotyčná osoba nabyla například průzkumem nebo studiem. Defi-

nice informace je závislá na oblasti jejího použití. Běžně získáváme nebo sdělujeme informace for-

mou komunikace. Mohou to být také šifrovaná data, která lze pomocí technických nástrojů recipo-

vat, zachovávat a upravovat. Diferenci mezi nejasností informace před a po přijetí sdělení označuje

pojem množství informace.

Data vs. informace

Informacemi označujeme zpracovaná data, zatímco nezpracované skutečnosti označíme daty

Data označují vstup, informace výstup

Informace jsou podřízeny datům, kdežto data nejsou podřízena informacím

Informace nesou racionální význam, kdežto samotná data nenesou žádný význam

Jaký je rozdíl mezi pochopením a znalostí?

Pochopením označujeme poznání účelu určité věci. Jestliže jsme nabyli informací díky praxi

nebo studiu, pak se nejedná o pochopení, ale o znalost. Lidé jsou schopni vnímat, komunikovat

a uvažovat, což bychom mohli označit za důležité poznávací procesy, díky kterým mohou zna-

losti nabýt. Následující obrázek znázorňuje vztahy mezi daty, informacemi, znalostmi a výkon-

ností.

25 DATA, INFORMACE A ZNALOSTI, ZOBRAZENÍ INFORMACE V POČÍTAČOVÝCH SYSTÉMECH

Zdroj: https://image.slidesharecdn.com/konferencepartsipprezentacefriedel-100209090310-phpapp02/95/konfe-rence-partsip-prezentace-friedel-17-728.jpg?cb=1265710617

Obrázek.2 1 Vztahy mezi daty, informacemi, znalostmi a výkonností.

2.2 Zobrazení informace v počítačových

systémech

Počítač zobrazuje čísla pomocí binární soustavy. V binární soustavě zobrazujeme informaci pomocí

dvou hodnot 0 a 1. Informace je šifrovaná a představuje ji 8 bitů nebo pak násobky osmi (16, 32,

64). Prostřednictvím znakové sady lze informaci zapsat, tedy zašifrovat.

2.2.1 Binární soustava

Binární soustavu řadíme mezi takzvané polyadické soustavy, přičemž určité číslo formulujeme pro-

střednictvím mocnin čísla 2. V binární soustavě se hodnoty vyjadřují pomocí dvou znaků 0 a 1.

https://image.slidesharecdn.com/konferencepartsipprezentacefriedel-100209090310-phpapp02/95/konference-partsip-prezentace-friedel-17-728.jpg?cb=1265710617

https://image.slidesharecdn.com/konferencepartsipprezentacefriedel-100209090310-phpapp02/95/konference-partsip-prezentace-friedel-17-728.jpg?cb=1265710617


2.2.2 Převod z binární do dekadické soustavy

Vysvětleme si převod z binární do dekadické soustavy na čísle 6. Číslo 100101 má 6 číslic. V prvním

kroku tedy postupujeme zleva, přičemž násobíme dvojkovu s exponentem o 1 menším, než je řád

číslice (6). Takto postupujeme, dokud nenásobíme poslední číslici hodnotou 20. Poté pouze sečteme

výsledky a dostaneme číslo v dekadické soustavě.

2.2.3 Převod z dekadické soustavy do binární

Převod budeme demonstrovat na čísle 19, které budeme stále dělit dvojkou, dokud nebudeme mít

ve výsledku nulu. Výsledky operace dělení nás nebudou zajímat, zajímat nás budou pouze zbytky po

dělení, které zapisujeme jako výsledek od konce.

2.2.4 Zobrazení informace v číselné podobě

Je nutné se obeznámit s přímým, inverzním, doplňkovým kódem a kódem s posunutou nulou. Docí-

líme tím lepšího porozumění způsobu zobrazení číselné informace.

Přímý kód

V přímém kódu vyčleníme první bit jako znaménkový bit. Ve znaménkovém bitu reprezentuje kladné

číslo 0 a záporné číslo 1 – například číslo 01011100 značí číslo 92. Číslo -92 bychom pak zapsali

11011100. První bit jsme vyčlenili jako znaménko. Existuje zde skutečnost, že číslo 0 má dvě repre-

zentace. Může být kladné i záporné.

Inverzní kód

Jestliže se bude jednat o kladné číslo, inverzní kód zůstane stejný. Jestliže se bude jednat o záporné

číslo, například číslo 4, je vyjádřeno v binární soustavě jako 00000100. Číslo -4 pak vyjádříme tak, že

provedeme negaci všech 8 bitů. Výsledkem tedy bude binární číslo 11111011. Stále zde existuje

skutečnost, že číslo nula může být kladné i záporné.

Doplňkový kód

Jestliže se bude jednat o kladné číslo, doplňkový kód zůstane opět stejný. Jestliže se jedná o záporné

číslo, provedeme opět negaci všech bitů, ale navíc k nejnižšímu řádu přičteme jedničku. Vezměme

si číslo 27. Binárně vyjádříme toto číslo jako 00011011. Číslo -27 pak vyjádříme jako negaci 11100100

a přičteme jedničku, tedy 11100100 + 1 = 11100101. V tomto kódu již číslo nula nenabývá dvou

hodnot.


Kód s posunutou nulou

Zde je využíváno východisko posunutí (27-1), k němuž je přičteno žádoucí číslo.

Příklad:

Číslo 17

27 - 1 + 17 = 128 -1 + 17 = 144 = 10010000

Číslo -17

27 - 1 - 17 = 128 -1 -17 = 110 = 1101110

Čísla s plovoucí desetinnou čárkou

Pomocí plovoucí desetinné čárky zobrazujeme čísla, která sestávají z mantisy a exponentu.

Můžeme využít semilogaritmického zápisu:

X = mantisa * základ exponent

Čísla mohou nabývat následujících rozměrů: <z –(emax+m); zemax>

emax – nejvyšší hodnota exponentu

m – kvantita řádových míst mantisy

2.2.5 Zobrazení znakové informace

Prostřednictvím znakové sady lze informaci zapsat, tedy zašifrovat. Vytvoření znakových kódů ASCII

a EBCDIC označujeme jako důležitý posun ve standardizaci. Kód ASCII představuje prostřednictvím

7 bitových čísel 33 řídících a 95 tisknutelných znaků. Oproti tomu je kód EBCDIC reprezentován po-

mocí 8-bitových čísel. Vzhledem k tomu, že znaková informace znamená v počítačích mnohem méně

než informace číselná, budeme se zabývat kódem EBCDIC.

Kód EBCDIC obsahuje 206 znaků. Protože je EBCDIC 8-bitový, má každý znak hodnotu 8 bitů. Za vý-

hodu můžeme označit fakt, že EBCDIC umí ukládat kódy dvou decimálních číslic do osmi bitů, které

v této podobě vstupují do počítače tak, že pomocí první čtveřice bitů stanovíme, zda se jedná

o číslici, kterou reprezentuje určitý znak s určitou hodnotou. Znaky zřetězíme a na osmi bitech od

konce udáme znaménko čísla. Při komunikaci s periferními zařízeními se aplikuje takzvaný rozvinutý

tvar, což je přímý binární kód 8421, v němž jsou zašifrovány decimální číslice 0–9. Je nutné informaci


nově uspořádat do takzvaného zhuštěného tvaru, abychom byli schopni ji uložit do paměti počítače.

ASCII tabulku představuje následující tabulka:

Tabulka 2.1 ASCII tabulka

V této kapitole jsme si uvedli, že data představují věcná fakta, která se stanou

informacemi ve chvíli, kdy jsou interpretována. Popsali jsme si rozdíly mezi daty a in-

formacemi, definovali jsme pojmy pochopení a znalosti. Znalost můžeme nabýt praxí

nebo studiem, pochopení označuje poznání účelu nějaké konkrétní věci. Dále jsme

se dozvěděli, že počítač zobrazuje čísla pomocí binární soustavy, a ukázali jsme si

také převod mezi binární a dekadickou soustavou (a naopak). Popsali jsme si rozdíly

mezi přímým, inverzním a úplným kódem. V přímém kódu vyčleňujeme první bit jako

znaménkový. Záporné číslo u inverzního kódu zjistíme tak, že provedeme jeho negaci,


a záporné číslo u doplňkového kódu získáme opět znegováním čísla a přičtením hod-

noty 1 k poslednímu bitu. V poslední části kapitoly jsme si popsali ASCII kód, který je

7-bitový, a EBCDIC kód, který je 8-bitový a častěji využívaný.

1. Vysvětlete pojem data, informace a znalosti.

2. Charakterizujte binární soustavu.

3. Co je přímý, inverzní, doplňkový kód? V čem se liší?

4. Jaké znáte znakové kódy?





712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9







Kapitola 3

Číselné soustavy

a operace s nimi


Charakterizovat binární, oktalovou a hexadecimální soustavu Provádět převody mezi různými soustavami Popsat průběh aritmetických operací – sčítání, odčítání, násobení

Klíčová slova:

Binární soustava, oktalová soustava, hexadecimální soustava, převod, aritmetické

operace.

31 ČÍSELNÉ SOUSTAVY A OPERACE S NIMI

3.1 Číselné soustavy

Běžně používanou soustavou je soustava desítková, která se skládá z číslic 0–9. Desítková soustava

má základ 10. Dalšími používanými soustavami jsou dvojková nebo-li binární, osmičková neboli-li

oktálová a šestnáctková nebo-li hexadecimální.

Nejvíce používané jsou číselné soustavy, kde číslo představuje sled, ve kterém se báze soustavy

umocněna dle postavení číslice v čísle násobí s jednotlivými číslicemi. Tyto soustavy nazýváme po-

ziční (polyadické).

Základ soustavy zpravidla označuje číslo s hodnotou vyšší než 1 a zároveň stanovuje množství znaků

pro číslice, jež jsou používány v určité soustavě. Mocninami báze označíme váhy jednotlivých číslic.

Váha číslice udává její řád, kdežto váha největší číslice, která je nenulová, udává řád čísla.

Zápis v číselných soustavách vypadá tak, že se jednotlivé číslice dle sestupného řádu píší za sebe.

3.1.1 Binární soustava

Označuje se také jako dvojková soustava, jejím základem je 2. Prostřednictvím mocnin čísla 2 tedy umíme vyjádřit určité číslo. Aplikují se zde pouze symboly 0 a 1. Čísla ve dvojkové soustavě nazý-váme binární čísla.

3.1.2 Oktalová soustava

Označuje se také jako osmičková soustava, jejíž základ je 8, a obsahuje pouze symboly 0–7. Osmič-ková soustava je mnohdy využívána v oboru informatiky díky její snadné převoditelnosti do dvoj-kové soustavy.

3.1.3 Hexadecimální soustava

Označuje se také jako šestnáctková soustava, jejíž základ je 16. Rozdíl mezi šestnáctkovou, dvojko-vou a osmičkovou soustavou je ten, že šestnáctková soustava není reprezentována pouze čísly, ale i písmeny. Obsahuje symboly 0–9 a čísla 10, 11, 12, 13, 14, 15, která jsou reprezentována písmeny A, B, C, D, E, F.


3.2 Převody mezi soustavami

3.2.1 Převod z dekadické soustavy do binární

Jak na to:

Číslo vydělíme dvěma a zbytek po dělení zapíšeme vedle výsledku

Výsledek znovu vydělíme dvěma a zbytek po dělení zapíšeme vedle nového výsledku

Takto budeme pokračovat do doby, než nám ve výsledku vyjde nula

Příklad: (197)10

1) 197:2 = 98 zbytek 1

2) 98:2 = 49 zbytek 0

3) 49:2 = 24 zbytek 1

4) 24:2 = 12 zbytek 0

5) 12:2 = 6 zbytek 0

6) 6:2 = 3 zbytek 0

7) 3:2 = 1 zbytek 1

8) 1:2 = 0 zbytek 1

Nezajímají nás výsledky dělení jako takové, budeme se věnovat pouze zbytkům po dělení. Výsledek

zapíšeme od konce, tedy (11000101)2.

Příklad: (63)10

1) 63:2 = 31 zbytek 1

2) 31:2 = 15 zbytek 1

3) 15:2 = 7 zbytek 1

4) 7:2 = 3 zbytek 1

5) 3:2 = 1 zbytek 1

6) 1:2 = 0 zbytek 1

Výsledek je (111111)2.

Převeďte následující čísla z dekadické do binární soustavy:


3.2.2 Převod z binární do dekadické soustavy

Jak na to:

Spočítáme číslice čísla

První číslici vlevo vynásobíme číslem 2, jehož exponent bude číslo o jedničku menší než řád dané

číslice

Všechna čísla sečteme

Příklad: (01011100)2

(01011100)2 = 0 * 27 + 1 * 26 + 0 * 25 + 1 * 24 + 1 * 23 + 1*22 + 0 * 21 + 0*20 =

= 0*128 + 1*64 + 0*32 + 1*16 + 1*8 + 1*4 + 0*2 + 0*1 =

= 0 + 64 + 0 + 16 + 8 + 4 + 0 + 0 = (92)10

Příklad: (1100011)2

(1100011)2 = 1 * 26 + 1 * 25 + 0 * 24 +0 * 23 + 0 * 22 + 1 * 21 + 1 * 20 =

= 1*64 + 1*32 + 0*16 + 0*8 + 0*4 + 1*2 + 1*1 =

= 64 + 32 + 0 + 0 + 0 + 2 + 1 = (99)10

3.2.3 Převod z dekadické do oktalové soustavy:

Příklad: (537)10

537:8 = 67 zbytek 1

67:8 = 8 zbytek 3

8:8 = 1 zbytek 0

1:8 = 0 zbytek 1


Příklad: (971)10

851:8 = 106 zbytek 3


106:8 = 13 zbytek 2

13:8 = 1 zbytek 5

1:8 = 0 zbytek 1


3.2.4 Převod z oktalové soustavy do dekadické

soustavy:

Příklad: (405)8

(405)8 = 4*82 + 0*81 + 5*80 = 256 + 0 + 5 = (261)10

Příklad: (1000)8

(1103)8 = 1*83 + 1*82 + 0*81 + 3*80 = 512 + 64 + 0 + 3 = (579)10

3.2.5 Převod z binární a dekadické soustavy do

hexadecimální soustavy:

Jak na to:

Převod z binární soustavy:

Dané číslo rozdělíme na jednotlivé nibbly

nibbly dále převedeme pomocí tabulky

Převod z dekadické soustavy:

je opět stejný jako v předchozích případech při převodu z dekadické soustavy. Jediný rozdíl je v

tom, že jestliže nám vyjde ve zbytku vyšší číslo než 10, musíme jej zapsat písmenem.

Příklad: (01101011)2

0110 = 6

1011 = B

Výsledek: (01101011)2 = (6B)16


Příklad: (179)10

190:16 = 11 zbytek 14

11:16 = 0 zbytek 11

Výsledek je (EB)16.

Převod z hexadecimální soustavy do binární a dekadické soustavy:

Jak na to:

Převod do binární soustavy:

Vypíšeme si jednotlivé hexadecimální číslice

Přepíšeme jejich hodnotu v binární podobě

Ve výsledku všechny binární hodnoty seskupíme dohromady

Příklad: (C35A)16

C = 1100

3 = 0011

5 = 0101

A = 1010

Výsledek je (C35A)16 = (1100 0011 0101 1010)2.

Postup převodu do dekadické soustavy se nijak výrazně neliší od binární a oktalové soustavy.

Příklad: (B18C)16

(B18C)16 = 11*163 + 1*162 + 8*161 + 12*160 = 11*4096 + 1*256 + 8*16 + 12*1 = (45 452)10

3.2.6 Aritmetické operace s binárními čísly

3.2.7 Sčítání

Sčítání v binární podobě probíhá naprosto stejným způsobem jako v podobě dekadické. Jestliže pro-

vádíme součet čísel a tento součet bude větší nebo roven 2, pak musíme přemístit jedničku do

vyššího řádu.


Příklad:

100 +111 1011

U příkladu jsme postupovali následovně: 1 + 1 = 1, tedy zapsali jsme jedničku, na další pozici máme

opět to samé, zapsali jsme jedničku, na další pozici jsme sečetli 1+1 = 2, musíme tedy zapsat nulu

a jedničku přemístit do vyššího řádu, tedy zapsat před nulu.

