Základy výpočetní techniky

Transkript

Učební texty pro předmět Informační a komunikační technologie, 1. roč.
1
Dopuručená literatura:................................................................................................................ 4
Historie počítačů ................................................................................................................ 5
Osobní počítače ...................................................................................................................... 6
Technické vybavení počítače (Hardware (HW)) ............................................................... 6
Programové vybavení počítače (Software (SW))............................................................... 6
Počítačové platformy.............................................................................................................. 6
Osobní počítač Typu PC (Personal Computer) .......................................................................... 6
Programové vybavení......................................................................................................... 6
Soubory a uspořádání souborů na disku – složky (adresáře) ............................................. 8
Soubor ............................................................................................................................ 8
Složka ............................................................................................................................. 8
Jména souborů a složek.................................................................................................. 8
Kořenová složka............................................................................................................. 8
Adresářový strom ........................................................................................................... 9
Absolutní a relativní cesta .............................................................................................. 9
Číselné soustavy................................................................................................................... 11
Převody mezi číselnými soustavami ................................................................................ 11
Bit a byte .............................................................................................................................. 12
Rozdělení operačních systémů ............................................................................................. 13
Textová uživatelská rozhraní ........................................................................................... 13
Diskový operační systém (DOS).................................................................................. 13
Hromadný výběr souborů............................................................................................. 13
Grafická uživatelská rozhraní (GUI – Graphical User Interface) .................................... 15
Samostatné grafické operační systémy ........................................................................ 15
Některé základní příkazy pro práci OS v režimu příkazové řádky .................................. 17
Základy typografie při psaní textů ....................................................................................... 19
Koncepce dokumentu ....................................................................................................... 19
Koncepce stránky ......................................................................................................... 19
Koncepce odstavců....................................................................................................... 19
Znakové sady (písmo, fonty) a jejich použití v dokumentu ............................................. 19
Typografické míry........................................................................................................ 19
Druhy písem ................................................................................................................. 19
Použití písem ................................................................................................................ 20
Nadpisy............................................................................................................................. 20
Normovaná stránka A4 ve Wordu.................................................................................... 20
Zásady při psaní textu ...................................................................................................... 20
Nedělitelné vazby......................................................................................................... 20
Dělení, oddělování a spojování slov ............................................................................ 21
Psaní zkratek: ............................................................................................................... 21
Psaní značek: ................................................................................................................ 21
Psaní číslic a čísel......................................................................................................... 21
Psaní dat a času: ........................................................................................................... 21
Blokové schéma počítače ......................................................................................................... 23
Skříně počítačů..................................................................................................................... 24
Napájecí zdroj ...................................................................................................................... 24
Základní deska (mainboard, MB)......................................................................................... 26
Mikroprocesor μP - procesor – CPU.................................................................................... 28
Instrukční sada μP ............................................................................................................ 28
Rozdělení procesorů podle instrukční sady.................................................................. 28
Multimediální instrukce ............................................................................................... 28
©Jelínek, VOŠ a SPŠE F. Křižíka
Určeno jen pro potřeby studentů, které učím. Prosím o sdělení případných chyb.
