ZÁKLADNÍ ČÁSTI POČÍTAČE

OPERAČNÍ PAMĚŤ

ARITMETICKO LOGICKÁ

JEDNOTKA

ŘADIČ

VSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ

VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ

ŘÍDÍCÍ SIGNÁLY

STAVOVÁ HLÁŠENÍ

TOK DAT

PRINCIP ČINNOSTI POČÍTAČE PODLE VON NEUMANNOVA SCHÉMATU

DO OPERAČNÍ PAMĚTI SE POMOCÍ VSTUPNÍCH ZAŘÍZENÍ PŘES ALU UMÍSTÍ PROGRAM, KTERÝ BUDE PROVÁDĚT VÝPOČET. STEJNÝM ZPŮSOBEM SE DO OPERAČNÍ PAMĚTI UMÍSTÍ DATA, KTERÁ BUDE PROGRAM ZPRACOVÁVAT. PROBĚHNE VLASTNÍ VÝPOČET, JEHOŽ JEDNOTLIVÉ KROKY PROVÁDÍ ALU. TATO JEDNOTKA JE V PRŮBĚHU VÝPOČTU SPOLU S OSTATNÍMI MODULY ŘÍZENA ŘADIČEM POČÍTAČE. MEZIVÝSLEDKY VÝPOČTU JSOU UKLÁDÁNY DO OPERAČNÍ PAMĚTI. PO SKONČENÍ VÝPOČTU JSOU VÝSLEDKY POSLÁNY PŘES ALU NA VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ.

ODLIŠNOSTI

• PODLE VON NEUMANNOVA SCHÉMATU POČÍTAČ PRACUJE VŽDY S JEDNÍM PROGRAMEM. TOTO VEDE KE ŠPATNÉMU VYUŽITÍ STROJOVÉHO ČASU. V SOUČASNÉ DOBĚ TKZV. MULTITASKING.

• POČÍTAČ MŮŽE DISPONOVAT I VÍCE NEŽ JEDNÍM PROCESOREM

• POČÍTAČ PODLE VON NEUMANNOVA SCHÉMATU PRACOVAL POUZE V TZV. DISKRÉTNÍM REŽIMU (DO PAMĚTI pc JE ZAVEDEN PROGRAM, DATA A PAK PROBÍHÁ VÝPOČET; V PRŮBĚHU VÝPOČTU JIŽ NENÍ MOŽNÉ S PC DÁLE INTERAKTIVNĚ KOMUNIKOVAT).

• EXISTUJÍ VSTUPNÍ/VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ, KTERÁ UMOŽŇUJÍ JAK VSTUP, TAK VÝSTUP DAT (NEBO PROGRAMU).

• PROGRAM SE DO PAMĚTI NEMUSÍ ZAVÉST CELÝ, ALE JE MOŽNÉ ZAVÉST POUZE JEHO ČÁST A OSTATNÍ ČÁSTI ZAVÁDĚT AŽ V PŘÍPADĚ POTŘEBY.

HARVARDSKÉ SCHÉMA

ODDELENÁ PAMĚŤ PRO PROGRAM A PRO DATA(NĚKTERÉ JEDNOČIPOVÉ MIKROPOCÍTAČE).VÍCEPROCESOROVÉ POCÍTACE – POCÍTAČE S NĚKOLIKA CPU. DĚLÍ SE PODLE TOHO, ZDA MAJÍ SDÍLENOU PAMĚŤ:• MULTIPROCESSORS (MULTIPROCESORY) MAJÍ SDÍLENOU PAMET• MULTICOMPUTERS (MULTIPOČÍTACE) NEMAJÍ SDÍLENOU PAMĚŤ, PROCESORY KOMUNIKUJÍ NAPRÍKLAD POMOCÍ MECHANISMU ZASÍLÁNÍ ZPRÁV.

OBSAHUJE

• procesor

• operační paměť

• paměť CMOS (obsahuje informace o konfiguraci systému)

• BIOS uložený v paměti ROM (obvykle Flash-EEPROM)

• integrovaný řadič pružných a pevných disků (též pro připojení CD-ROM)

• sloty rozšiřovací (I/O) sběrnice (ISA, PCI, AGP, ...)

• integrované paralelní a sériové rozhraní, sběrnici USB

• konektory pro připojení ostatních částí počítače (klávesnice, malého reproduktoru, tlačítka Reset, indikátoru provozu, ventilátoru procesoru apod.)

Výše uvedené může záviset na konkrétním typu základní desky.