3.2.8 Odčítání

U odečítání opět musíme přemístit jedničku do vyššího řádu, tentokrát si pomáháme otázkou

„ 1 a kolik je 0“.

Příklad:

1101110 - 001001 1100101

U příkladu postupujeme následovně: Začneme zprava. 1 a kolik je 0? Odpověď na tuto otázku není

možná, zapíšeme tedy jedničku a přemístíme ji do vyššího řádu – tedy 0 + 1 = 1 – a ptáme se 1

a kolik je 1? A nula, tedy píšeme nulu. Na další pozici se ptáme nula a kolik je jedna? A 1. 1 a kolik je

1? A 0. Nula a kolik je nula? A 0. Nula a kolik je jedna? A 1. Na poslední pozici: nula a kolik je 1? A 1.

3.2.9 Násobení

Násobení v binární podobě probíhá opět naprosto stejným způsobem jako v soustavě dekadické.

Jediný rozdíl je ve sčítání, které jsme si již popsali výše.

Příklad: 111 1001 111 000


000 111 111111

Nejpoužívanější soustavou v běžném životě je soustava desítková, v počítačové vědě

jsou to však soustavy binární, oktalová a hexadecimální. V binární soustavě

pracujeme pouze se symboly 1 a 0. Oktalová soustava již využívá znaky 0–7

a hexadecimální soustava 0–9 a znaky 10–15 značí písmeny A–F. Dozvěděli jsme se,

že převod z desítkové soustavy do jakékoliv jiné se provádí stále stejně. Dále již

zvládneme převody z binární, oktálové a hexadecimální soustavy. Definovali jsme si

také aritmetické operace s binárními čísly – sčítání, odčítání a násobení.

1. Jaký je rozdíl mezi binární, oktalovou a hexadecimální soustavou?

2. Jakým způsobem převádíme čísla z binární soustavy do jakékoliv jiné?

3. Jakým způsobem převádíme čísla z binární do hexadecimální soustavy?

4. Jaké znáte aritmetické operace s binárními čísly?

5. Jak se liší sčítání, odčítání a násobení binárních čísel?





712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9







Kapitola 4

Základní princip počítače,

rozdělení na hw a sw,

jejich vzájemná dělba

a synergie


Popsat princip počítače Charakterizovat pojmy hardware a software Vyjmenovat složky hardwaru a popsat k čemu slouží Kategorizovat software Popsat k čemu slouží operační systém Vyjmenovat druhy OS a charakterizovat je

Klíčová slova:

Základní deska, port, sběrnice, procesor, operační paměť, pevný disk, monitor, klá-

vesnice, myš, aplikační software, systémový software, operační

39 ZÁKLADNÍ PRINCIP POČÍTAČE, ROZDĚLENÍ NA HW A SW, JEJICH VZÁJEMNÁ DĚLBA A SYNERGIE

4.1 Základní princip počítače

K popisu základní myšlenky počítače použijeme Von Neumannovo schéma:

Zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b8/Von_Neumannovo_schema.svg/2000px-Von_Neumannovo_schema.svg.png

Obrázek 4.1 Von Neumannovo schéma.

Vstupní jednotce (klávesnice, myš…) v počítači svěřujeme náš požadavek.

ALU (Aritmeticko-logická jednotka) náš požadavek zhodnotí, vypracuje, provádí aritmetické operace

sčítání, násobení, odčítání a dělení, je integrována v procesoru stejně jako řadič.

Jakmile bude náš požadavek zpracován, zjistíme to pomocí výstupního zařízení (monitor, tiskárna,

atd.).

Komponenta, která vše, co se děje řídí, se nazývá řadič. Pro spojení a zajištění komunikace všech

částí využíváme tzv. sběrnice (angl. bus).

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b8/Von_Neumannovo_schema.svg/2000px-Von_Neumannovo_schema.svg.png

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b8/Von_Neumannovo_schema.svg/2000px-Von_Neumannovo_schema.svg.png


4.2 HW a SW

Hardware je veškerá fyzická výbava počítače

Software je veškerá programová výbava počítače

4.2.1 Hardware

Popišme si stručně komponenty počítačové sestavy, o kterých budeme hovořit v následujících ka-pitolách:

4.2.1.1 Skříň počítače

Do skříně počítače zasazujeme základní desku, zdroj a další komponenty, které jsou chráněny ze

všech stran kovovým nebo plastovým obalem. Tento obal je možné z jedné strany sundat. Vepředu

se nachází místo pro CD/DVD mechaniku (v minulosti pro diskety), LED diody, které například ozna-

mují, že je počítač zaneprázdněn nebo že je zapnut, a tlačítko pro zapnutí počítače. Někdy zde mů-

žeme najít také tlačítko pro restart a stejně tak port USB. Zařízení jako monitor, klávesnice, myš,

reproduktory apod. můžeme k počítači připojit zezadu na skříni.

4.2.1.2 Základní deska

Základní deska zabezpečuje bezproblémový provoz počítače. Se základní deskou se propojují veš-

keré součástky v počítači. Některé komponenty je nutné spojit pomocí kabelů. Základní deska je

přišroubována ve skříni počítače a je to tištěný spoj zahrnující například různé sloty, socket apod.,

které pak slouží k připojení již zmíněných komponent, např. paměť RAM, procesor, přídavné karty,

paměť CMOS atd.


. Zdroj: https://www.itnetwork.cz/images/5/hw/motherboard.jpg

Obrázek 4.2 Základní deska počítače

4.2.1.3 Porty

Pomocí portů připojujeme k počítači periferní zařízení sloužící pro vstup nebo výstup dat. V počíta-

čové skříni jsou umístěny v zadní části.

Zdroj: http://www.galeriemagda.cz/magda/htmlhelp/ports/p100.jpg

Obrázek 4.3 Příklad portů.

https://www.itnetwork.cz/images/5/hw/motherboard.jpg

http://www.galeriemagda.cz/magda/htmlhelp/ports/p100.jpg


Paralelní port

Jako paralelní port označujeme port s názvem LPT, respektive LPT1, LPT2, který slouží k připojení

tiskárny či scanneru. Paralelní porty se vyznačují přenosem více bitů najednou, tzn., že by sériové

porty měly být pomalejší.

Sériový port

Jako sériový port označujeme port s názvem COM, respektive COM1, COM2, který slouží k připojení

modemu. Sériový port se vyznačuje sériovým přenosem, tzn., že se přenáší bit po bitu. Z důvodu

sériového přenosu je tento přenos spolehlivější než přenos paralelní.

4.2.1.4 Sběrnice

Jde o systém většího množství vodičů. Těmito vodiči vysíláme řídící instrukce, adresy a data mezi všemi komponentami v počítači. Veškeré komponenty počítače jsou pomocí sběrnice propojeny s mikroprocesorem.

4.2.1.5 Procesor (CPU – Central Processing Unit)

Procesor je situován na základní desce a řídí vše, co se v počítači děje. Po spuštění je aplikace pře-vedena do strojového kódu. Právě tento kód procesor provádí pomocí strojových instrukcí, které jsou uschovány v operační paměti.

Zdroj: https://1gr.cz/fotky/idnes/08/023/gal/MBO2158fa_CPU.jpg

Obrázek 4.1 Příklad CPU.

https://1gr.cz/fotky/idnes/08/023/gal/MBO2158fa_CPU.jpg


4.2.1.6 Operační paměť

Jedná se o paměť RAM. Ta povoluje čtení i zápis. Aplikace a data, která jsou počítačem v určitou

chvíli zpracovávána, potřebují být někde prozatímně uložena. Toto prozatímní uložení zprostředko-

vává právě paměť RAM.

Operační paměť může využívat buď John Von Neumannovu architekturu, která se vyznačuje jednot-

nou pamětí pro veškeré instrukce a data, nebo Harvardskou architekturu, která se vyznačuje dvěma

samostatnými paměťmi pro data a instrukce.

Zdroj: http://ecx.images-amazon.com/images/I/41ucm-Hjl8L.jpg

Obrázek 4.2 Paměť RAM.

4.2.1.7 HDD – pevný disk

Harddisk je důležitou komponentou, která ukádá data i po odpojení počítače z elektřiny a ukládá je

dlouhodobě. To znamená, že se po odpojení z elektřiny data neztratí, ale zůstanou v počítači. Na

harddisku máme každý nainstalovaný svůj operační systém a programy a data, které chceme v po-

čítači uchovat.

Při koupi harddisku se díváme především na jeho kapacitu (stovky MB nebo TB). Měli bychom se

dívat i na rychlost přenosu dat (10 000–15 000 otáček za minutu) a cache (2–32 MB). Přenos dat

mezi harddiskem a sběrnicí urychlí právě paměť cache.

http://ecx.images-amazon.com/images/I/41ucm-Hjl8L.jpg


4.2.1.8 Monitor

Zařízení sloužící ke zobrazování dat z počítače. Připojuje se ze zadní strany skříně pomocí konektoru

VGA, DVI nebo HDMI. Přes monitor nelze do počítače vstupovat. To by bylo možné jedině v případě

tabletu či smartphonu, jelikož tyto mají dotykovou obrazovku, pomocí které můžeme data dostat

i dovnitř. Pak by se monitor označoval jako vstupně-výstupní zařízení.

4.2.1.9 Klávesnice

Klávesnice je vstupní zařízení, pomocí kterého zadáváme data do počítače stiskem kterékoliv klá-

vesy. Stiskem klávesy zajistíme, že bude analogový signál převeden do digitální podoby, jelikož signál

v digitální podobě je více spolehlivý než analogový signál. Klávesnici připojujeme ke skříni počítače

ze zadní části pomocí USB nebo můžeme použít bezdrátovou komunikaci pomocí bluetooth.

4.2.1.10 Myš

Na ploše monitoru pomocí myši ovládáme kurzor, kterým je možné spustit program, podívat se na

fotky, pustit si hudbu, malovat apod.

4.2.2 Software

Kdyby neexistoval software, neexistovaly by ani funkční počítače, protože hardware by bez softwaru

neměl žádnou úlohu. Software není nic jiného, než série instrukcí, prostřednictvím kterých je člověk

schopen se s počítačem spojit a ovládat tak například i hardware počítače. Software je i operační

systém, bez kterého bychom těžko komunikovali s počítačem. Softwarem můžeme označit například

internetový prohlížeč a další.

Software lze kategorizovat takto:

Aplikační software

Lze říci, že aplikační software je rozšířením programového vybavení počítače, které má určité speci-

ální funkce. Aplikační software lze dále dělit na jednotlivé typy, které budou probrány v pozdějších

kapitolách.

Systémový software


Prostřednictvím systémového softwaru jsme schopni ovládat komponenty počítače a díky němu

jsme také schopni spustit aplikační software. V systémovém softwaru jsou ukryty operační systémy

a ovladače zařízení. Bez ovladačů by zařízení nefungovala správně, v horším případě by nefungovala

vůbec. Ovladače potřebuje k ovládání snad každé zařízení, ať už se jedná o tiskárnu nebo grafickou

kartu, myš atd.

4.2.2.1 Operační systémy

Jedná se o software, který komunikuje s hardwarem počítače, a tím dělá počítač funkčním. OS je

většinou uložen na pevném disku, tzn., že po vypnutí počítače zde zůstane nadále, i když v některých

případech je možné operační systém zavádět jinou formou (ze sítě, z CD či flash disku, apod.)

Funkce operačního systému:

Uživatel může ovládat počítač, zadávat do něj data a dostávat výsledky ve formě výstupu

Produkuje rozhraní, díky kterému se hardware ovládá pomocí funkcí, které lze snadno použít

Řídí prostředky, které přikazuje a odejímá procesům počítače

Operační systém tvoří jádro a pomocné systémové nástroje.

Při zapnutí počítače se jádro zavede do operační paměti, a dokud je operační systém činný, zůstává

tam zavedeno.

Nejvyužívanějšími operačnímu systémy jsou:

Windows, Linux, Mac OS, Solaris, Android, iOS, Blackberry, Symbian atd.

4.2.2.2 Windows

Systém Windows je v současné době nejvyužívanějším operačním systémem, umožňujícím uživateli

komunikaci s počítačem pomocí grafického uživatelského rozhraní.


4.2.2.2.1 Historie verzí Windows

Windows 1

Systém Windows je pojmenován po oknech, avšak původní název měl znít Interface manager. K jeho

fungování je potřeba 256 kb místa, grafická karta a dvě disketové mechaniky. Již není nutné komu-

nikovat s počítačem pomocí příkazů, ale stačí vše provádět myší, ať už se jedná o klikání na ikony,

posouvání posuvníkem, dialogová okna, přepínání mezi programy apod. V systému byly zabudovány

hodiny, poznámkový blok, kalkulačka, malování, kalendář a jedna hra s názvem Reversi.

Zdroj: https://zdnet1.cbsistatic.com/hub/i/r/2015/07/23/db9b07b8-1bd3-4451-9365

Obrázek 4.3. .Windows 1.

Windows 2

Vznikl v roce 1987. K jeho fungování je třeba vlastnit procesor Intel 28. Windows 2 vyniká lepší gra-

fikou, obsahuje ikony plochy, lze navzájem překrývat více oken a využívat klávesové zkratky. Lze

nastavit i rozlišení monitoru. Také již disponuje ovládacími panely.


Zdroj: http://toastytech.com/guis/win203misc.png

Obrázek 4.4 Windows 2Windows 3

Windows 3 je systém, který našel uplatnění jak v pracovní sféře, tak v domácnostech. Je nahraný na

disketách, jejichž součástí je i návod k obsluze. Grafika je více propracovaná díky vizuální paměti.

Windows 3 obsahuje 16 barev a má přívětivější ikony. Dále můžeme využívat správce souborů i

správce souborů CO TO MĚLO BÝT?. V této distribuci můžeme najít hry Solitaire, Srdce a Hledání

min.

Zdroj: https://image.slidesharecdn.com/del1al10windows-150729162224-lva1-app6891/95/del-1-al-10-la-evolucin-de-microsoft-windows-6-638.jpg?cb=1438187024

Obrázek 4.5 Windows 3.

https://image.slidesharecdn.com/del1al10windows-150729162224-lva1-app6891/95/del-1-al-10-la-evolucin-de-microsoft-windows-6-638.jpg?cb=1438187024

https://image.slidesharecdn.com/del1al10windows-150729162224-lva1-app6891/95/del-1-al-10-la-evolucin-de-microsoft-windows-6-638.jpg?cb=1438187024


Windows 95

Windows 95 je 32-bitový systém, který podporuje procesor 386 DX. Je potřeba minimálně 4 MB

RAM paměti. Staví na podpoře internetu (první verze IE), připojení k síti pomocí telefonu, technologii

Plug and Play. Dále je přidána nabídka Start. Hlavní panel lze minimalizovat, maximalizovat a zavřít

okna jedním stiskem myši. Windows 95 je dostupný jak na CD, tak na disketách a disponuje dvanácti

jazyky.

Zdroj: https://www.itnetwork.cz/images/272/win95.png


Windows 98

Jedná se o poslední distribuci, která staví na MS-DOS a vyznačuje se vylepšeným vyhledáváním. Apli-

kace lze rychlejším způsobem otevírat i zavírat, obsahuje také panel Rychlého spuštění, umí číst DVD

i USB.


Zdroj: https://cdn.vox-cdn.com/thumbor/qVu0BHBQdUbrfXAIPKi_QCZ5LfM=/1020x0/cdn.vox-cdn.com/uploads/cho-rus_asset/file/4281035/windows98.0. png


Windows ME

Jedná se o distribuci určenou především domácnostem. Oproti svým předchůdcům obsahuje ob-

novení systému v případě, že nastanou určité problémy. Dále lze tvořit, upravovat a přehrávat vi-

dea pomocí aplikace Movie Maker a poslouchat hudbu pomocí aplikace Windows Media Player.


Zdroj: http://akashkhan1129.weebly.com/uploads/6/0/7/3/60733651/5748363_orig.png

Obrázek 4.8 Windows Me.