2
Zjednodušené blokové schéma μP ................................................................................... 29
BIU (Bus Interface Unit – jednotka styku se sběrnicí) ................................................ 29
Sběrnice μP (a obecně sběrnice v PC).......................................................................... 29
Vyrovnávací paměť – cache......................................................................................... 29
IPU (Instruction Prefetch Unit – jednotka předvýběru instrukcí) a IDU (Instruction
Decode Unit – jednotka pro dekódování instrukcí) ..................................................... 30
Aritmeticko logická jednotka ALU.............................................................................. 30
Registry ........................................................................................................................ 30
Matematická jednotka s pohyblivou řádovou čárkou FPU (Float Point Unit)............. 30
Časování mikroprocesoru................................................................................................. 30
Způsoby zrychlení práce μP ............................................................................................. 30
Napájecí napětí μP............................................................................................................ 31
Chlazení μP ...................................................................................................................... 31
Umístění μP...................................................................................................................... 31
Kompatibilita a záměnnost μP ......................................................................................... 31
Postupné vylepšování mikroprocesorů Intel .................................................................... 32
Komunikace mikroprocesoru s okolím ................................................................................ 33
Počítačové sběrnice .......................................................................................................... 33
Sériová a paralelní sběrnice.......................................................................................... 33
Parametry sběrnicí........................................................................................................ 33
Rozšiřovací (I/O Input/Output) sběrnice...................................................................... 34
Komunikace mikroprocesoru s I/O zařízeními ................................................................ 34
Obsluha přerušením IRQ (Interrupt Request Levels) .................................................. 34
Komunikace pomocí kanálu přímého přístupu do paměti DMA ................................. 35
Volné kanály IRQ a DMA ........................................................................................... 35
Rozhraní PC (interface).................................................................................................... 35
Paměti PC............................................................................................................................. 37
Důležité parametry paměti ............................................................................................... 37
Polovodičové paměti PC .................................................................................................. 37
Nejdůležitější typy volatilních pamětí.......................................................................... 37
Nevolatilní, energeticky závislé paměti, lze do nich neomezeně opakovaně zapisovat i
číst ................................................................................................................................ 37
Operační (hlavní, vnitřní, main) paměť............................................................................ 38
Registry a cache paměti (jsou integrované v mikroprocesoru) ........................................ 38
BIOS................................................................................................................................. 38
Non-volatilní paměti – Magnetické paměti a mechaniky .................................................... 40
Pevný disk (harddisk, HDD, HD) .................................................................................... 40
Zápis a čtení dat............................................................................................................ 40
Fyzická struktura disku ................................................................................................ 41
Logická struktura disku................................................................................................ 41
MBR ............................................................................................................................. 41
Logická struktura disku s tabulkou FAT (VFAT)........................................................ 41
Logická struktura disku s tabulkou NTFS.................................................................... 43
Řadiče pevných disků................................................................................................... 45
Parametry HDD............................................................................................................ 45
SSD................................................................................................................................... 46
Permanentní výměnné paměti .......................................................................................... 47
Mechanika pružného disku a pružný disk 3,5“ (disketa, Floppy Disk, FDD (FD
Drive)) .......................................................................................................................... 47
Flash paměti ................................................................................................................. 47
3
Magnetické páskové paměti ......................................................................................... 47
Permanentní paměti - Optické disky a mechaniky........................................................... 48
CD (Compact Disk) a mechanika CD .......................................................................... 48
DVD (Digital Versatile Disc (Digital Video Disk)) a mechanika DVD...................... 49
Zobrazovací soustava ........................................................................................................... 51
CRT monitor .................................................................................................................... 51
LCD displeje (Liquid Crystal Display - displej z tekutých krystalů)............................... 53
Zobrazovací adaptéry (grafické karty) ............................................................................. 54
Videopaměť.................................................................................................................. 54
Zvukový adaptér (sound card, zvuková karta) ..................................................................... 56
Vstupní periferní vybavení PC............................................................................................. 57
Klávesnice ........................................................................................................................ 57
Myš................................................................................................................................... 58
Trackball........................................................................................................................... 58
Tlaková podložka (touchpad)........................................................................................... 58
Joystick............................................................................................................................. 58
Tablet................................................................................................................................ 59
Skener (Scanner) .............................................................................................................. 60
Rozdělení skenerů podle způsobu snímání .................................................................. 60
Princip snímání předlohy ............................................................................................. 60
Parametry skeneru ........................................................................................................ 61
Výstupní zařízení PC............................................................................................................ 62
Tiskárny............................................................................................................................ 62
Rozdělení tiskáren ........................................................................................................ 62
Základní parametry tiskáren......................................................................................... 62
Typy papíru pro tiskárny .............................................................................................. 63
Barevný tisk...................................................................................................................... 63
Jehličkové tiskárny........................................................................................................... 64
Laserové tiskárny ............................................................................................................. 65
Inkoustové tiskárny .......................................................................................................... 66
Sublimační tiskárny.......................................................................................................... 67
Termotiskárny .................................................................................................................. 67
Plotry ................................................................................................................................ 67
Operační systém (OS) .......................................................................................................... 68
Windows XP .................................................................................................................... 68
Složky Windows .............................................................................................................. 70
Registry Windows XP (2000) .......................................................................................... 71
Klíče (HKEY_) Registrů.............................................................................................. 71
Jak používají Windows Registr.................................................................................... 72
Organizace Registrů ..................................................................................................... 72
Manipulace s Registry...................................................................................................... 74
Ruční editace Registrů ................................................................................................. 74
Zálohování a obnovení Registrů: ................................................................................. 74
Editace Registrů ........................................................................................................... 75
4
DOPURUČENÁ LITERATURA:
Horák J.