ZÁKLADNÍ DESKA (MOTHERBOARD, MAINBOARD)

• někdy bývá (zejména u levnějších počítačů) na základní desce integrována i grafická karta, zvuková karta, faxmodem apod. – tzv. desky „All-In-One“, což má určité nevýhody v případě poruchy těchto zařízení

• podle provedení se základní desky dělí na AT (starší) a ATX (novější) – při stavbě počítače musíme vybrat tomu odpovídající základní jednotku („bednu počítače“); rozdíl spočívá především v umístění konektorů na desce a v napájecím zdroji

• procesor i operační paměť jsou umístěny v paticích, takže je můžeme v případě poruchy vyměnit nebo modernizovat

ISA AND PCI

SLOTSAGP SLOT

AUDIO CHIPSET

JOYSTICK PORT

25 PIN PARALLEL PORT CONNECTORS PLUS

9 PIN SERIÁL CONNECTORS

PS/2 MOUSE AND KEYBOARD CONNECTORS

USB CONNECTOR

SLOT 1 CONNECTOR

DIMM SOCKETS

ATX POWER SUPPLY

LITHIUM BACKUP BATTERY

FLOPPY DRIVE CONNECTOR

ULTRA DMA EIDE CONNECTORS

ULTRA WIDE SCSI CONNECTOR

ULTRA SCSI CONNECTOR

ADAPTER AIC -7880 SCSI CHIPSET

FLASH BIOS

INTEL 440 BX chipset

PROCESOR (mikroprocesor)

• Integrovaný obvod zajišťující funkce CPU• Tvoří „srdce“ a „mozek“ celého počítače• Provádí jednotlivé instrukce programu• Synchronní zařízení, které pracuje podle

hodinových kmitů generovaných krystalem umístěným na základní desce

• Do značné míry ovlivňuje výkon celého počítače

• Čím rychlejší procesor, tím rychlejší počítač• Většinou umístěn na základní desce

Procesory firmy AMD

Athlon

Duron K6-2

KOMUNIKACE PROCESORU S OKOLÍM

SRDCE - MIKROPROCESOR

KOSTRA – ZÁKLADNÍ DESKA

TEPNY A ŽÍLY –DATA MEZI MIKROPROCESOREM A OKOLÍM

S OKOLÍM MŮŽE MIKROPROCESOR KOMUNIKOVAT TŘEMI ZPŮSOBY :

1. POMOCÍ SBĚRNIC

2. PŘES PŘERUŠENÍ IRQ

3. PŘES DMA (KANÁLY PŘÍMÉHO PŘÍSTUPU DO PAMĚTI

SBĚRNICE

JE URČENA K PROPOJENÍ VŠECH KOMPONENT UMÍSTĚNÝCH VNĚ MIKROPROCESORU.

NA ZÁKLADNÍ DESCE JSOU DVA TYPY SBĚRNIC :

SYSTÉMOVÁ SBĚRNICE – PROPOJUJE MIKROPROCESOR S OBVODY NA ZÁKLADNÍ DESCE. ZKRATKA FSB (FRONT SIDE BUS).

PERIFERNÍ SBĚRNICE – SPOJUJE MIKROPROCESOR S OKOLNÍM SVĚTEM. JE ZAKONČENA NORMOVANÝMI KONEKTORY – SLOTY.

64 bitů, 33 MHz (5 V)

32 bitů, 33 MHz (5 V)

TYPY SBĚRNIC

ISA (INDUSTRY STANDARD ARCHITECTURE) NEBO AT-Bus.

EISA (EXTENDED ISA) – ROZŠÍŘENÍ ISA Z DŮVODU ZVÝŠENÍ VÝKONU (NEROZŠÍŘILA SE)

PCI (PERIPHERAL COMPONENT INTERCONNECT) – NOVINKA PLUG-AND-PLAY, NAPÁJENÍ 3,3 V, VYSOKÝ TAKTOVACÍ KMITOČET.

AGP (ACCELERATED GRAPHICS PORT) – URČENA PRO PŘENOS DAT DO ZOBRAZOVACÍ SOUSTAVY. PROPOJUJE GRAFICKÝ ADAPTÉR PŘÍMO S OPERAČNÍ PAMĚTÍ POČÍTAČE.