Windows 2000

Windows 2000 vznikl za účelem substituovat Windows od řady 95 na pracovištích s tím, že je spo-

lehlivější. Tento systém je jednoduše aplikovatelný a podporuje mobilní počítačové technologie.

Zdroj: https://www.cnews.cz/galerie/oldcnews/clanky/2011/01Led/3087/win2000.png

Obrázek 4.9. Windows 2000.


Windows XP

Windows XP vznikly v roce 2001 a disponují jednak 25 jazyky, ale také svou rychlostí a stabilitou.

Člověk se lépe vyzná v nabídce Start a v Ovládacích panelech. Je zde sloučeno centrum nápovědy

a podpory služeb. Dále jsou zde dostupné aktualizace zabezpečení, a to především z toho důvodu,

že se začíná mluvit o virech a pochybných přílohách. Lze vybírat mezi Windows XP Professional (zde

se jedná především o spolehlivost, bezpečnost, výkonnost a jsou zde přidány firemní funkce) a Win-

dows XP Home Edition (obsahuje například Windows Media Player, Movie Maker a další programy

týkající se fotografií).

Zdroj: http://home.bt.com/images/windows-xp-desktop-136395849224502601

Obrázek 4.10 Windows XP.

Windows Vista

Zrodila se v roce 2006 a disponovala 35 jazyky. Byla přidána funkce Řízení uživatelských účtů, která

zajišťovala bezpečnost. Nedovoluje dělat změny v PC aplikacích, které vyhodnotí jako škodlivé. Vista

obsahuje zdokonalený Windows Media Player a zdokonalen byl také její vzhled (například ohrani-

čení oken nebo nabídka Start).


Zdroj: http://s3.amazonaws.com/digitaltrends-uploads-prod/2013/08/windows-vista.png

Obrázek 4.11 Windows Vista.

Windows 7

V této době je běžně využívána síť Wifi, nabízí se tedy nové možnosti práce s okny. V hlavním panelu

najdeme změnu v podobě živých náhledů miniatur. Co se týče dotykových obrazovek, je zde zakom-

ponována technologie sloužící k prohlížení fotek a webu – Windows Touch.

Zdroj: http://www.tech-recipes.com/wp-content/uploads/2012/04/windows7-start-menu-618x350.jpg



Windows 8

Ve Windows 8 nalezneme změny týkající se hardwaru a dalších součástí, až po změnu uživatelského

rozhraní, které je postaveno především na dotyku. Přesto i nadále lze Windows ovládat pomocí myši

i klávesnice. Ve Windows 8 se proměnila pracovní plocha, nicméně hlavní změnou je především pří-

tomnost úvodní obrazovky, která obsahuje boxy týkající se aplikací, webu, souborů apod. Další no-

vinkou je Windows Store, ve kterém můžeme stahovat nebo nakupovat aplikace.

. Zdroj: http://s3.amazonaws.com/digitaltrends-uploads-prod/2013/12/Windows-8.1-gift.jpg

Obrázek 4.13 Windows 8

Windows 8.1

Windows 8.1 disponuje několika vylepšeními oproti Windows 8, například spojení s cloudem. Lze

zde nastavit úvodní obrazovku s boxy, vyhledávač Bing, budík, pracovní složky nebo napojení na

pracoviště.

Windows 10

Windows 10 je kombinací Windows 7 a 8. Byl přidán správce notifikací, který připomíná každý pří-

chozí e-mail, zprávu na Facebooku, zmeškaný hovor na Skype apod. Dále jsou velkým pomocníkem

v oblasti uspořádání práce virtuální plochy. Zpět je také vylepšená nabídka Start, a to především

v oblasti vyhledávání – např. na webu bez nutnosti webového prohlížeče. Na obrázku vidíme systém

Windows 10:


Zdroj: https://im.tiscali.cz/nasepenize/2017/06/01/810575-windows10-653x367.jpg


4.2.3 Unix/Linux

Jedná se o systém zpracovávající více úloh najednou a umožňující podporu více uživatelů v jeden

okamžik.

Jde o 32 –bitové edice využívající virtuální paměť. Jakmile nějaký proces potřebuje paměť, požádá

o ni a Unix mu ji uvolní. Výhodou je samostatná harmonizace úloh uživateli. Právě proto, že operační

systém uvolní paměť procesu, který o ni požádá, může tím jednodušeji dojít k zastavení úlohy, a to

z důvodu snahy o čtení nebo zápis mimo určený rozsah.

Klíčovou součástí Unixových systémů je ochrana. Rozlišujeme tři úrovně ochrany: první úroveň se

týká vlastníka souboru, druhá shromáždění uživatelů a třetí ostatních. Všechny tři úrovně mohou

mít tato oprávnění:

čtení – soubor nelze jakkoliv upravovat, lze jej pouze číst

zápis – soubor lze upravovat

spuštění – soubor lze spustit

https://im.tiscali.cz/nasepenize/2017/06/01/810575-windows10-653x367.jpg


Jednou z výtek, se kterou se v souvislosti s UNIXem v našich krajích setkáváme, je jeho údajně ne-

příjemné uživatelské prostředí. UNIX vznikal v době, kdy grafické terminály byly velmi drahou rari-

tou. Základní verze UNIXu byly proto orientovány především na alfanumerické (ne-grafické) termi-

nály.

4.2.4 Linux

Linux je bezplatný počítačový systém, který lze stáhnout a nainstalovat na jakékoliv množství počí-

tačů. Distribucí Linuxu je velké množství, například Mandriva, Ubuntu, Kubuntu apod. Každá distri-

buce obsahuje již předinstalované aplikace, nebo alespoň možnost stáhnout další aplikace podle

uživatelových představ. Navíc jsou pro každou distribuci také zdarma dostupné aktualizace, které

bývají vydávány brzy po zjištění možných chyb. To znamená, že se dá Linux považovat za spolehlivý

systém obsahující jakostní firewall. Nechybí ani pracovní plocha a rozdělená část disku pro každého

uživatele. Linux existuje jak v 32-bitové, tak 64-bitové formě. Plocha systému Linux:

Zdroj: https://i.ytimg.com/vi/_R7GyIC4cJU/maxresdefault.jpg

Obrázek 4.15 Plocha systému Linux.

4.2.5 Mac OS

První verze systému Mac OS byla uvedena v roce 2001. Jádrem tohoto systému jsou nástroje BSD,

GNU a další s licencí open source. Obsahuje hybridní jádro unixového typu XNU a celé toto jádro

produkuje systém Darwin.


Aqua se v té době nazývá módní grafické uživatelské rozhraní. Mobilní telefony, iPody a tablety iPad

nepoužívají operační systém Mac OS, ale upravený iOS. Plocha systému Mac OS:

Zdroj: https://laughingsquid.com/wp-content/uploads/leopard-pc.jpg

Obrázek 4.16 Plocha MacOS.

Naučili jsme se popsat princip fungování počítače dle Von Neumannova schématu.

Uvedli jsme si, k čemu slouží vstupní a výstupní jednotka, ALU, řadič a sběrnice. Dále

jsme si řekli, že software je veškeré fyzické vybavení počítače a hardware veškeré

technické vybavení počítače. Základní části počítače jsou skříň, základní deska,

porty, sběrnice, procesor, operační paměť, harddisk, monitor, klávesnicea myš. Soft-

ware lze rozdělit na aplikační, který má nějaký přínos pro uživatele, a systémový,

který se dále dělí na operační systémy. Řekli jsme si, co je operační systém, jeho zá-

kladní funkce a rozdělili jsme OS do 4 kategorií: Windows (1 až 10), Unix, Linux a Mac

Os.

1. Popište Von Neumannovo schéma.

2. Jaký je rozdíl mezi hardwarem a softwarem?

3. Popište komponenty počítače.

4. Jakým způsobem lze kategorizovat software?

5. Jaké druhy OS znáte?

6. Popište Windows XP.

https://laughingsquid.com/wp-content/uploads/leopard-pc.jpg






712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9







Kapitola 5

Von Neumannova

architektura, generace a

typy počítačů


Popsat Von Neumannovo schéma Definovat jednotlivé generace počítačů

Klíčová slova:

John Von Neumann, Von Neumannovo schéma, Von Neumannova architektura, mul-

titasking, generace počítačů

59 VON NEUMANNOVA ARCHITEKTURA, GENERACE A TYPY POČÍTAČŮ

5.1 Von Neumannovo schéma

Následující obrázek představuje Von Neumannovo schéma (nástin proběhl v roce 1945):

Zdroj: https://is.mendelu.cz/eknihovna/opory/download.pl?objekt=6770

Obrázek 5.1. Von Neumannovo schéma.

Operační paměť: úlohou operační paměti je zachovat zpracovávaný program a data

ALU - aritmetická jednotka: vykonává aritmetické a logické operace, její součástí jsou sčítačky,

násobičky a komparátory

Řadič: veškeré části počítače musí být řízeny. Řadič je řídící jednotka, která tyto části řídí za

pomoci signálů, jež jsou pak odesílány všem částem. Prostřednictvím stavových hlášení jsou pak

navráceny zpět řadiči.

Vstupní zařízení: prostřednictvím vstupních zařízení si počítač obstarává data

Výstupní zařízení: prostřednictvím výstupních zařízení počítač prezentuje zpracované výsledky

Základní myšlenky chodu počítače podle této architektury:

Bude používána binární soustava.

Součástí počítače budou vstupní a výstupní zařízení sloužící k obstarání dat a prezentaci vý-

sledků.

PC bude obsahovat procesor a operační paměť. Procesor bude provádět veškeré operace a tyto

prováděné operace budou uschovány v operační paměti.

Multitasking

https://is.mendelu.cz/eknihovna/opory/download.pl?objekt=6770


Von Neumannovo schéma zpracovává pouze jeden program, což má za následek nesprávně vy-

užívání strojového času. Počítač tedy zpracovává současně větší množství programů, což defi-

nuje Multitasking. Počítač může obsahovat i větší množství procesorů. Pro práci počítače ve Von

Neumannově architektuře byl využíván tzv. diskrétní režim.

Je zde lépe využíván procesor, jelikož počítač zpracovává současně větší množství programů,

přičemž jeden z těchto programů probíhá na popředí a všechny další programy se dějí na pozadí.

Jestliže počítač obsahuje právě jeden procesor a současně zpracovává více programů, je proce-

sor určován veškerým programům na specifický čas.

Druhy multitaskingu:

Preemptivní

V preemptivním multitaskingu jsou vyloučené situace, které mohou nastat v nepreemptivním

multitaskingu díky tomu, že může program držet procesor pouze konkrétní dobu. Operační sys-

tém poté samostatně programu odejme procesora určí jej dalšímu programu.

Nepreemptivní

Jedinému programu je prostřednictvím systému určen procesor, přičemž konkrétní program

procesor drží do doby, než se jej rozhodne dát zpět operačnímu systému a operační systém jej

poté určí dalšímu programu. Problém je v tom, že procesor někdy drží program příliš dlouho a

nevrátí jej v korektním čase. Také může nastat situace, že se program rozhodne procesor držet

a nedá ho zpět operačnímu systému, což může celý systém narušit.

Diskrétní režim

oPráce počítače spočívá v tom, že se spustí úloha v operační paměti a až poté se vykoná výpo-

čet. V tuto chvíli počítač neumí vzájemně komunikovat.

5.1.1 Generace a typy počítačů

Ve vývoji výpočetních systémů rozlišujeme 5 generací počítačů.

5.1.1.1 Nultá generace

Počítače v nulté generaci, která se datuje do 30. až 40. let minulého století, obsahovaly reléové

obvody a magnetické bubnové operační paměti. Počítače dokázaly provést několik operací za


sekundu. Jako periferní zařízení u počítačů nulté generace bychom označili děrnoštítkové a děr-

nopáskové jednotky, elektrické psací stroje a dálnopisy. Pomocí těchto počítačů, které bývaly situo-

vány v univerzitních budovách, byly prováděny vědecko-technické výpočty.

Počítače reprezentující nultou generaci:

Harvard Mark I

Harvard Mark II

Z2

Z3

SAPO

Zdroj: http://history-computer.com/ModernComputer/Relays/images/MarkIComputer-Right.jpg

Obrázek 5.2 .Počítač Mark I.

5.1.1.2 První generace

Počítače v první generaci, která se datuje od poloviny 40. let do konce 50. let, používaly elektronkové

klopné obvody. Dále obsahovaly obrazovkové a feritové paměti. Pro uskutečnění vstupu a výstupu

byl využíván psací stroj a řádková tiskárna. Samozřejmě bylo stále využíváno i děrných štítků a děr-

ných pásků. Magnetické bubnové a páskové paměti se užívaly u zaznamenávání velkého množství

dat. Využívalo se strojového kódu, díky němuž bylo možné programovat. Počítače první generace

dokázaly provést několik set až tisíc operací za sekundu. Tyto počítače byly velice poruchové a ne-

spolehlivé, protože zde byly používány elektronky, jejichž životnost nebyla zcela optimální. Tyto po-

čítače byly využívány opět pro vědecko-technické výpočty a pro hromadné zpracování dat. Byly si-

tuovány ve výpočetních střediscích.

http://history-computer.com/ModernComputer/Relays/images/MarkIComputer-Right.jpg


Počítače reprezentující první generaci:

ENIAC

EDVAC

SSEC

URAL 1

EPOS 1

Zdroj: http://historiepocitacu.cz/img/epos_1_big_01.jpg

Obrázek 5.3 EPOS 1.

5.1.1.3 Druhá generace

V druhé generaci, která se datuje od druhé poloviny 50. let do poloviny 60. let, počítače používaly

tranzistorové klopné obvody a feritové paměti. Počítače druhé generace dokázaly provést několik

tisíc operací za sekundu. V této době se zrodily některé vyšší programovací jazyky FORTRAN, COBOl

atd. Začaly se používat terminály, které sloužily pro různé rezervace. Tyto počítače byly využívány

pro hromadné zpracování dat, vědecko-technické výpočty a pro řízení technologických procesů.

Počítače reprezentující druhou generaci:

IBM 1401

IBM 7090

ZUSE 23

MINSK 22

EPOS 2

http://historiepocitacu.cz/img/epos_1_big_01.jpg


Zdroj: https://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/vystavka/xrycka_01-04b.jpg

Obrázek 5.4 EPOS 2.

5.1.1.4 Třetí generace

Počítače ve třetí generaci, která se datuje od první poloviny 60 let do konce 70. let, používaly mo-

nolitické a hybridní integrované obvody. Polovodičové prvky představovaly tři úrovně sjednocení

SSI, MSI a LSI. Byly setřízeny na jednom čipu. Počítače v této generaci by měly být recipročně sluči-

telné na rozličných úrovních. Používaly se magneticko-diskové a magneticko-páskové paměti, feri-

tové paměti, paměti s tenkými magnetickými vrstvami a polovodičové paměti. Multiplexní a selek-

tivní kanály byly využívány pro periferní jednotky a vnější paměti. Počítače třetí generace dokázaly

provést několik desítek až stovek tisíc operací za sekundu. Jako další vynálezy této doby bychom

mohli označit mikropočítače a minipočítače.

Počítače reprezentující třetí generaci:

IBM 360

Siemens 4004

5.1.1.5 Čtvrtá generace

Datuje se od konce 70 let. Používaly se velice velké integrované obvody, stupňoval se výkon a pa-

měťové kapacity. Procesor je umístěn do jednoho integrovaného obvodu.

https://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/vystavka/xrycka_01-04b.jpg


Počítače reprezentující čtvrtou generaci:

EC 1027

SM 52/12

IBM 308X

V této kapitole jsme si uvedli, kdo byl John Von Neumann, zopakovali jsme si

fungování Von Neumannova schématu a řekli jsme si, čím se liší dnešní počítače od

Von Neumannova schématu – multitasking preemptivní a nepreemptivní. Dále jsme

si pověděli o rozdílech mezi nultou, první, druhou, třetí a čtvrtou generací počítačů

a vyjmenovali jsme si také stroje zastupující každou z generací.

1. Kdo byl John Von Neumann?

2. Jak funguje Von Neumannovo schéma?

3. Co je multitasking?

4. Jaké jsou druhy multitaskingu?

5. Čím vynikaly jednotlivé generace počítačů?