Hartware – Učebnice pro pokročilé
Computer Press 2007;
Horák J.
Bios a Setup
Computer Press 2006;
……
časopisy: Computer, Chip…
dále mnoho zdrojů na internetu – např.: www.zive.cz , www.svethardware.cz …
T
UT
142H
5
Historie počítačů
1.
Napiš, co jsou generace počítačů a co je pro jednotlivé generace typické
6
Osobní počítače
Počítač je souhrn technického vybavení, které umožňuje podle předem zadaného
programu zpracovávat informace vkládané uživatelem.
Technické vybavení počítače (Hardware (HW))
Jde o jednotlivé materiální počítačové části.
Programové vybavení počítače (Software (SW))
Umožňuje vzájemnou spoluprácí jednotek HW a plnění požadavků uživatele.
Je tvořeno programy a daty, která jsou těmito programy zpracovávána.
Počítačové platformy
V současné době máme osobní počítače typu:
PC – vyvinuty IBM s procesory typu Intel a AMD, dnes vyráběny mnoha výrobci;
Macintosh společnosti Apple Computer postavené na procesorech Motorola a Power
PC, používá se hlavně v USA.
Obě platformy mají svůj HW i SW, v současnosti se sbližují.
OSOBNÍ POČÍTAČ TYPU PC (PERSONAL COMPUTER)
Programové vybavení
Nadstavby OS
Operační systém
(OS)
Uživatelské
programy
Programovací
jazyky
Operační systém (OS)
Je skupina základních programů, které musí existovat v každém PC. Umožňují
provádět nejběžnější operace a údržbu dat, ovládají procesor, paměti a periferní zařízení.
Nejznámějšími OS jsou MS Windows, Unix, varianty Linuxu, dříve MS-DOS…
OS je uložen na pevném disku a zavádí se do počítače automaticky po jeho zapnutí.
Nadstavby OS
Jsou to programové prostředky usnadňující a zjednodušující styk uživatele
s počítačem, dříve M602, Norton Commander, Windows do verze 3.11; dnes: Total
(Windows) Commander, a GUI nadstavby pro Linux - KDE a GNOME (umožňují používat
grafické prostředí místo příkazové řádky)...
7
Uživatelské programy

Používají se pro speciální práci uživatele:
Textové editory a procesory – pro zpracování textů (T 602, Word…);
Tabulkové procesory (Calc 602, Excel…);
Databázové programy – pro hromadné zpracování dat (MS Access, Oracle…);
Grafické editory a procesory – pro tvorbu a úpravu obrázků, technických výkresů,
map… (Malování ve Windows, Adobe Photoshop, Corel Draw , AutoCAD…);
Publikační systémy – pro tvorbu DTP (noviny, polygrafie, časopisy…)
(QuarkXPress…);
Speciální programy – všechny ostatní (antivirové, účetnictví, hry…).
Programovací jazyky
Pomocí nich programujeme aplikace (Visual Basic, C (v různých variantách), Java...).
2.
Uveď příklady HW a SW.
3.
Jaký OS máš nainstalovaný na svém PC?
4.
Uveď příklady uživatelských programů.
8
Soubory a uspořádání souborů na disku – složky (adresáře)
Soubor
Soubor (File) – posloupnost dat uložená na záznamovém médiu pod jménem, které jí
přiřadil uživatel nebo systém. Podle toho jaké informace soubor obsahuje, rozlišujeme
soubory systémové, textové, databázové, obrázkové, programové, zvukové…
Za jménem souboru následuje přípona – je od jména souboru oddělená tečkou, a mívá
obvykle tři znaky. Přípona usnadňuje typové rozlišení souborů a určuje, jaký typ programu
bude použit pro otevření (spuštění) souboru.
Složka
Složka (Adresář) – pojmenované místo na záznamovém médiu sloužící pro „ukládání
souborů“, fakticky jsou ve složce jen jména a údaje o souborech a jejich umístění – soubor je
umístěn v jiné části téhož záznamového media.
Složka může dále obsahovat další podsložky s podsložkami a soubory atd.
Jména souborů a složek
Jména jsou nutná z důvodů rozlišitelnosti; ve stejném adresáři nesmí a nemohou být
dva soubory téhož jména a přípony či dvě podsložky téhož jména.