SPECIÁLNÍ SBĚRNICE – AMR (AUDIO/MODEM RISER), CNR (COMMUNICATION AND NETWORKING RISER), ACR (ADVANCED COMMUNICATIONS RISER)

Paměťové moduly

SIMM (72-pin)

DIMM

AGP-based Graphics Card (example)

Power Supply

ROZHRANÍ PC (INTERFACE)

SPOJENÍ ZÁKLADNÍ DESKY S OKOLNÍMI KOMPONENTAMI – MONITOR, MYŠ, KLÁVESNICE, TISKÁRNY…

SÉRIOVÉ ROZHRANÍ – RS-232

PARALELNÍ ROZHRANÍ – CENTRONICS

PS/2

PCMCIA (PERSONAL COMPUTER MEMORY CARD ASSOCIATION) – PŘIPOJENÍ PERIFERIÍ K NOTEBOOKŮM.

USB

IEEE 1394 – PRO PŘIPOJENÍ ZAŘÍZENÍ PŘENÁŠEJÍCÍ VELKÁ MNOŽSTVÍ DAT (KAMERY, VIDEOREKORDÉRY)

Rozhraní IDE. "Integrated Drive Electronics" - diskové rozhraní, založené na 16 bitové architektuře sběrnice ISA, ale používaný i na jiných počítačích. Specifikace IDE řeší otázku rozhraní mezi základní deskou počítače, integrovaným řadičem disku a diskem.

Rozhraní EIDE  zkr. "Extended Integrated Drive Electronics" - jde o zdokonalené rozhraní typu IDE, přesněji o jeho 32 bitovou variantu.

Rozhraní SCSI (1)(SMALL COMPUTER SYSTÉM INTERFACE)

• VÝHODOU JE ZŘETĚZENÍ ČINNOSTÍ • Cílem rozhraní SCSI (Small Computer Sys-tems

Interface) bylo vytvořit standardní roz-hraní poskytující sběrnici pro připojení dal-ších zařízení

• První specifikace SCSI-1 byla uveřejněna v roce 1986

• Tato specifikace definuje 50vodičovou sběr-nici, ke které je možné připojit interní i ex-terní zařízení

Rozhraní SCSI (2)

• Prostřednictvím této sběrnice je možné připo-jovat k počítači rozličná zařízení, např.:– pevné disky – jednotky CD-ROM– páskové mechaniky– scannery– tiskárny– plottery

SCSI konektory (1)

• 50-pin Centronics

• používán u starších SCSI rozhraní

• (do MB/s)

• DB25 (Canon)

• používán zejména u počítačů firmy Macintosh

• DB50

• používán u starších počítačů firmy Sun

SCSI konektory (2)

• HD50

• používán u většiny FAST/Narrow SCSI

• HD68

• používán u většiny Fast/Wide SCSI

• SC80

• používán u některých Ultra 2, Ultra 3 SCSI a u většiny Ultra 320 SCSI

• obsahuje i napájení

SCSI konektory (1)

• 50-pin Centronics

• používán u starších SCSI rozhraní

• (do MB/s)

• DB25 (Canon)

• používán zejména u počítačů firmy Macintosh

• DB50

• používán u starších počítačů firmy Sun

SCSI konektory (2)

• HD50

• používán u většiny FAST/Narrow SCSI

• HD68

• používán u většiny Fast/Wide SCSI

• SC80

• používán u některých Ultra 2, Ultra 3 SCSI a u většiny Ultra 320 SCSI

• obsahuje i napájení

Rozhraní SCSI - obr. (1)

Dvoukanálové rozhraní

Ultra 320 SCSI

Určeno pro 64-bit PCI

Jednokanálové rozhraní

Ultra 320 SCSI

Určeno pro 64-bit PCI

Rozhraní SCSI - obr. (2)

Pevný disk pro rozhraní

Wide SCSI rozhraní

Jednokanálové rozhraní

Ultra 3 SCSI (Wide/Narrow)

Určeno pro 32-bit PCI

OTÁZKY K OPAKOVÁNÍ

1. NAKRESLETE A POPIŠTE VON NEUMANNOVO SCHÉMA

2. VYJMENUJTE ČÁSTI NACHÁZEJÍCÍ SE NA ZÁKLADNÍ DESCE POČÍTAČE

3. NAPIŠTE JAK SE OZNAČUJÍ DVĚ SKUPINY ZÁKLADNÍCH DESEK POČÍTAČE A A VYSVĚTLETE V ČEM SPOČÍVÁ JEJICH ROZDÍL

4. POPIŠTE PODLE OBRÁZKU ZÁKLADNÍ DESKU POČÍTAČE.

5. CO JE TO MIKROPROCESOR A JAKÉ TYPY MIKROPROCESORŮ ZNÁTE

6. VYJMENUJTE A POPIŠTE JEDNOTLIVÉ TYPY SBĚRNIC POČÍTAČE

7. VYJMENUJTE A POPIŠTE ROZHRANÍ POČÍTAČE.