6. Jaké typy počítačů byly v jednotlivých generacích?





712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9








Kapitola 6

Druhy pamětí, RAM, ROM,

CPU, charakteristika, typy

procesorů, registry,

instrukce


charakterizovat jednotlivé druhy pamětí charakterizovat procesor vyjmenovat a popsat typy procesorů uvést, k čemu slouží registry

Klíčová slova:

Registr, paměť, RAM, ROM, EPROM, PROM, EEPROM, Flash, procesor, cache, in-strukce.

67 DRUHY PAMĚTÍ, RAM, ROM, CPU, CHARAKTERISTIKA, TYPY PROCESORŮ, REGISTRY, INSTRUKCE

6.1 Druhy pamětí

Pomocí paměti počítač ukládá data a aplikace. Rozlišujeme 3 skupiny pamětí:

• registry: jsou umístěny na procesorovém čipu a využívají se pro dočasné uložení informací,

které jsou zpracovávány v danou chvíli

• interní paměti: jsou umístěny na základní desce, obsahují polovodičové součástky, bývají do

nich ukládány aplikace, které jsou v danou chvíli spuštěné

• externí paměti: jsou vyměnitelná média, do kterých probíhá zaznamenávání založené na

myšlence disků nebo magnetofonových pásek. Pomocí vyměnitelných médií se provádí zá-

loha dat, z toho můžeme odvodit dlouhou dobu zachování informací.

Můžeme říci, že zapojení interní paměti se provádí pomocí paměťových buněk, které jsou maticově

uspořádány. Hodnota kterékoli buňky je jedna nebo nula. Obrázek znázorňuje zapojení interní pa-

měti:

Zdroj: https://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/ARCHIT/PICTURES/PAMETI/STRPAM.GIF

Obrázek 6.1 Zapojení paměťových buněk

Na vstup dekodéru je zavedena adresa paměťového prostoru, která je udána při čtení a zápisu. Dále

se na jediném z adresových vodičů, jež byl vybrán dekodérem, seřídí logická jedna. Záleží na způsobu

připojení individuálních buněk, které jsou umístěny na náležitých řádcích a vybírány dekodérem, zda

https://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/ARCHIT/PICTURES/PAMETI/STRPAM.GIF


se na datové vodiče dostane nebo nedostane daná jednička. Poté je zesilovačem na koncích vodičů

zesílena informace, a jestliže se jednička dostane přes paměťovou buňku, budeme mít jako výstupní

hodnotu také jedna. Naopak pokud se jednička nedostane přes paměťovou buňku, budeme mít jako

výstupní hodnotu nulu.

Obdobně probíhá zápis hodnoty do paměti. Jako první je opět zavedena adresa paměťového pro-

storu, nastaví se logická jednička na jediném z adresových vodičů. Poté nastane změna – nastaví se

bity b1 – b4, přičemž se do nich uloží hodnoty uschované do paměti. Dále jsou na adresovém vodiči

dané hodnoty uschovány do paměťových buněk.

Zdroj: http://pocitace-dnes.wz.cz/obrazky/podmenu/ram.png

Obrázek 6.2 Příklad vnitřní pamšti (RAM).

Dělení vnitřních pamětí:

ROM

PROM

EPROM

EEPROM

FLASH

RAM

DRAM

SRAM

http://pocitace-dnes.wz.cz/obrazky/podmenu/ram.png


6.1.1 ROM

ROM je pevná, energeticky samostatná paměť, ze které je možné informace pouze číst. Tyto infor-

mace není možné žádným způsobem obměňovat, protože jediné informace lze na tento druh paměti

zapsat v době výroby.

Do paměti ROM je nerealizovatelné vkládat data, je to paměť určená pouze ke čtení, která má schop-

nost permanentního uložení dat.

6.1.2 PROM

Další z pevných, energeticky samostatných pamětí je pamět PROM. Rozdíl mezi pamětí ROM

a PROM spočívá v tom, že v době výroby do ní nejsou zapisovány žádné informace. Dané informace

poté do paměti zapisuje uživatel.

6.1.3 EPROM

Opět se jedná o pevnou, energeticky nezávislou paměť. Uživatel do paměti EPROM může volně za-

pisovat, přičemž je možnost následného smazání pomocí ultrafialového záření. Paměť EPROM cha-

rakterizují unipolární tranzistory, které mají možnost po několik let udržet elektrický náboj. V inte-

grovaném obvodu můžeme vidět malý otvor s touto pamětí, pod kterým je lokalizován paměťový

čip. Na něj pak míří UV záření při mazání informací.

6.1.4 EEPROM

Další z pevných, energeticky nezávislých pamětí, u níž můžeme zapisovat i mazat informace. Jediný

rozdíl mezi pamětí EPROM a EEPROM je v tom, že paměť EEPROM nepoužívá k mazání informací UV

záření, ale mazání je realizováno elektricky.

6.1.5 Flash

Pevné, energeticky nezávislé paměti, do kterých lze stále zapisovat i z nich mazat informace. Toho

všeho lze dosáhnout rovnou v PC, tzn., že se tato paměť před mazáním z počítače nevyndává a není

nutné ji situovat do nějakého speciálního zařízení.


6.1.6 RAM

Paměť RAM je paměť energeticky závislá. Na paměť RAM lze informace zapisovat i je z paměti sma-

zat. Paměť RAM dělíme na dynamickou nebo statickou.

6.1.6.1 DRAM

Zde je důležitým termínem oživení paměťové buňky. Znamená, že se obsah buňky neustále přepi-

suje. Oživení se provádí z důvodu vybíjení elektrického náboje, který je důležitý pro uchování infor-

mací v této paměti.

Zápis:

Tranzistor se otevře v případě, že je na adresovém vodiči hodnota 1, přičemž se tato hodnota

zapíše i na datový vodič. Tato hodnota nabije kondenzátor tím, že bude převedena přes tranzis-

tor.

Pokud by se na datový vodič připsala hodnota 0, kondenzátor by se vybil.

Čtení:

Tranzistor se opět otevře v případě hodnoty 1 na adresovém vodiči. Tato hodnota se zapíše na

datový vodič v případě nabitého kondenzátoru. Tímto se uchovávaná informace zahladí

a kondenzátor se vybije. To znamená, že hodnotu, která byla přečtena, je potřeba znovu vložit

do paměti.

6.1.6.2 SRAM

Je důležité, aby byla paměť napojena na elektrický zdroj – jakmile se odpojí od elektrického

zdroje, přestane dané informace uchovávat.

6.1.7 Dělení RAM (DDR)

6.1.7.1 DDR

Jejich vývoj začal v roce 2000. Původním prototypem byla paměť SDRAM. Proti této paměti má pa-

měť DDR dvakrát větší rychlost přenosu dat. Paměť DDR je základním typem pamětí používaných

v osobních počítačích.


6.1.7.2 DDR2

Obvyklé napětí této paměti je 1,8 V. Můžeme však vidět i napětí 2,2 V nebo 2,4 V, která jsou již pro

náš počítač nebezpečná. Na trhu se můžeme setkat s formami pamětí od 100 MHZ do 300 MHz.

Poslední jmenované paměti již nejsou standardem.

6.1.7.3 DDR3

Obvyklé napětí, které činilo u DDR2 1,8 V, bylo sníženo na 1,5 V., Nicméně skutečnost je taková, že

paměti DDR3 fungují na napětí 1,6–1,8 V. DDR3 oproti DDR2 umožňuje vysokorychlostní zápis mezi

1– 2,4 GHz.

6.1.7.4 DDR4

Pořídit paměť DDR4 je možné od roku 2014 a jedná se o nejnovější variantu. DDR4 je samozřejmě

opět rychlejší než paměti DDR2 a DDR3, přičemž nároky na napětí nejsou tak vysoké jako u jejích

předků – činí 1,2 V při 800–1600 MHz.

6.2 Procesor (CPU)

Procesor se považuje za „mozek“ počítače. Řídí vše, co se v počítači děje. Jakmile spustíme nějakou

aplikaci, spustí se její strojový kód, který obsahuje strojové instrukce, a tento strojový kód provádí

právě procesor. Je situován na základní desce.

V počítači najdeme i řadič, díky němuž spolu veškeré části procesoru spolupracují. V řadiči jsou také

umístěny veškeré důležité registry. Existují registry všeobecné nebo řídící.

Je nutné do počítače umístit základní desku. Sběrnice, která slučuje základní desku s procesorem,

se nazývá Front Side Bus – FSB. Pojmem pracovní frekvence nazýváme rychlost procesoru. O to, na

jaké frekvenci bude procesor fungovat, se stará násobič. Pomocí násobiče a rychlosti procesoru je

možné daný procesor přetaktovat. V této souvislosti se nám bude hodit pojem teplovodivá pasta,

která se stará o vedení odpovídající teploty z čipu procesoru na blok chladiče, protože se při přetak-

tování procesor opětovně přehřívá.


6.2.1 Typy procesorů

6.2.1.1 Typy procesorů Intel:

ATOM

Jestliže byl kladen důraz na spotřebu energie a výdrž baterie a zároveň nám nezáleželo na výpočet-

ním výkonu, pak byly procesory Intel Atom jasnou volbou. Rozlišujeme různé procesory Atom podle

toho, zda obsahují písmeno před číslicí či nikoliv. Pokud písmeno neobsahují, jedná se o procesory

určené pro stroje s nízkým výkonem. Rozlišujeme procesory s písmenem N (pro netbooky) a Z (pro

mobilní zařízení). Právě to, jakým množstvím funkcí procesor disponuje, označují tato čísla – čím

větší číslo, tím více funkcí.

CELERON

Jestliže jsme si vystačili se surfováním po internetu, postačily nám procesory Intel Celeron, které

jsou určeny pro stolní PC nižší třídy. Rozlišujeme opět různé typy procesorů Celeron a opět platí, že

čím mají vyšší číslo, tím více funkcí procesor má. Pro notebooky jsou určeny procesory Celeron

s menším odběrem energie.

PENTIUM

Jedná se o dvoujádrové procesory, které se vyskytují ve stolních PC. Opět obsahují číslice a jsou

úsporné na energii.

CORE I.

Nejvyšší řada se označuje jako Intel Core i7, existují také označení i5 a i3. Jako vícejádrové procesory

označujeme procesory Intel Core 2 Duo. Obsahují také písmena i číslice. Čtyřjádrový procesor s velmi

vysokým výkonem značíme QX, dvoujádrový procesor s velmi vysokým výkonem značíme

X, čtyřjádrový procesor určený pro stolní počítače značíme Q. Procesor spořící energii značíme E,

úsporný procesor určený pro mobilní zařízení značíme T, přičemž procesor, který má výrazně nižší

spotřebu energie, značíme P a procesor disponující celkově minimální spotřebou energie (Core 2)

značíme U.

XEON, ITANIUM

Pro serverové aplikace se doporučují procesory Xeon a Itanium, které opět disponují písmeny. Nej-

výkonnější procesor je značen písmenem X, procesor pro rack je značen písmenem E a procesor,

u kterého nám jde o výkon značíme E. Procesory Xeon rozlišují mezi třemi úrovněmi, a to řada 3000


s jednovrstvými procesory, řada 5000 s dvěma jádry a řada 7000 s větším počtem jader. Procesory

Itanium (dvě + jader) definuje třída 9000.

6.2.1.2 Typy procesorů AMD:

ATHLON

Tento procesor se již nevyrábí a není doporučeno jej v této době používat. Je vhodný maximálně

k sufrování na webu.

PHENOM

Procesor využívaný ve stolních počítačích, dnes se již nevyrábí.

SEMPRON

Procesor AMD Sempron se dá srovnat s procesorem Intel Celeron, přičemž jeho výkon dosahuje

pouze základní úrovně.

TURION II

Procesor využívaný zejména v noteboocích, velice energeticky úsporný. Soutěžil s procesorem Intel

Core 2 Duo.

ATHLON II

Procesor, který se ve své době hodil na Microsoft Office, multimediální aplikace a multitasking, není

příliš nákladný a je rozšířen jak na stolních počítačích, tak na noteboocích.

PHENOM II

Tento procesor je schopen dosahovat vysokého výkonu. Pod označením X6 nalezneme šestijádrový

procesor, který byl jako první uveden na trh v roce 2010. Phenom II se hodí pro každodenní použití,

ale již se nevyrábí.

A-SERIES

Jedná se o vysoce výkonné procesory, jelikož jde o čip, který slučuje procesor s grafickým proceso-

rem. Procesory A-Series nalezneme v desktopech, ultraboocích i noteboocích. Výkonnější jsou ozna-

čení A6 a A8, která jsou vhodnější pro hráče počítačových her. Ještě vyšší výkon se očekává od pro-

cesorů řady Trinity.


FX

V současnosti nejvýkonnější procesory společně s řadou A. Jsou vhodné i pro náročnější uživatele.

Tyto procesory najdeme především ve stolních počítačích.

6.3 Registry

Registry se nachází v procesoru počítače. Jak již bylo řečeno, dělíme je na všeobecné (jsou zde uklá-

dány operandy a mezivýsledky) a řídící (lze jimi řídit činnost procesoru).

Některé druhy registrů:

Adresové registry – obsahují adresy

Datové registry – ukládají se do nich číselné hodnoty

Konstantní registry – obsahují neměnné hodnoty

Podmínkové registry – zabývají se tím, zda byla splněna nějaká konkrétní podmínka

Existují také nejrůznější speciální registry, jako např.:

AX — Accumulator, střadač

BX — Base, registr báze

CX — Counter, určený k počítání cyklů

Data, registr dat

SP — Stack Pointer obsahuje offset adresy vrcholu zásobníku.

ZF — Zero Flag

CS — Code Segment

Názvy zásobníků mohou být v každém procesoru odlišné. Registry tedy uchovávají například adresy

a určité hodnoty, například číselné nebo pravdivostní. Používáme je také pro práci s příznaky atd.

6.3.1 Cache

Registry obsahují pouze data nutná pro chod aplikací. Paměť RAM není vhodná pro získávání dat

v případě, že vyžadujeme opětovně určitá data. Paměť, které opětovné vyžadování dat nevadí, na-

zýváme Cache. Díky této paměti může probíhat záměna dat mezi jádry. Cache se skládá ze tří úrovní

– L1, L2 zaměřené na rychlost a L3 zaměřenou na velikost. Je to takzvaná vyrovnávací paměť, která

je situována mezi registry a paměť RAM. Protože tyto dvě komponenty většinou nefungují stejně


rychle, nemusí tudíž na sebe čekat. Paměti L1 (kapacita ve stovkách kb), L2 (kapacita 1–2 MB) a L3

(jednotná pro celý procesor) jsou závislé na počtu používaných jader procesoru. Bez paměti Cache

by se neobešel ani harddisk. Její kapacita činí jednotky MB a vyvažuje rozdíly mezi rychlostí RAM

a harddiskem.

6.3.2 Instrukční sada

Procesor vykonává instrukce, které náleží právě do instrukční sady. Instrukce je šifrovaný příkaz,

jehož pomocí se vykoná jedna základní operace procesoru. Jestliže byl počítači odevzdán sled in-

strukcí, byl schopen vykonat jakoukoliv aktivitu. Prvním počítačem, který byl schopen vykonat ja-

koukoliv aktivitu, byl již zmíněný EDVAC.

Výčet základních instrukcí:

čtení a zápis na médium

aritmetické operace

podmíněné zahájení instrukce

Oba přední výrobci procesorů Intel a AMD podporují instrukční sadu x86 i v 64-bitové verzi.

V počítači existují 3 druhy paměti – registry, vnější a vnitřní paměť. Popsali jsme si

druhy vnitřní paměti – ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM a Flash. Řekli jsme si, že

paměti RAM se dále dělí na DDR2, DDR3 a DDR4. Pověděli jsme si také o vnějších

pamětích. Procesor je tzv. mozek počítače, který řídí vše, co se v počítači děje. Popsali

jsme si typy procesorů Intel a AMD. V procesoru počítače se nachází také registry,

které se dělí na všeobecné a řídící, dále na adresové, datové, konstantní

a podmínkové. Na konci kapitoly jsme definovali pojem instrukce – jedná se

o šifrovaný příkaz vykonávající jednu základní operaci procesoru.