U MS-DOS mohlo mít jméno nejvýše 8 znaků (nelze \ = [ ] : < > | + . ; * ? a mezera; jména
pro zařízení (LPT, COM …), příkazy OS, nedoporučuje se používat specifické znaky
národních abeced (č, ř…)).
OS Windows od verze 9X podporují tzv. dlouhá jména souborů a složek, která mohou
mít až 255 znaků včetně . (tečky) a mezery, lze používat diakritiku. Vhodnější jsou
krátká výstižně volená dosovská jména (havárie systému, předávání souborů…).
Přípona jména souboru
Přípona následuje za jménem souboru, od kterého je oddělena tečkou a mívá 3 znaky.
Přípona usnadňuje typové rozlišení souborů a určuje, jaký typ programu bude použit pro
otevření souboru.
Některé přípony:

COM, EXE – soubor obsahuje program;
BAT – ozn. příkazových souborů;
DBF, DB – soubor s daty pro databázový systém;
TXT, DOC, 602, - textový soubor;
CFG, INI – konfigurační inicializační soubor;
HLP – soubor s nápovědou;
BMP, TIFF, CDR, GIF, JPG – grafické soubory;
SYS – systémový soubor (pro činnost OS);
…
Kořenová složka
Kořenová složka (adresář) root, kořen – vzniká na disku při jeho formátování,
označujeme ji zpětným lomítkem – \ (levý Alt + 92). V rootu mohou být složky a soubory, ve
složkách další podsložky a jejich podsložky, soubory atd. V praxi obvykle každý obsáhlejší
9
soubor bydlí ve své složce; soubory podobného charakteru ukládáme do stejné složky
s napovídajícím názvem (Dopisy, Hry...). Složky na disku vytváří více či méně rozvětvenou
strukturu, které říkáme adresářový strom.
Adresářový strom
Adresářový strom (struktura složek na disku) – vyjadřuje vztahy mezi složkami na
disku.
Příklad možného uspořádání složek a souborů na disku je na následujícím obr.;
Absolutní a relativní cesta
Složka na disku C:
Podsložka
složky
2KXP_INF
Soubory v podsložce 2KXP_INF
Cesta – posloupnost
složek, přes které se dostaneme
do hledané složky a k hledanému
souboru. Zápis cesty k souboru
atiiseag.ini:
C:\ATI\SUPPORT\WXP\2KXP
_INF\atiiseag.ini.
Předchozí zápis cesty
nazýváme absolutní cesta – ta
začíná vždy v rootu, tedy jménem
disku a pokračuje názvy
jednotlivých složek až do cílové
složky, případně končí názvem
souboru. Jednotlivé názvy jsou
odděleny zpětnými lomítky \.
Relativní cesta - vychází
z aktuálního (nastaveného)
adresáře a končí cílovou složkou
nebo jménem cílového souboru.
Předpokládejme, že aktuální
složka je wxp, pak bude relativní
cesta k souboru atiiseag.ini:
2KXP_INF\atiiseag.ini.
5.
Napiš absolutní cestu k souboru Pneu2.txt
v následující struktuře:
6.
Napiš relativní cestu k souboru Autodilna1.txt,
když aktuální (nastavený) adresář je Práce.
7.
Rozděl níže uvedené soubory do skupin
jako...audio/video/obrázek/.../... K těmto souborům
si zároveň poznamenej:
zda jsou či nejsou komprimované;
zda mohou být nositeli virové infekce;
určete, kterým programem je soubor vytvořen (u všech nelze přesně určit program, ale jen typ
programu);
kterým programem lze soubor otevřít.
*.ppt
*.scr
*.bmp
10
*.avi
*.xls
*.bak
*.wav
*.jpg
*.exe
*.doc
*.zip
*.gif
*.png
*.rar
*.txt
*.midi
*.cab
*.tif případně *.tiff
*.mp3
*.mpg
*.html
11
Číselné soustavy
V běžné desítkové soustavě se používá deseti číslic (0, 1, 2, 3,… 9) a základem je číslo
10. Každé desítkové číslo můžeme znázornit jako mnohočlen vyjádřený základními číslicemi
0 až 9 a mocninami základu 10.
Např. 1 543,15 = 1*103 + 5*102 + 4*101 + 3*100 + 1*10-1 + 5*10-2
Čísla
Základ číselné
soustavy
10
2
0
0000
1
0001
2
0010
3
0011
4
0100
5
0101
6
0110
7
0111
8
1000
9
1001
10
1010
11
1011
12
1100
13
1101
14
1110
15
1111
16
10000
16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
Pro číslo v libovolné číselné soustavě s libovolným
základem obdobně platí:
(N)z = pn*zn + pn-1*zn-1 + ... +p0*z0 + p-1*z-1 + p-2*z-2 + ...+ p-m*z-m
kde z je základ - celé číslo větší než jedna a p jsou číslice soustavy,
pro které platí 0≤pi≥z–1.
V číslicové technice používáme dvojkovou (binární)
soustavu s číslicemi 0 a 1 a se základem 2.
Šestnáctkovou (hexadecimální) soustavou používáme ke
zjednodušení zápisu dvojkových čísel.
Základ má 16 a číslice jsou: 0, 1, ... , 9, A, B, C, D, E a F.
Viz převodní tabulka.
Převody mezi číselnými soustavami
Převod čísla z libovolné soustavy do desítkové
Předchozího mnohočlenu lze použít k převodu čísla s libovolným základem z do
desítkové soustavy.
Př.: Převeďte číslo 11011,01 z dvojkové soustavy do desítkové (11011,01)2 = (?)10.
Řešení: (11011,01)2 = 1*24 + 1*23 + 0*22 + 1*21 + 1*20 + 0*2-1 + 1*2-2 = (27,25)10
Př.: Převeďte číslo 2C ze šestnáctkové soustavy do desítkové (2C)16 = (?)10.
Řešení: (2C)16 = 2*161 + 12*160 = (44)10
Převod čísla z desítkové soustavy do libovolné soustavy
Požadované desítkové číslo postupně dělíme základem z soustavy, do které
převádíme, zapíšeme zbytek a každý výsledek opět dělíme z, až dostaneme nulový podíl.
Číslicí s nejvyšším řádem v soustavě, do které převádíme, bude zbytek získaný posledním
dělením.
Výsledek
po dělení 2
23 : 2 = 11
11 : 2 = 5
5:2=2
2:2=1
1:2=0
Zbytek
Př.: Převeďte číslo 23 z desítkové soustavy do dvojkové
1
(23)10 = (?)2.
1
1
Řešení: Požadované desítkové číslo postupně dělíme dvěma,
0
zapíšeme zbytek a každý výsledek opět dělíme dvěma, až
1
dostaneme nulový podíl. První číslicí ve dvojkové soustavě bude
(23)10 = (10111)2
zbytek získaný posledním
Výsledek po dělení 16 (Zbytek)10 (Zbytek)16
dělením.Př.: Převeďte číslo 586 z
586 : 16 = 36
10
A
desítkové soustavy do šestnáctkové 36 : 16 = 2
4
4
(586)10 = (?)16.
2 : 16 = 0
2
2
(586)10 = (24A)16
12
Snadný je převod do (z) dvojkové soustavy (24=16); jednotlivé číslice šestnáctkové
soustavy převádíme pomocí čtyř dvojkových bitů; dvojkové číslo rozdělíme odzadu do skupin
po čtyřech bitech a postupně skupiny nahrazujeme šestnáctkovou číslicí (viz převodní
tabulka).
Např.: (10011001110)2 = (0100 1100 1110)2 = (4CE)16
(36F)16 = (0011 0110 1111)2 = (1101101111)2
Bit a byte
Bit [b](čti bit) je základní jednotka binární (dvojkové) soustavy (číslice, místo pro
číslici), je to informace vyjadřující dva stavy 0 – 1, (ano – ne, pravda – nepravda...).
Počítače pracují v binární soustavě – elektronickému spínacímu obvodu přiřazujeme 1, je-li
sepnut, a 0 při rozepnutí (tzv. dvoustavová logika).
Pro vyjádření složitější informace (například čísla) musíme složit několik bitů a utvořit
slovo – byte [B] ( čti bajt).
1 Kilobyte
210 1024bytů
20
1
MB
2
1 048 576
Byte má osm bitů.
30
Od byte jsou odvozeny větší jednotky:
1 GB
1 TB
1 PT
2
240
250
1 073 741 824
1 099 511 627 776
.....