1. Jaké 3 základní skupiny pamětí známe?

2. Jakým způsobem můžeme rozdělit vnitřní paměti?

3. Charakterizujte jednotlivé paměti.

4. Charakterizujte paměť DDR4.

5. Co je paměť ROM?

6. Popište jednotlivé typy procesorů.

7. Jaké druhy registrů znáte?

8. Co je to instrukce?



[1] . KUBÁTOVÁ, H. Struktura a architektura počítačů s řešenými příklady. 1. vyd.



712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9







Kapitola 7

Pevné a přenosné disky,

jejich struktura,

technologie pro uložení

dat


popsat, co je pevný disk harddisk

znát druhy formátování

definovat souborový systém

charakterizovat přenosné disky

rozčlenit paměťové karty

popsat každý typ karty

Klíčová slova:

Harddisk, formátování, magnetooptický disk, CD, DVD, USB, SSD, Hybridní disk, SD, SDHC, SDXC, Micro SD


7.1 Pevný disk

Pevný disk, nebo také harddisk, se nachází v počítačové skříni (v případě interního disku) a je využí-

ván pro ukládání aplikací a dat, která budou dostupná i po odpojení počítače od zdroje elektrické

energie. Pro výrobu diskových ploten, které jsou součástí harddisku, se používají materiály jako hli-

ník a sklo. Harddisk obsahuje více těchto ploten, nad nimi se hýbou hlavy, které slouží k uschování

dat a aplikací. Místa, kam se data a aplikace ukládají, nazýváme stopy a sektory, které mají schopnost

zahrnout 512 bajtů.

Jediný sektor nebo větší množství sektorů zpravidla tvoří takzvanou alokační jednotku. Ta určuje

minimální velikost prostoru na disku, který má operační systém možnost přidělit při zápisu jedinému

souboru. Každá plotna, která je v disku přítomna, má stejný počet otáček a má 2 strany, na které

ukládá aplikace a data. Na všech plotnách jsou přítomny totožně umístěné stopy, jež tvoří takzvaný

cylindr.

Každá strana plotny obsahuje jednu hlavu a veškeré hlavy se hýbou zároveň, jelikož jsou připojeny

ke společnému závěsu hlav. Disk má zpravidla 7 200 ot/min, některé však mají i 10 000 ot/min. Disky

se ploten při činnosti nedotýkají. Jakmile se ukončí činnost počítače, hlavy dosednou na povrch plo-

ten.

Zdroj: http://we.xf.cz/popis_hdd.jpg

Obrázek 7.1. Pevný disk

http://we.xf.cz/popis_hdd.jpg

79 PEVNÉ A PŘENOSNÉ DISKY, JEJICH STRUKTURA, TECHNOLOGIE PRO ULOŽENÍ DAT

7.1.1 Interní část disku

Číslování sektorů a hlav se liší. Sektory začínají na čísle 1, hlavy na čísle 0. Hlavička je označována

jednak jako začátek sektoru, přičemž obsahuje jeho číslo, a jednak za konec sektoru. Označujeme

zakončení sektoru, které ukládá kontrolní součet. Za koncem sektoru přichází mezera před daty,

která zabezpečuje volné místo pro zápis i pro obnovení kontrolního součtu. Rychlostní odchylky

hybné síly disku jsou vyvažovány mezerou mezi záznamy. Úplná stopa bývá vyvážena mezerou před

indexem, která je určena proměnnou a u níž jsou důležité jak odchylky ve frekvenci u zápisu v období

formátování disku, tak velikost rychlostních odchylekotáčení disku.

7.1.2 Formátování disků

Disky se formátují takzvaným logickým a fyzickým způsobem. Tato dvě formátování je nutné použít

před každým zápisem dat na disk a také je důležité provádět tato formátování odděleně. Jelikož se

počítá s tím, že se na harddisk nainstaluje větší množství OS, musíme před začátkem formátování

disku oběma způsoby oddělit harddisk na individuální části a zápis informací. Zápis v číselných sou-

stavách vypadá tak, že se jednotlivé číslice dle sestupného řádu píší za sebe.

Rozlišujeme následující formátování:

7.1.2.1 Nízkoúrovňové

Využívá se určitého počtu sektorů, které obsahují hlavičku i zakončení. Dále se tvoří mezery mezi

sektory i mezi stopami, přičemž řadič situuje do všech sektorů identifikátor. Je využíváno zónového

záznamu. Množství sektorů není pro jednotlivé stopy pevně dáno. Množství sektorů, které jsou sou-

částí stopy, udávají zóny, pomocí nichž jsou seskupeny cylindry.

Rozdělení disků na oddíly

Harddisk musí obsahovat nejméně jeden oddíl, zatímco veškeré oddíly mohou být naformátovány

rozdílným souborovým systémem.

Souborový systém

Zajišťuje jednoduché vyhledávání a přístup k souborům. Na paměťových médiích je určen k uspořá-

dání a řízení dat. Souborový systém může restrikce, ale také zdokonalené vlastnosti, například ob-

měna souborového systému u formátování vyžaduje jeho naprosté smazání. Prostřednictvím sou-


borového systému tvořit adresáře, ukládat data do souborů, soubory řadit do složek apod. Do to-

hoto systému se ukládají data (umíme je při rozvinutí souboru přečíst) a metadata (obsahují dopl-

ňující informace, zobrazují organizaci systému).

7.1.2.2 Vysokoúrovňové

Pro řízení souborů a dat si OS zaznamenává na disk struktury, které jsou pro něj důležité. Souborový

systém nazýváme FAT, přičemž každý logický naformátovaný disk obsahuje sektor disku, souboro-

vou alokační tabulku (2x) a kořenový adresář, díky čemuž může OS provádět řízení diskového pro-

storu nebo může mít informace o souborech.

7.1.3 Magnetooptický disk

Zdroj: http://disktransfer.co.uk/IMAGES-800/opentext-files-converted-to-TIF-with-ifnid.jpg

Obrázek 7.2 Magnetooptický disk.

Změnou magnetizace žádoucího materiálu a použitím laserového paprsku pořizujeme záznam na

magnetooptický disk. Zápis na disk je prováděn po blocích, data mají značnou hustotu, jednoduché

mechaniky apod. Čirý polykarbonátový disk (1,2 mm) představuje základ magnetooptického disku.

Disk dále tvoří vrstva z dielektrického materiálu (100 nanometrů). Následující vrstva (30 nanometrů)

se skládá z feromagnetického materiálu, předposlední vrstva je z hliníku. Díky ní se odráží laserový

paprsek a zkvalitňuje se tím čtecí proces. Poslední vrstva obsahuje ochranný lak. K přesnějšímu na-

stavení čtecí a zápisové hlavy jsou na polykarbonátové vrstvě umístěny drážky.

http://disktransfer.co.uk/IMAGES-800/opentext-files-converted-to-TIF-with-ifnid.jpg


7.1.4 Přenosné disky

7.1.4.1 CD/DVD

Na CD/DVD provádíme záznam pomocí laseru. Rozlišení informací na disku s velice vysokou husto-

tou záznamu zprostředkovává monochromatické a koherentní světlo. Nejprve se hovořilo pouze

o jednostranném DVD s velikostí 4,7 GB, která stačila na 135 minut videa. Tato velikost může být až

dvojnásobná, pokud provedeme zápis také na druhou stranu DVD. U DVD se užívá laserové světlo.

Jakmile toto laserové světlo zaostříme, jsme schopni stanovit vrstvu, ze které data dostaneme

k přečtení.

Existují tři různé typy CD/DVD

CD-ROM

CD-R, CD-RW

DVD-R, DVD-RW

Formáty:

Formát popisuje pravidla pro zápis.

Red book

Digitální způsob zápisu zvuku.

Yellow book

Slouží k opravě chyb při zaznamenávání a týká se počítačových dat. Rychlost převodu je 150

KB/s, stejně jako v předchozím případě.

Green Book

Určen pro videosekvence, tzn., že sekvence jednotlivých obrázků tvoří pohyb.

Orange Book

Zápis můžeme provést náhle nebo v několik záznamech. Orange Book stanovuje formát pro

zapisovatelná CD.

White Book

Využívá šifrování MPEG a slouží k přehrávání filmů.


7.1.5 USB flash disk

Flash disk obsahuje paměť flash, díky které se nemusíme bát odpojit toto médium, protože zde zů-

stanou data uchována. Pro přenos dat se používá sběrnice USB. Zápis na USB je uskutečňován

v blocích. USB sestává např. z řadiče, paměti NAND apod.

7.1.6 SSD

SSD slouží k ukládání dat a aplikací. Obsahuje samostatné flash paměti umístěné na desce tištěného

spoje, jež mají stejnou velikost jako pevné disky. Pro spojení s počítačem můžeme využít jak rozhraní

SATA, tak PATA.

Společnost Intel přivedla na svět jako první paměti stavějící na architektuře NOR, v roce 1987 pak

na NAND. Architektura NOR se vyznačovala dlouhou dobou zápisu i mazání, zatímco v architektuře

NAND zápis i mazání trvaly kratší dobu. Dále tato architektura nevyžaduje po buňce tolik místa jako

NAND a disponuje nižšími výdaji na bit. Architektura NAND se používá jako druhé zařízení, na které

ukládáme data a aplikace (paměťové karty, flash disky).

Jsou zde dvě možnosti, jak se data a aplikace dají uložit na SSD disk – buď jednotlivé buňky uschovají

jeden bit informace, tzn., že jsou data do buněk uschovávána po samostatných bitech, nebo uscho-

váme větší množství bitů do jediné buňky. Tuto metodu nazýváme Multi Level Cell (MLC). Jak vypadá

hybridní disk, můžeme vidět na obrázku 7.3.

Životnost SSD

Disky SSD nevynikají delší životností než pevné disky, jelikož je počet zápisů na stejné místo na disk

SSD omezený. Životnost SSD disku lze mírně prodlužit rovnoměrným zápisem na celý objem.

7.1.7 Hybridní disk

Jedná se o seskupení výkonnosti flashové paměti a magnetické plotny.

Magnetická plotna obsahuje data, která nejsou používána často a do flash paměti se naopak ukládají

data často používaných aplikací.

Hybridní disk nejprve musí rozpoznat, která data se používají často a která méně často, proto jeho

výkonnost nastoupí až po několikátém zapnutí PC.


Zdroj: https://www.howtogeek.com/wp-content/uploads/2014/08/xsshd-hybrid-drive.jpg.pages-peed.gp+jp+jw+pj+ws+js+rj+rp+rw+ri+cp+md.ic.4LXwa4sRwK.jpg

Obrázek 7.3 Hybridní disk.

7.1.8 Paměťové karty

Mezi flash paměti řadíme také paměťové karty. Po svém uvedení na trh aplikovaly obvody NOR,

dnes se již aplikují obvody NAND, které používají také USB a SSD disky. Tato paměť je situována

v pouzdře vyrobeném z plastu bez zastřených kontaktů, což je značná nevýhoda z pohledu životnosti

karty. Tyto karty používají smartphony, notebooky, fotoaparáty apod. Nejsou ovšem slučitelné, pro-

tože různé druhy mají různé velikosti.

Zdroj: http://www.fishfoto.cz/wp-content/uploads/2014/03/transc.jpg

Obrázek 7.4 Paměťová karta.

http://www.fishfoto.cz/wp-content/uploads/2014/03/transc.jpg


7.1.8.1 Typy paměťových karet:

SD (Secure Digital)

SD je technologie, která má rozsáhlé využití. Nalezneme až 8000 modelů. Nevýhodou je malá kapa-

cita, pouhé 2 GB. Na trhu můžeme občas vidět i velikost 4 GB.

Modely: SD, Micro SD, Mini SD

SDHC (Secure Digital High Capacity)

Karta SDHC má vyšší kapacitu než karta SD (32 GB) a není slučitelná s přístroji, které používají kartu

SD.

Modely: SDHC, Micro SDHC, Mini SDHC

Dobu zápisu pomáhají definovat různé třídy karet, např.:

Class 2 = 2 MB/s

Class 4 = 4 MB/s

Class 6 = 6 MB/s

SDXC (Secure Digital Xtra Capacity)

Odlišuje se velikostí maximálně 2 TB.

CompactFlash (CF)

Její kapacita činí 2 MB až 128 GB, je využívaná ve fotoaparátech, PDA a dalších přístrojích.

Dělí se na Type 1 a Type II, přičemž se rozlišují svojí velikostí.

Micro SD

Na svět přišla roku 2005 a jedná se o flash paměťovou kartu malých rozměrů o velikosti 128 MB – 4

GB. Je využívána převážně ve smartphonech.

VV této kapitole jsme si popsali, jak funguje pevný disk, který je využíván k ukládání

dat, která chceme mít dostupná i po vypnutí počítače. Řekli jsme si, jakým

způsobem se disky formátují a jak uvnitř pracují. Dále jsme si popsali

magnetooptické disky, které využívají laserový paprsek k záznamu dat na disk.


Definovali jsme také přenosná paměťová média, CD, DVD, USB flash disk, disky SSD

a hybridní disky a paměťové karty, které rozlišují mezi SD, SDHC, SDXC a Micro SD.

1. Co je to harddisk a jakým způsobem funguje?

2. Co je formátování disků a jaké druhy formátování znáte?

3. Definujte souborový systém.

4. Jaké znáte CD formáty?

5. Popište SSD.

6. Definujte jednotlivé druhy paměťových karet.


[1] . KUBÁTOVÁ, H. Struktura a architektura počítačů s řešenými příklady. 1. vyd.



712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9







Kapitola 8

Hlavní deska počítače,

propojení bloků, sběrnice,

řadiče, přídavné karty,

BIOS


popsat hlavní desku počítače definovat pojem sběrnice popsat chipset a jeho části definovat pojem řadič popsat druhy přídavných karet

Klíčová slova:

Základní deska, sběrnice, chipset, SoC čip, řadič, grafická karta, zvuková karta, síťová karta, televizní karta, BIOS

87 HLAVNÍ DESKA POČÍTAČE, PROPOJENÍ BLOKŮ, SBĚRNICE, ŘADIČE, PŘÍDAVNÉ KARTY, BIOS

8.1 Hlavní deska počítače

Počítač se skládá z procesoru a základní desky. Základní deska je tištěný spoj zahrnující například

různé sloty, socket apod., které pak slouží k připojení komponent. Základní deska se stará o uchování

a zpracování dat týkajících se systému uživatele a především zajišťuje komunikaci mezi všemi kom-

ponentami počítače.

Na skříni počítače najdeme různé konektory, do kterých pak zapojujeme počítačové komponenty

pomocí kabelů nebo rozšiřujících slotů. Může se jednat o procesor, grafickou, zvukovou či síťovou

kartu, harddisk, dále periferie jako myš, klávesnici, reproduktory apod. Abychom byli schopni počí-

tač nastartovat, budeme potřebovat připojit paměť ROM, která obsahuje BIOS.

Dalším důležitým pojmem je chipset. Chipset je čipová souprava, která obsahuje podstatné integro-

vané obvody, přičemž se může jednat o jediný čip nebo může obsahovat čipy dva, a to takzvaný jižní

můstek (Southbridge) a severní můstek (Northbridge). Pokud budeme vybírat, který procesor je ke

konkrétní základní desce vhodný, musíme se orientovat právě podle chipsetu.

Zdroj: http://uvt.xf.cz/pages/zakladni_deska.html

Obrázek 8.1 Obrázek 0 1 Základní deska (motherboard).


8.1.1 Form Factor

Všechny základní desky nejsou stejné. Existuje více typů základních desek, přičemž typ základní

desky je závislý např. na její velikosti, na druhu konektorů na základní desce atd. Každá deska navíc

nemusí obsahovat stejná rozhraní jako jiné desky, může mít jiný chipset nebo může být odlišná podle

způsobu chlazení apod.