Pro vyjádření všech alfanumerických
znaků (čísel a písmen abecedy a znaků) stačí právě osmibitové slovo. Nejčastěji se používá
kód ASCII (American Standard Code for Information Interchange ), obsahuje 28 = 256
znaků. Prvních 128 je standardních, dalších 128 se používá pro znaky domácích abeced.
Např.: znak % je vyjádřen (37)10 nebo (00100101)2 či (25)16; znak Ř – (252)10 = (11111100)2
= (FC)16.
Unicode – moderní standard kódování znaků, který používá 16 bitů na jeden znak
(216 = 65 536 různých znaků), čímž se pokryjí znaky většiny jazyků na světě (ruština,
arabština...), a který řeší problém globální výměny dat.
Nevýhodou je dvojnásobná délka textu (1 B → 2 B) a tím i pomalejší zpracování dat a
problémy se zpětnou (8-bitovou) kompatibilitou.
8.
Vypočti: (21)10 = (?)2.
9.
Vypočti: (10001111011)2 = (?)10.
10. Vypočti: (B12D)16 = (?)10.
11. Vypočti: (4CD12A)16 = (?)2.
12. Vypočti: (10011101110001)2 = (?)16.
13. Vypočti: (1023)10 = (?)2.
14. Vypočti: (2048)10 = (?)16.
15. Napiš, jak se liší bit od byte.
16. Napiš, jak se liší ASCII od Unicode.
17. Napiš, jaké umístění v ASCII tabulce má znak „A“ a „Á“.
13
Rozdělení operačních systémů
OS můžeme rozdělit např. dle způsobu komunikace uživatele s PC:
Textové uživatelské rozhraní – pokyny zadává uživatel „příkazovou řádkou“;
Grafické uživatelské rozhraní (Graphical User Interface (GUI)) – komunikace
pomocí ikon, ukazatele (kurzoru), nabídek (menu), oken, dialogových oken…
Textová uživatelská rozhraní
MS-DOS (poslední verze byla 6.22).
Unix a různé verze Linuxu (používají GUI nadstavby).
Na internetu jsou dostupné různé verze OS s textovým uživatelským rozhraním včetně
zdrojových kódů. Potřebují minimální HW prostředky, jejich použití je spíše ojedinělé, jsou
jimi např.:
Free DOS – kompatibilní s MS-DOS;
Dr DOS podporuje multitasking (může být spuštěno více aplikací);
PTS-DOS (ruský) – podpora sítě, antivir…;
Diskový operační systém (DOS)
DOS je soubor programů koordinující veškerou činnost počítače.
Nejznámějším byl MS-DOS (MicroSoft-DOS). Měl textové prostředí, byl jednouživatelský
(pouze jeden uživatel má přístup do systému) a umožňoval současné zpracování pouze jediné
úlohy. Verze 1.0; 1.1 až 6.22.
S pravidly pro DOSovská jména adresářů a souborů jsme se již seznámili. Pro
usnadnění práce s vyhledáváním souborů a pro hromadnou práci s nimi (mazání,
kopírování…) slouží tzv. zástupné znaky pro hromadnou práci se soubory. V současnosti
se s těmito zástupnými znaky můžeme setkat např. při vyhledávání (v počítači,
na internetu…).
Hromadný výběr souborů
Pomocí znaků * a ? lze definovat celou skupinu souborů a provádět s celou skupinou operace:
Znak ? může nahradit ve jméně souboru nebo v příponě jeden nebo žádný znak.
Pomocí * můžeme nahradit ve jméně souboru nebo jeho příponě několik znaků
(samozřejmě i jeden) nebo žádný znak. Znamená to, že tento znak může nahradit
libovolný počet znaků ve jméně nebo příponě souboru (V MS-DOS v maximálním
rozsahu 8 znaků pro jméno a 3 pro příponu).
Příklad hromadného výběru souborů v MS-DOS

SLO?.EXE – vyberou se k operaci všechny soubory, jejichž jméno začíná SLO a má
velikost 3 nebo 4 znaky a příponu EXE;
SLO*K.* - vyberou se všechny soubory začínající SLO, končící K s libovolnou
příponou;
*.* vyberou se všechny soubory.
Pozn.: *TEK.* - pokud je * na začátku, vyberou se všechny soubory.
Pozn.: Znaků hromadného výběru nelze použít ve jménech adresářů.