8.1.1.1 Formáty

ATX: nejvyužívanější u osobních počítačů

Micro ATX: rozšiřujících karet se do Micro ATX nevejde tolik, má méně slotů oproti ATX

BTX: nepoužívaný, rozměrově i chlazením se odlišuje od ostatních formátů

ITX: opět se liší rozměrem, podkategorie je mini ITX - v netboocích

8.2 Sběrnice

Aby byl mikroprocesor schopen spojit se s ostatními periferními zařízeními, je potřeba definovat

pojem sběrnice. Ta se skládá ze série elektrických vodičů a spojuje veškeré komponenty počítače.

Data by měla přes sběrnici proudit co největší rychlostí.

Existují 3 způsoby komunikace:

prostřednictvím sběrnic

prostřednictvím IRQ (hardwarové přerušení)

prostřednictvím DMA (kanály přímého přístupu do paměti)

Dále můžeme sběrnice dělit na:

adresové – jakmile jsou spolu dvě zařízení ve spojení, adresová sběrnice přemístí jejich adresy

datové – jakmile jsou spolu dvě zařízení ve spojení, datová sběrnice přemístí pouze číselné in-

formace

řídící – řídí veškerá spojení mezi zařízeními


Sběrnice využívají tyto systémy:

Multimastering – procesor nebývá tolik přetěžován, přídavné karty, které vykonávají práci mi-

kroprocesoru v počítači, se starají o chod sběrnice

Burst režim – rychlejší, bývají přesouvány celé oddíly dat bez adresy

Sběrnicová struktura v počítačích je odstupňovaná. Bázi tvoří místní sběrnice, na kterou ústí nej-

rychlejší komponenta počítače – procesor. Spojení tudíž musí probíhat co nejvyšší rychlostí. Dále je

pravidlem vsunout čekací cykly, pomocí kterých je sběrnice schopna spojení s procesorem bez pro-

blému do taktu procesoru, jelikož úroveň struktury sběrnic není natolik vysoká. Další v pořadí je

systémová sběrnice, pomocí níž je možno přidat další komponenty. Ze zadní části skříně počítače

vidíme konektory sběrnice a do těchto konektorů vsouváme přídavné karty. Je možno také vkládat

karty nejrůznějších výrobců, jelikož jsou sběrnice pod přísnou kontrolou standardizace.

Nejvyužívanější typy sběrnic:

XT BUS – zastaralá sběrnice, která má 8 bitů

Burst režim – rychlejší, bývají přesouvány celé oddíly dat bez adresy

ISA (8 bitů) – používaly ji osobní počítače, je zastaralá a komunikace probíhala zdlouhavě

ISA (16 bitů) – tuto sběrnici lze seřídit v BIOSu, zvenčí má hnědou nebo černou barvu, lze připojit

libovolné množství přídavných karet

MCA – neslučuje se se sběrnicí ISA, byla produkována pro počítače série PS/2 společností IBM

EISA – je možné nastavit ji pomocí programu, frekvence běhu sběrnice je stále nízká, odvozena

od sběrnice ISA a je s ní plně slučitelná

PCI – tuto sběrnici vyvinula firma Intel v roce 1993. Pracuje samostatně, nezávisí na procesoru

a má vysokou přenosovou rychlost více než 100 MB. Počet PCI slotů je pevně dán kvůli riziku

zátěže, maximálně tři až čtyři sloty.

AGP – na sběrnici se mnohdy napojují video karty, tudíž podporuje sběrnice grafické akcelerá-

tory

PCIe – je nejpoužívanější náhradní vysokorychlostní sběrnice za AGP a PCI. PCIe komunikuje

oběma směry současně, šířka pásma PCIe činí maximálně 4000 Mb/s.


8.3 Chipset

O pár řádků výše jsme si řekli, že chipset je čipová souprava, která obsahuje podstatné integrované

obvody, přičemž se může jednat o jediný čip nebo může obsahovat čipy dva – tzv. jižní můstek (Sou-

thbridge) a severní můstek (Northbridge). Producenti čipů jsou například NVIDIA, AMD a INTEL.

Dělení:

8.3.1 Southbridge

Jižní most obstarává služby BIOSu a není přímo spjat s procesorem (je od něj tedy více vzdálen).

Tímto ho můžeme diferencovat od severního mostu. Z důvodu této vzdálenosti obstarává obsluhu

pomalejších zařízení. Aby byl jižní můstek kompatibilní se severním můstkem, musí být oba dva pro

tuto vlastnost vyprojektovány.

8.3.2 Northbridge

Southbridge obstarává spojení s Northbridge, dále spojení mezi PCIe, pamětí RAM a procesorem.

Severní most je schopen činnosti pouze s jediným druhem RAM a se dvěma druhy procesorů. Jestliže

severní most dostane požadavek z důvodu nezbytnosti dat z RAM, je tento požadavek zaslán řadiči

paměti severního můstku a probíhá reakce na čas, kdy má procesor povinnost čekat, než prostuduje

paměť přes FSB.


Zdroj: https://s.hswstatic.com/gif/motherboard-bridges.jpg

Obrázek 8.2 Severní a jižní můstek.

Chipset používá nejčastěji tyto sběrnice: FSB: používá se pouze v případě severního mostu

HT: řadič byl přemístěn na procesor, čímž se zvýšila rychlost přenosu z důvodu propustnosti

QPI: řadič byl opět přemístěn na procesor, sběrnici QPI vyvinula společnost Intel

DMI: tato sběrnice se používá v případě přemístění řadiče severního mostu do procesoru, přišla

na trh díky společnosti Intel

8.3.3 Řadič

Jedná se o integrovaný obvod, který zprostředkovává spojení mezi počítačem a rozdílným hardwa-

rovým zařízením. Je umístěn na základní desce počítače. Níže uvedeme některé typy řadičů v počí-

tači:

PCI

PCIe

AGP

USB

další


8.4 Grafické karty

Pomocí grafických karet je počítač schopen zobrazit informace a data na výstupních zařízeních. Jest-

liže si chceme zahrát hru, neměli bychom sázet na základní desku s již sjednoceným grafickým čipem,

jelikož nemá natolik potřebný výkon. Grafické karty patří do pamětí s označením DDR3 nebo DDR4.

Výstupy:

VGA – využívají jej starší CRT monitory

DVI – využívají jej především novější LCD monitory

HDMI – vyznačuje se vysokým rozlišením a zprostředkovává výstup dat například na televizi či

projektor.

DisplayPort – také se vyznačuje vysokým rozlišením, ale není slučitelný s DVI a HDMI.

Nejvýznamnější výrobci grafických karet:

AMD/ATI – grafické karty Radeon

NVIDIA – grafické karty GeForce

8.5 Zvukové karty

Zvuková karta bývá sloučena se základní deskou. Je to takové zařízení, které obstarává převod

z digitálního zvukového signálu do jeho analogové podoby.

Zdroj: http://www.hardver.estranky.sk/img/picture/19/zvukovka_all.png

Obrázek 8-3 Příklad zvukové karty.

http://www.hardver.estranky.sk/img/picture/19/zvukovka_all.png


8.6 Síťové karty

Síťová karta označována jako Network Interface Controller, bývá taktéž sloučena se základní deskou,

lze ji ale také koupit samostatně. Aby měla možnost spolu dvě zařízení komunikovat v počítačové

síti, je tato karta nutností. Síťová karta má vždy jedinečnou MAC adresu, která je složena ze 48-

bitového identifikátoru.

Nejvýznamnější výrobci síťových karet:

CISCO

AMD

Broadcom

Intel

Novell

a další

8.7 Televizní karty

Tento typ karet nebývá nikdy sloučen se základní deskou počítače, tudíž není možné do počítače

přijímat televizní signál. V malé míře mohou být sloučené s grafickou kartou a situují se do slotů PCI

nebo PCIe. Jestliže vlastníme televizní kartu, určitě je značnou výhodou možnost zaznamenání na

pevný disk.

8.7.1 Druhy televizních karet:

Analogové karty – při použití úspornějších modelů bývá zatížen větší měrou procesor. Dražší

modely nezatěžují procesor tolik, jelikož šifrují signál do MPEG. Analogové karty mohou obsa-

hovat i rádiový přijímač.

Digitální karty – signál není třeba šifrovat, jelikož je TV přenášena ve formátu MPEG

Hybridní karty – hybridní karty obsahují pouze jeden tuner, který má schopnost jak digitálního,

tak analogového příjmu, přičemž je nelze za běhu přepínat

Combo karty – obsahují analogový i digitální tuner, nemusí se přepínat


Výrobci televizních karet:

Leadtek

Pinnacle

a další

Zdroj: https://www.ixbt.com/monitor/images/aver-tv-307/aver-307.jpg

Obrázek 8-4 TV karta

8.8 BIOS

BIOS je umístěn na základní desce počítače na čipu ROM. Díky němu můžeme pracovat s počítačo-

vým systémem. BIOS obsahuje test POST, který se spouští při každém startu počítače a zjišťuje, zda

je systém schopný provozu. Abychom se nějakým způsobem dostali do BIOSu, musíme zmáčknout

určitou klávesu nebo kombinaci kláves – zpravidla to bývá klávesa F2. Jakmile v BIOSu změníme

nastavení určité komponenty, toto nastavení se uloží do paměti CMOS (ne na daný čip ROM).

Úkoly BIOSu:

Test POST – zjišťuje, zda je systém provozuschopný, zda hardware neobsahuje chyby

Bootstrap Loader – vypátrá operační systém a předá mu vedení

Ovladače – zjistí, zda jsou dostupné veškeré potřebné ovladače

https://www.ixbt.com/monitor/images/aver-tv-307/aver-307.jpg


Zdroj: https://fthmb.tqn.com/ZbzceEszNxhCe51_F8VomXf90dk=/1920x1080/filters:fill(auto,1)/bios-setup-utility-57fe63db3df78cbc286009c1.jpg

Obrázek 8-5 Systém BIOS.

Základní deska se používá k připojování nejrůznějších komponent, včetně CPU. Důle-

žité integrované obvody obsahuje Chipset. Buď jde o jeden chip, tedy severní můs-

tek, nebo jde o dva čipy, tedy jižní můstek. Existuje více typů základních desek – ATX,

micro ATX, BTX, ITX. Mikroprocesor se musí být schopen spojit s ostatními kompo-

nentami, k tomu bude potřebovat takzvané sběrnice. Spojení mezi PC a ostatními

komponentami zajišťuje řadič. Rozlišujeme několik typů řadičů. Nakonec jsme defi-

novali přídavné karty, a to grafickou, síťovou, zvukovou a televizní.

1. Co je základní deska a jaké jsou nejpoužívanější formáty?

2. Definujte pojem sběrnice a způsoby její komunikace.

3. Jaké druhy sběrnic znáte?

4. Co je to chipset a z čeho se skládá?

5. Vyjmenujte čtyři typy přídavných karet a charakterizujte je?

https://fthmb.tqn.com/ZbzceEszNxhCe51_F8VomXf90dk=/1920x1080/filters:fill(auto,1)/bios-setup-utility-57fe63db3df78cbc286009c1.jpg

https://fthmb.tqn.com/ZbzceEszNxhCe51_F8VomXf90dk=/1920x1080/filters:fill(auto,1)/bios-setup-utility-57fe63db3df78cbc286009c1.jpg






712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9







Kapitola 9

Periferní zařízení, jejich

klasifikace a základní

vlastnosti


definovat pojem periferní zařízení popsat jednotlivé druhy periferií charakterizovat jednotlivé typy rozhraní

Klíčová slova:

Vstupní zařízení, výstupní zařízení, rozhraní, PS/2, Thunderbolt, FireWire, USB, LPT, COM


9.1 Periferní zařízení

Periferní zařízení je takové zařízení, prostřednictvím kterého dostaneme data do nebo z počítače.

Abychom mohli dostat data do nebo z počítače, musíme dané zařízení s počítačem nějakým způso-

bem propojit – to se děje pomocí rozličných konektorů a rozhraní.

Zdroj: http://3.bp.blogspot.com/_CyAkg6of20o/TKh_EnQvB0I/AAAAAAAAAAM/5dycqRbX4TA/s1600/kanov-ska_vstupni_vystupni_INF.bmp

Obrázek 9-1 Vstupní a výstupní zařízení

9.1.1 Vstupní zařízení

Jsou to taková zařízení, jejichž prostřednictvím dostaneme data DO počítače.

9.1.1.1 Klávesnice

Pomocí klávesnice zajišťujeme vstup dat do počítače – dat v textové podobě. Skládá se z alfanume-

rických kláves (písmena), numerických (čísla), funkčních a kurzorových kláves (šipky). Počítač propo-

jíme s klávesnicí prostřednictvím USB kabelu, PS/2 či Bluetooth.

Klávesnice můžeme rozčlenit na:

•drátové

•bezdrátové

http://3.bp.blogspot.com/_CyAkg6of20o/TKh_EnQvB0I/AAAAAAAAAAM/5dycqRbX4TA/s1600/kanovska_vstupni_vystupni_INF.bmp

http://3.bp.blogspot.com/_CyAkg6of20o/TKh_EnQvB0I/AAAAAAAAAAM/5dycqRbX4TA/s1600/kanovska_vstupni_vystupni_INF.bmp

99 PERIFERNÍ ZAŘÍZENÍ, JEJICH KLASIFIKACE A ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI

Další členění:

klávesnice notebookové

klávesnice obvyklé

klávesnice multimediální

klávesnice ergonomické

klávesnice skládací

atd.

9.1.1.2 Myš

Taktéž se jedná o zařízení určené pro vstup dat do počítače. Počítač propojíme s myší prostřednic-

tvím USB kabelu, PS/2 či Bluetooth.

Myši můžeme rozčlenit na:

kuličkové, optické

drátové, bezdrátové

herní

9.1.1.3 Scanner

Scanner se používá při potřebě přenosu tištěných předloh do digitální formy. Připojit ho můžeme

také prostřednictvím USB či LPT. Toto zařízení charakterizují pojmy barevná hloubka, která je maxi-

málně 48 bitů, DPI, rozlišení až 4800 DPI a skenovací plocha (například A4).

Scannery můžeme rozčlenit na:

manuální

stolní

bubnové

3D

čtečky čárových kódů,

atd.


9.1.1.4 Mikrofon

Mikrofon je zařízení, prostřednictvím kterého jsme schopni přeměňovat signál. Přeměna probíhá ze

zvukového signálu na elektrický signál. Prostřednictvím rozměru a struktury pouzdra mikrofonu

jsme schopni rozlišovat mnoho druhů mikrofonů přijímajících zvuk různé síly.

9.1.1.5 Touchpad

S touchpadem se setkáme především v noteboocích, kde zastává úlohu při ovládání notebooku, tu-

díž nepotřebujeme myš. Touchpad ovládáme prsty. Spousta lidí ovšem myš využívá z důvodu po-

hodlí.

9.1.2 Výstupní zařízení

Jsou to taková zařízení, jejichž prostřednictvím dostaneme data Z počítače ven.

9.1.2.1 Monitor

Monitor je zařízení určené pro výstup dat nebo výsledků aplikací z počítače.

LCD monitor

Předchůdci LCD monitorů byly monitory CRT. CRT monitory zabíraly spoustu místa, LCD moni-

tory jsou mnohem štíhlejší. Díky štíhlejšímu provedení jsou také méně náročné na elektrickou

energii.

LCD monitory většina uživatelů vybírá dle velikosti úhlopříčky (například 19 palců), ale vybírat

se dá také dle obrazové frekvence.

Měli bychom umět nastavit potřebné rozlišení, abychom byli spokojeni s jeho obrazem.

Obvyklá rozlišení jsou 640x480, 800x600, 1024x768.

CRT monitor

CRT monitory jsou již zastaralé a běžně je v obchodě nenajdeme.

9.1.2.2 Tiskárna

Tiskárna je opak scanneru – převádí digitální předlohu formu do tištěné formy.


Tiskárny můžeme rozčlenit na:

Jehličkové tiskárny

Jehličkové tiskárny nejsou schopny tisknout grafiku. Vytištěný text je sestaven z teček, což je

obtisk jehličky na papíře. Tyto tiskárny vynikají nízkými náklady na tisk a nízkou pořizovací ce-

nou. Nevýhodou je nízká rychlost tisku a vysoká hladina hluku.

Inkoustové tiskárny

Inkoustová tiskárna je již schopna tisknout grafické prvky a je poněkud rychlejší než tiskárna

jehličková.

Laserové tiskárny

Laserové tiskárny fungují díky laserovému paprsku (opticky vytvoří obraz) a válci, který zajistí

přemístění tohoto obrazu na papír. Laserové tiskárny jsou oproti jejich předchůdcům nejrych-

lejší, tisknou nejkvalitněji, tisk je levnější (stejně jako u jehličkové tiskárny), avšak pořizovací

cena je oproti jiným druhům tiskáren vyšší.

9.1.2.3 Reproduktor

Reproduktory jsou spojeny se zvukovou kartou a jejich prostřednictvím dokážeme přehrávat zvuk.

Jsou vlastně opakem mikrofonu – přeměňují elektrický signál na akustický.

9.2 Rozhraní

Počítač musí být s periferním zařízením nějakým způsobem propojen, to má za úkol takzvané roz-

hraní.

Nejčastější typy rozhraní:

USB (Universal Serial Bus)

Vznik USB je datován do roku 1998, kdy se počítalo s tím, že pomocí USB bude možno propojit po-

čítač s nejrůznějšími periferními zařízeními za chodu počítače. V roce 2002 se zrodila druhá generace

USB 2 s přenosovou rychlostí maximálně 60 MB/s. Tento limit byl však v praxi o něco nižší – 35 až

40 MB/s. V roce 2008 byla světu představena třetí verze USB, tedy USB 3, jehož propustnost byla až

10x navýšena, v praxi byla ale opět o něco nižší (okolo 120 MB/s). Co se týče externích harddisků,


vyšší propustnost se týkala také externích grafických karet a dokovacích stanic pro notebooky. USB3

není kompatibilní se staršími typy USB.

PS/2

V počítači jej najdeme vzadu na počítačové skříni, má kulatý tvar a obsahuje šest kolíků. Pomocí PS/2

k počítači připojíme nejčastěji klávesnici nebo myš. Dnes se již k připojení klávesnice nebo myši spíše

používá konektor USB.

FireWire

FireWire se vyznačuje především jeho rychlostí, která se může dostat až na 800 Mb/s. Prostřednic-

tvím tohoto rozhraní lze zapojit externí harddisk. S jeho pomocí lze také propojit například notebook

s vybavením registrujícím obraz či zvuk. Toto rozhraní se vyznačuje vlastností připojení až 63 zařízení

s přenosovou rychlostí až 400 Mb/s. Firewire je dále chrakteristický množstvím signálních okruhů –

4, 6, 9 okruhů. Nechybí subvence hot-plug či plug-and-play. FireWire vzniklo pod záštitou společ-

nosti Apple a je certifikováno jako standard IEEE 1394.

Zdroj: http://www.noproblemmac.com/blog/wp-content/uploads/2013/06/Firewire.jpg

Obrázek 9-2 Rozhraní FireWire.

Thunderbolt

Datová zařízení a monitory s vysokým rozlišením podporuje pomocí jediného portu se dvěma ko-

nektory právě technologie zvaná Thunderbolt. Přenosová rychlost těchto konektorů je obousměrně

10 Gb/s.

Pokračovatelem je Thunderbolt 2. Rozdílem mezi Thunderboltem 2 a jeho předchůdcem je v přeno-

sové rychlosti, která je maximálně 20 Gb/s.

http://www.noproblemmac.com/blog/wp-content/uploads/2013/06/Firewire.jpg


Thunderbolt 3 má vyšší přenosovou rychlost – maximálně 40 Gb/s. Pomocí této technologie lze při-

pojit i USB 3.1. Thunderbolt

LPT

LPT najdeme na skříni počítače v zadní části. Prostřednictvím portu LPT připojujeme zařízení určené

k tisku. V dnešní době se již pokládá za zastaralé a příliš se nepoužívá.

COM

Přístroje jako je například modem zapojujeme pomocí COM portu (COM1, COM2, COM3, COM4).

Jedná se o sériový port, který byl určen především pro komunikaci. V dnešní době se již téměř ne-

využívá.

Pomocí periferií získáváme a vypisujeme data. Periferie připojujeme pomocí

konektorů a rozhraní. Periferie tedy rozdělujeme na vstupní a výstupní zařízení. Mezi

vstupní zařízení patří klávesnice, myš, scanner, mikrofon, tablet, touchpad. Mezi vý-

stupní zařízení zařadíme monitor (LCD, CRT – ty se již nepoužívají), tiskárny (jehlič-

kové, inkoustové a laserové) a reproduktory. Různá periferní zařízení připojujeme

přes různá rozhraní (a jejich konektory) – USB, LPT, COM, FireWire, Thunderbolt,

PS/2.

1. Jakým způsobem můžeme rozdělit periferní zařízení?

2. Uveďte příklady vstupních zařízení.

3. Jaké druhy tiskáren znáte?

4. K jakému účelu slouží rozhraní?

5. Jaké znáte typy rozhraní?





712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.




5394-9






Jersey: Prentice Hall, 2014. 800 s. ISBN 978-01-338-0591-8.

Kapitola 10

Grafické adaptéry a

zobrazovací jednotky,

jejich principy, grafika


popsat princip fungování grafické karty popsat funkci monitoru, jeho součástí a princip funkce charakterizovat vlastnosti LCD monitoru

Klíčová slova:

Grafický adaptér, API, GPU, D-SUB, DVI, monitor, LCD monitor


10.1 Grafická karta

Zdroj: http://uvp3d.cz/drtic/wp-content/uploads/2014/07/UvP_ELEKTRO_EL44_04.jpg

Obrázek 10-1 Grafická karta.

10.1.1 Obraz

Obvody grafické karty jsou ve spojení s centrálním mikroprocesorem a díky tomuto spojení lze vy-

kreslit obraz. Jestliže chceme docílit kvalitního obrazu a odpovídající rychlosti jeho tvorby, měli by-

chom vybírat kvalitní grafickou kartu (nižší měrou zatěžuje mikroprocesor).

Grafické karty se využívají pro zobrazení např.:

2D (kancelářské aplikace)

3D (hry, CAD aplikace)

10.1.2 API

Pro tvorbu obrazu je důležitý také software API. Například DirectX a OpenGL jsou API, které vytvořily

dvě konkurenční firmy. I přesto si karty rozumí s různými API a musíme sledovat, zda existuje ze

strany výrobce grafické karty podpora poslední formy API.

http://uvp3d.cz/drtic/wp-content/uploads/2014/07/UvP_ELEKTRO_EL44_04.jpg

107 GRAFICKÉ ADAPTÉRY A ZOBRAZOVACÍ JEDNOTKY, JEJICH PRINCIPY, GRAFIKA

Systém Windows obsahuje interface DirectX, prostřednictvím kterého lze tvořit aplikace, které jsou

schopny propojení s různými komponentami počítače. Příkazem dxdiag můžeme zjistit verzi tohoto

rozhraní.

10.1.3 Čím je grafická karta tvořena?

Produkci obrazu obstarává grafický čip (GPU), který řídí veškeré činnosti grafické karty. Dalším po-

jmem je operační paměť, která slouží k zachování obrazu a k převodu na monitor. K takovému pře-

vodu, který je do určité části omezen, slouží sběrnice. Karta dále obsahuje digitálně analogový pře-

vodník, chladič a další pomocné komponenty.

10.1.3.1 GPU

Při koupi grafické karty se díváme na cenu, výkon a její specializaci. Z tohoto pohledu je důležitý

pojem GPU (Graphics Processor Unit), který tvoří samostatné pixely obrazu.

Výrobci: ATI, nVidia

Jediný pixel v jediném taktu dokáže znázornit pipeline.

Výpočet pro množství znázorněných pixelů (fill-rate): množství znázorněných pixelů = jediná pipeline

* kmitočet čipu.

Abychom mohli mluvit o 3D obrazu, je nutné zmínit pojem texel, je to základní struktura, jejíž množ-

ství musí být větší než 1 na každý pixel. Pipeline v současných kartách pracují souběžně (je jich více)

a obsahují tzv. shadery.

Vertex Shader – tvoří trojrozměrné předměty

Pixel Shader – stará se o barevnost a čirost předmětů

10.1.3.2 Paměť grafického adaptéru

Dnes jsou k dostání grafické karty s pamětí od 512 MB do 32 GB. V každém PC dále nalezneme

paměti DDR, dnes nejpoužívanější asi DDR3, DDR4, které jsou ve spojení s pamětí. Důležité je také,

jak rozsáhlá je paměťová sběrnice. Dnes se jedná o hodnoty 128b, 192b, 256b, 352b, ale také pouze

64b, přičemž platí, že čím rozsáhlejší sběrnice, tím větší množství informací bude přemístěno.


10.1.3.3 Výstup grafické karty

D-SUB

Je konektor přenášející analogový signál. Nehodí pro monitory LCD, jelikož obraz je v digitální po-

době uložen v paměti, poté následuje převod do analogové podoby prostřednictvím převodníku

RAMDAC, a až poté je pomocí D-SUB přemístěn do LCD monitoru, přičemž LCD monitor musí opět

převést analogový signál na digitální, a poté opět přemístit do LCD monitoru. To znamená, že může

být přítomen šum a neperspektivní rychlost přenosu.

DVI

DVI-A - je kompatibilní s analogovými monitory.

DVI-I - pomocí analogového signálu přenáší analogový obraz. K připojení k monitoru má

kabel konektor D-SUB a ke grafické kartě DVI. Kabel má koncovku s 29 piny.

DVI-D- toto rozhraní nepřevádí signály tak, jak jsme si říkali u konektoru D-SUB, čímž se

zrychlí přenosová rychlost a obraz je velice kvalitní. Kabel má obvykle koncovku

s 25 piny.

10.1.3.4 Integrovaná grafická karta

Grafický čip je integrován do čipové sady. To znamená, že je obraz uchováván v operační paměti, ve

které zabírá místo, a dělí se o sběrnici. Integrovaná grafická karta je levnější, má nižší výkon, ale pro

práci s kancelářskými aplikacemi je dostačující.

Zobrazovací jednotky

10.2 Monitor

10.2.1 CRT

Obrazovka CRT monitoru - je baňka, uvnitř které je vakuum. Má dvě části – jedna část se roztahuje

do tvaru obrazovky a ve druhé části nalezneme emitor elektronů ve válcovité užší části.

Uvnitř obrazovky monitoru se nachází hmota, která se při dopadu elektronového paprsku začne roz-

svěcovat. Tento paprsek rozsvěcuje každý bod zvlášť a všechny tyto body zůstanou rozsvěceny


i poté, co již paprsek bude svítit na jiné místo v monitoru. Zhasnuté i rozsvícené body tedy tvoří

obraz na monitoru. Jestliže by bylo rozsvíceno větší množství sousedních bodů, obraz by se rozostřil.

Aby tomu bylo možno zabránit, je v každém monitoru mřížka, která má striktně rozmístěné dírky.

Dnes k získání každé barvy použijeme červenou, modrou a zelenou.

Emise elektronů je zabezpečena:

Jedním emitorem

Třemi nezávislými emitory, které vydávají 3 jednotlivé paprsky

Bod vypadá jako rovnostranný trojúhelník, a je sestaven z červených, modrých a zelených teček.

Pomocí síly paprsku dostaneme barvu, kterou si přejeme.

10.2.1.1 Úhlopříčka monitoru:

Monitory disponují uhlopříčkou 14–21 palců. Platí, že čím větší je úhlopříčka monitoru, tím více

informací se pak na plochu monitoru vejde. Je nutné nastavit správně rozlišení monitoru.

10.2.1.2 Ovládání monitoru:

Monitor většinou nastavujeme tak, aby nám jeho obraz vyhovoval za pomocí tlačítek na něm umís-

těných.

Co lze nastavit:

Jas – jestliže chceme nastavit, jakou sílu bude mít světlo monitoru

Kontrast – problém s kontrastem poznáme podle tónu barev, kdy např. šedá splývá se světlým

podkladem a tmavá splývá s tmavým podkladem

Velikost a šíři obrazu – máme možnost obraz posunout horizontálně, vertikálně a změnit jeho

výšku a šířku, obraz nesmí být rozložen mimo monitor

Konvergence – projevuje se barevnými okraji při znázornění bílých čar

Teplota barev – lze manuálně nastavit poměr barev

Tovární nastavení – vrátí původní nastavení monitoru

10.2.2 LCD monitor

Disponuje především nižší spotřebou elektrické energie a menšími rozměry.


Obrazové buňky sestávají z tekutých krystalů. Display bývá podsvětlen elektroluminiscenční výboj-

kou, přičemž buňka toto světlo buď propustí, nepropustí nebo zmírní. Display obsahuje takzvané

polarizátory propouštějící polarizované světlo vodorovně nebo svisle. Jsou situovány na jeho vrchní

a spodní straně.

Jestliže buňky světlo propustí, pak světlo projde horizontálním polarizátorem a bude obráceno buň-

kami, díky čemuž bude propuštěno i vertikálním polarizátorem. Pak se rozsvítí jediný bod na moni-

toru.

Jestliže buňky světlo nepropustí, pak se střídavé napětí propojí s elektrodami tekutého krystalu. Ty

se natáhnou, světlo bude zespoda propuštěno prvním polarizátorem, ale druhý polarizátor zabrání

průchodu světla, protože krystaly nebyly obráceny.

10.2.2.1 Úhlopříčka

Dnešní LCD monitory disponují úhlopříčkou od 20 přes 33 a více palců. Používají se hodnoty jako

1366x768, 1600x1200 a 1920x1080. Překážkou může být fixní rozlišovací schopnost monitoru. Po-

mocí elektronového paprsku bývá po řadě vykreslen obraz analogových monitorů. Rozlišovací mož-

nost LCD je fixní, protože pracuje s fixní maticí tranzistorů a tekutých krystalů. V rozlišení odpovída-

jícím počtu tranzistorů je schopnost znázornění nejostřejší a nejpřesnější.

Překážky můžou nastat například u dávných programů používaných v DOSu nebo díky vysokému

rozlišení LCD monitoru.

Na monitoru můžeme vidět barevné pixely, které na něm svítí stále. Tento jev nazveme pixelovou

vadou.

10.2.2.2 Rozhraní

LCD monitory připojujeme pomocí D-SUB nebo DVI.


V této kapitole jsme si uvedli základní vlastnosti grafických karet – např. jakým způ-

sobem se vykresluje obraz, Dozvěděli jsme se také, že je pro správnou funkci karty

důležité její API. Grafická karta obsahuje grafický procesor (GPU). V současné době se

nejčastěji propojuje pomocí rozhraní PCIe. S monitorem grafickou kartu propojíme

pomocí D-SUB nebo DVI-A, DVI-I, DVI-D. K práci s kancelářskými aplikacemi dostačuje

integrovaná grafická karta. Monitor je výstupní zařízení, stará se výstup dat. Mezi dů-

ležité vlastnosti monitoru patří jas, kontrast, velikost obrazu, rozlišení, atd. CRT mo-

nitory se v dnes již příliš nevyužívají. Namísto nich máme k dispozici LCD monitory,

které nejsou tolik náročné na spotřebu elektrické energie a mají menší rozměry.

1. Jaké druhy obrazu znáte?

2. Charakterizujte pojem API.

3. Co řídí činnost grafické karty?

4. Co můžeme nastavit na monitoru?

5. Jaký je rozdíl mezi CRT a LCD monitorem?





712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9







Kapitola 11

Účel SW, jednotlivé vrstvy

– rozhraní, logika, datové

struktury


charakterizovat vícevrstvou architekturu definovat konkrétně třívrstvou architekturu a její vrstvy.

Klíčová slova:

Vícevrstvá architektura, třívrstvá architektura, prezentační vrstva, logická vrstva, da-tová vrstva

113 ÚČEL SW, JEDNOTLIVÉ VRSTVY – ROZHRANÍ, LOGIKA, DATOVÉ STRUKTURY

11.1 Vícevrstvá architektura SW

Vícevrstvá architektura definuje hierarchizované východisko. Toto východisko optimalizuje kolek-

tivní podstatné znaky jakosti týkající se výkonu, bezpečnosti a správy. Dále musí vyhovovat veškerým

nárokům na provoz, stejně tak jako technickým nárokům. Velice důležité je předsevzetí, v němž pro-

gram nemusí dosáhnout takového zdaru, jak bychom si přáli. Nemusí tudíž uživateli přinášet velkou

hodnotu, nemusí být kvalitně provedený a může mít vliv na výkonnost i údržbu. Záleží na velkém

množství okolností, pomocí kterých se lze rozhodnout.

Zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Multitier_architecture#/media/File:Overview_of_a_three-tier_applica-tion_vectorVersion.svg

Obrázek 11-1 Architektura www.

https://en.wikipedia.org/wiki/Multitier_architecture#/media/File:Overview_of_a_three-tier_application_vectorVersion.svg

https://en.wikipedia.org/wiki/Multitier_architecture#/media/File:Overview_of_a_three-tier_application_vectorVersion.svg


11.1.1 Vícevrstvost architektury

Vrstvy bývají spolu s ostatními vrstvami ve spojení přes formulované rozhraní. Běh programu se dělí

na více vrstev, které jsou spolu ve spojení. Proto se tato architektura nazývá vícevrstvá. Obyčejně je

využívána ta, která je tvořena třemi vrstvami. Na třívrstvé architektuře stojí spousta webových apli-

kací, přičemž jednotlivé vrstvy jsou: uživatelská vrstva, logická vrstva a datová vrstva.

Slova layer a tier bývají opětovně zaměňovány, což by se nemělo stávat, protože každý pojem ozna-

čuje něco jiného.

tier – vrstva týkající se hardwaru

layer – logická vrstva týkající se softwaru

Situování logických vrstev na stroje lze provést kdykoliv během vývoje programu, jestliže program

budeme tvořit jako vícevrstvý hned od jeho zrození. Toto lze označit jako vertikální přístup. Jedná

se o to, že jsou rezervovány tiers, tedy stroje dopředu. Naopak jedná-li se o horizontální přístup,

stroj se optimalizuje tak, že se snažíme podpořit jeho výkon něčím novým, čímž můžeme způsobit

vyvážení přítěže. Nemusíme být závislí pouze na jednom z uvedených přístupů. Přístupy můžeme

použít oba dohromady, tedy můžeme použít diagonální přístup.

11.1.1.1 Počet vrstev

Při vývoji aplikace nemůžeme dopředu vědět, jaké množství vrstev by bylo pro naše řešení optimální.

Musíme brát v úvahu konkrétní nasazení aplikace, ale musíme také akceptovat návrhy uživatelů

a brát v úvahu řešení celkové stavby systému. Rozlišujeme 2 způsoby komunikace:

chatty interface – jestliže vrstvy jsou spojeny pouze s jedním strojem, využívají chatty interface

chunky interface – jestliže jsou vrstvy spojeny pouze s jedním strojem, vůbec to nevadí, ale

jakmile jsou vrstvy umístěny na samostatných strojích, používají chunky interface

11.1.2 Výhody vícevrstvých architektur

Výhod díky rozdělení programu na vrstvy a jejich vazby je velké množství.

Jako největší výhodu můžeme bezesporu označit fakt, že na funkčnost programu nebude mít dopad

jakákoliv úprava či výměna vrstvy.

Klient tedy o ničem nebude vědět, jelikož zevnějšek programu se žádným způsobem nezmění, ale

přitom lze změnit kompletně celou logiku aplikace. Také je možnost změny uživatelského rozhraní,


přičemž zůstane zachována logika programu. To stejné se týká databází – lze vyměnit jednu databázi

na druhou.

Občas lze realizovat přechod bez nutnosti výpadku.

Jelikož každou vrstvu může mít na starosti jiný vývojář nebo vývojářský tým, který bude řešit opravdu

jen svoji vrstvu, urychlí se tím celkový vývoj programu. Rozdílná aplikace má možnost využívat iden-

tickou business logiku, vzhled a databázi.

11.1.3 Nevýhody vícevrstvých architektur

Za nevýhodu můžeme považovat situování různých vrstev do více strojů. Bude zde totiž aplikován

hardware rozličných výrobců, což znamená, že bychom postavili prostředí, které bude mít velice

nestejnorodé složení. To samé se týče operačních systémů, také mohou být aplikovány různými vý-

robci a v různých distribucích.

Nevýhoda tedy spočívá v údržbě a kontrole většího množství strojů i operačních systémů. Nutností

budou přechody na vyšší verze týkající se nejrůznějšího hardwaru i softwaru.

Hlavní pravidla

vrstvy by měly být ve spojení pouze se sousedními vrstvami

z důvodu prohození vrstev by spolu vrstvy měly souviset v co nejmenší možné míře

zajištění minimálního spojení mezi vrstvami pomocí zpráv

jen v závažných důvodech stvořit další stroje

používat jednotný operační systém pro všechny vrstvy

11.2 Třívrstvá architektura

Nejčastěji využívaný je model třívrstvé architektury. Tento model má zabezpečit bezproblémovou

výměnu některé z vrstev. Třívrstvá architektura obsahuje 3 vrstvy, a to: prezentační vrstvu, logickou

procesní vrstvu a datovou vrstvu.


Zdroj: http://www.tonymarston.net/php-mysql/3-tier-architecture.html

Obrázek 11-2 Třívrstvá architektura.

Prezentační vrstva

Jestliže je aplikován MVC Controller a View, jako spojení vrstev v jednotný celek, pak tato prezen-

tační vrstva obsahuje 2 layers, které fungují na webovém serveru (Apache). Na základě nároků

vyšších vrstev zodpovídá za neměnný konspekt (u stránek, CSS, JavaScriptu, různých animací a videí,

obrázků apod.). Co se týče pružného obsahu, musí být odeslána žádost na aplikační server. Aby se

stránky načítaly pohotově, bývá užito cachování, čímž bude počet žádostí na logickou vrstvu co nej-

nižší. Tato vrstva je specifická veřejnou IP adresou.

11.2.1.1 Logická vrstva

Převod dat mezi prezentační a datovou vrstvou zprostředkovává právě logická vrstva. Zprostředko-

vává je is rozhodovací logikou a přeměnou předávaných hodnot.


Je zde realizována personalizace i autorizace uživatele, dále jsou zde realizovány i nejrůznější výpo-

čty.

11.2.1.2 Datová vrstva

Jestliže se mluví o nejspodnější vrstvě, mluví se právě o datové vrstvě. Ta obsahuje určitou relační

nebo objektovou databázi (MS SQL, Oracle, MySQL) nebo běžný soubor ve formátu CSV, ASC nebo

XML. Tato vrstva má povinnost uschovat a dávat data dále.

V této kapitole jsme se ddozvěděli, k čemu slouží vícevrstvá architektura z hlediska

bezpečnosti, výkonu a správy. Dále jsme si řekli, jaká je podstata této architektury –

je podstatné vystihnout důležité vlastnosti, které má program obsahovat. Popsali

jsme si výhody a nevýhody vícevrstvé architektury. Nejčastěji bývá využívána tří-

vrstvá architektura, jejíž vrstvy jsou nazývány prezentační, logická a datová.

1. Z jakého důvodu se využívá vícevrstvá architektura?

2. Co označuje pojem vertikální přístup?

3. Jaký je optimální počet vrstev?

4. Jaké jsou výhody a nevýhody vícevrstvé architektury?

5. Definujte vrstvy třívrstvé architektury a popište je





712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.



5394-9








Kapitola 12

Klasifikace softwaru,

licenční politika


klasifikovat software definovat jednotlivé licence popsat obsah autorského zákona

Klíčová slova:

Licence, systémový software, aplikační software


12.1 Klasifikace softwaru

Software je veškeré programové vybavení počítače. Opačným pojmem k softwaru je hardware, což

je veškeré technické vybavení počítače. Software se nemusí týkat pouze programového vybavení,

může se jednat i o data jako jsou obrázky, hudba apod.

Software můžeme rozčlenit na systémový (pracuje s ním počítač) a aplikační (pracuje s ním uživatel).

Systémový software – dělí se na:

firmware – v osobním počítači BIOS, je to firmware zařízení fungující pro vstup i výstup

(tiskárna, zvuková karta apod.)

Operační systémy, tvořené:

jádrem operačního systému

pomocnými systémovými nástroji – slouží ke správě OS

Aplikační software – je nějakým způsobem prospěšný pro uživatele, mohou to být např.:

kancelářské aplikace, např. Word, Excel apod.

grafické programy, např. Zoner, Photoshop, atd.

vývojové nástroje, např. Visual Studio, Eclipse, apod.

software sloužící pro zábavu – hry

edukační software

atd.

12.2 Licenční politika

Jedná se o takzvané softwarové licence, kterými dává majitel programu najevo, jakým způsobem je

možné daný program používat. Definuje pravidla používání určitého softwaru. Může se jednat o ko-

merční nebo bezplatnou licenci.

Licence znamená právo k používání určitého programu. Nejedná se o koupi programu samotného

(zdrojového kódu), jehož vlastníkem je stále autor. Nejčastěji tuto licenci po přečtení potvrzujeme

zaškrtnutím příslušného políčka.

121 KLASIFIKACE SOFTWARU, LICENČNÍ POLITIKA

Jestliže je od autora získáno právo používat daný software, nelze tento software dále šířit. To bývá

často ukotveno právě v licenčních podmínkách. Také se stává, že autor poskytuje tuto licenci pouze

na určitou dobu.

Typy licencí:

12.2.1 EULA (End User Licence Agreement)

Je to licence, která definuje vztah mezi vlastníkem a uživatelem daného softwaru, a tento vztah

se řídí danými pravidly.

Jakmile instalujeme některý program, často zaškrtáváme právě políčko s licencí EULA. Jedná se

o klasickou smlouvu mezi vlastníkem a uživatelem, jejímž porušením může být uživatel nějakým

způsobem sankciován. Tato smlouva definuje, jakým způsobem smí uživatel program používat,

jakými podmínkami se musí řídit.

Záleží, o jaký druh softwaru se jedná. Níže uvedené body bývají často uvedeny v licenci EULA:

povinnosti uživatele

druh a počet zařízení, na kterých lze software používat

jaké množství uživatelů může software používat a v jakém rozsahu

informace týkající se náhrady škody

12.2.2 BSD

U licence BSD platí, že software může uživatel šiřit dále. Nicméně při šíření sotwaru je povinen uvést

své jméno, informace o licenci, ale také to, že se vzdává odpovědnosti za toto dílo. Pokud tedy soft-

ware nefunguje podle vašich představ, nedá se nic dělat – s touto skutečností jste si daný software

pořídili.

12.2.3 GPL

Licence GPL, schválena sdružením OSI, udává tyto podmínky: Softwar lze bezplatně používat, lze jej

měnit i šířit jej BEZPLATNĚ dále a to i se zdrojovými kódy, pokud by měl dotyčný o tyto kódy zájem.

Pokud software nefunguje podle vašich představ, nevztauje se na něj žádná záruka.


12.2.4 Copyleft

Copyleft je typ svobodné licence, u které má uživatel právo upravovat a dále šířit zdrojový kód nebo

jeho duplikáty a také tyto svobody, tedy upravování a šíření zdrojového kódu, musí poskytnout

ostatním.

12.2.5 LGPL

Licence LGPL se využívá především v knihovnických zařízeních, kde umožňuje knihovnu slinkovat

s rozličnými programy. Tyto programy nemají určitá omezení.

12.2.6 MIT

Tato licence dává na výběr mezi možnostmi, že s daným softwarem je uživatel povinen dodat text

licence MIT nebo může software s licencí MIT použít s licencí GPL.

12.2.7 MPL

Jestliže uživatel vydá některý nový zdrojový soubor, je tento soubor krytý licencí MPL, což znamená,

že je možné dále šířit, upravovat a užívat jeho zdrojový kód, tedy veškeré takové soubory je třeba

uveřejnit pro další úpravy a užívání dalším uživatelům, kteří mají povinnost jej při modifikaci opět

uveřejnit dále. Jestliže použijeme půlku takového souboru do některého z nových souborů, platí

stejné podmínky – tento soubor musíme opět uveřejnit. Opět se na tyto produkty nevztahuje žádná

záruka.

12.2.8 Open Source

Tato licence je volně šiřitelná, je nutné poskytovat zdrojový kód a jeho distribuci, jestliže není zdro-

jový kód dostupný, má uživatel povinnost uvést schopnost jeho nabytí buďto za poplatek nebo

zdarma. Odvozené práce musí být šířeny také pod Open Source licencí, přičemž produkce odvoze-

ných prací musí být povolena. Tato licence nesmí diskriminovat žádné osoby. Programy s Open

Source licencí mohou být využívány i v komerční sféře, není možné uvádět žádná omezení týkající

se faktu, kde mohou být tyto programy používány.


Nejznámější Open Source licence:

GNU General Public License (GPL)

GNU Library Public License (LGPL)

BSD license

MIT license

Mozilla Public License

12.2.9 Volné dílo

Volné dílo nedisponuje ochranou majetkových práv. O volné dílo se nejčastěji jedná v případě, kdy

uplynula doba ochrany. Volné dílo neomezuje uživatele v užívání tohoto díla. Ten pouze nesmí uvá-

dět sám sebe jako autora díla a nesmí snižovat jeho užíváním jeho hodnotu.

Majetková práva trvají, dokud je autor živ a dále 70 let po jeho smrti. Jestliže se jedná o spoluautory,

70 let se počítá od úmrtí posledního z žijících autorů. Jedná-li se o audiovizuální dílo, 70 let se počítá

od poslední žijící osoby jako je režisér, scénárista, skladatel hudby nebo autor dialogů. Jedná-li se

o svazky díla, zveřejňuje se každý svazek samostatně a při zveřejnění dosud nezveřejněného díla,

kdy autor již zemřel, se označuje za autora člověk, který dílo uveřejní, ale jeho autorská práva trvají

od uveřejnění pouze 25 let.

12.2.10 Public domain

Autor pod touto licencí odstupuje od kontroly nad jeho softwarem. Lze jej volně šířit, užívat, měnit

a také lze využít tento software v tvorbě vlastních programů.

12.2.11 Autorský zákon

Tento zákon dává najevo, jakých osob a jakých věcí se týká, přičemž je hlavní součástí ochrana au-

tora, případně spoluautorů. Autorský zákon se týká děl, která zveřejnili občané ČR, případně občané,

kteří mají bydliště v ČR. Díla zahraničních autorů jsou řešena mezinárodními smlouvami. Toto právo

vzniká automaticky se vznikem díla a není možné se tohoto práva vzdát, zaniká až uplynutím autor-

ských práv. Po tomto uplynutí se dílo stává dílem volným.


Obsah zákona:

Úvod Hlavička zákona

Část I Autorské právo a další související práva

Hlava I Autorské právo

Hlava II Práva týkající se práva autorského

Hlava III Zvláštní právo pořizovatele databáze

Hlava IV Kolektivní řízení

Hlava V Součinnost ochrany

Hlava VI Přestupky

Hlava VII Přechodná a závěrečná ustanovení

Software se dělí na systémový a aplikační. Aplikační software zahrnuje například

kancelářské aplikace, grafické programy, vývojové nástroje apod. Systémový

software je tvořen firmwarem a operačním systémem. Licence uděluje právo uživa-

teli aplikace tuto aplikaci nějakým konkrétním způsobem používat. Definovali jsme li-

cence EULA, BSD, GPL, Copyleft, LGPL, MIT, MPL, Open Source, volné dílo, Public do-

main a nakonec uvedli obsah autorského zákona.

1. Jakým způsobem můžeme rozdělit software?

2. Definujte pojem aplikační software.

3. Uveďte příklad aplikačního softwaru a popište jej.

4. Jaké druhy textových editorů znáte?

5. Co je softwarová licence?

6. Jaké znáte typy licencí?

7. Charakterizujte licenci EULA.





712 s. ISBN: 978-80-251-2310-2



238-3872-X.




5394-9







Date post:	25-Apr-2019
Category:	Documents
Upload:	phammien
View:	213 times
Download:	0 times

POÍTAOVÝCH SYSTÉMŮ - mvso.cz · Informatika se skládá ze čtyř základních kamenů,...

Documents