14
18. Napiš, kde se dnes můžeš setkat se znaky hromadného výběru.
19. Napiš, jaké soubory v prostředí MS-DOS budou vybrány dle následujícího označení:
Tur??.*
?.?
MAN*.602
Man?602
T?R*.*
????????.???
20. Napiš příklady textových a grafických uživatelských rozhraní.
21. Napiš, jak se liší soubor a složka?
22. Napiš, jaká jména pro složky a soubory se používají a co je pro typické.
23. Napiš, proč se ve jménech souborů používají přípony.
15
Grafická uživatelská rozhraní (GUI – Graphical User Interface)
(okna, ikony, kurzor...)
Windows 3.11 - nadstavba k MS-DOS od verze 5.0, od r. 1993 (HW požadavky:
procesor 386 a vyšší, 8 MB RAM).
Samostatné grafické operační systémy
Windows 95, (98, SE, ME) (HW požadavky: 16, (32) MB RAM, 150 až 300 MB na
HDD).
Windows NT 4.0 (New technogy) - od r. 1996, ovládání ve stylu W 95, verze
W NT Server pro sít'ové servery, W NT Workstation pro pracovní (klientské) stanice.
Nahrazován W 2000(3).

Windows 2000 – má čtyři varianty
W 2000 Proffesional - pracovní stanice ve firemním prostředí, možnost použití dvou
procesorů (min. doporučené požadavky: 128 MB RAM, 18 GB HDD);
W 2000 Server – určen jako souborový či aplikační server pro firmy nebo internet,
použití až čtyř procesorů a 4 GB RAM (použití též pro technologii tenkého klienta nahrazuje W NT 4.0 Terminal Server);
W 2000 Advanced Server – až osm procesorů, pro databázové či internetové servery;
W 2000 DataCenter Server – až 32 procesorů, 32 GB RAM.
Windows XP (uvedeny koncem r. 2001) – vylepšené a kompatibilnější (více
ovladačů) W 2000, jsou stabilnější než W 9X. Mají skrytý MS DOS – je obtížnější spouštět
DOSovské aplikace. Minimální HW požadavky: procesor 300 MHz, RAM >128 MB, ve
skutečnosti >600 MHz, a 256 MB.

Windows Vista – je v pěti variantách
Starter – velká omezení, pro rozvojové země;
Home Basic – bez multimediálních funkcí;
Home Premium – obdoba XP Media Center Edition;
Bussines – pro podniky, má IIS web server, podporuje dva procesory (dvoujádrové
samozřejmě);
Enterprise – oproti Bussines má vestavěnou podporu unixových aplikací;
Ultimate – kombinace Premium a Enterprise, větší výkon při hrách, ripování DVD…
Požadavky na HW: procesor 1 GHz, paměť 1 GB, grafika Direkt 9 kompatibilní, místo
na disku 15 GB
Apple Mac OS – určeny výhradně pro počítače Apple Macintosh (Mac OS X je
varianta určená pro počítače s intelovským procesorem), je v české verzi, použití především
pro grafická a DTP (publikační) studia.
OS/2 – fy IBM, pro platformu IBM PC, rozšířen především v Americe, určen hlavně
pro aplikace v Javě, nejpropracovanější hlasové ovládání, má češtinu, lze použít i pro řadu
linuxových, DOSových a Win 3.x aplikací. Dnes eComStation.
BeOS 5 – (free pro domácí verze) je hybridem mezi Win, MacOS a Linuxem,
instalace obvykle pod Win, lze spouštět samostatně nebo ikonou z Win. Předností je stabilita,
nevýhodou málo SW. Použití na klonech Apple.
16
UNIX a Linux
(příkazovou řádku je možno doplnit o GUI)
UNIX (Uniplexed Information and Computing System – vyvinut v r. 1969
v Bellových laboratořích, později předán nezávislé organizaci X/Open. Existuje škála verzí.
Použití velké počítače, servery…Unix pracuje s příkazovou řádkou, lze doplnit o nadstavbu
GUI.
Linux – OS třídy UNIX – autorem jádra (kernelu) je Linus Torvalds z Finska. Jde
o OS uživatelsky otevřený úpravám – existují stovky variant, prodává se obvykle jen za cenu
distribuce, časté použití pro webové servery. Pracují s textovým rozhraním, nejpoužívanější
nadstavba GUI je KDE a Gnome.
Distribuce Linuxu:

Linux Red Hat cz – sestavilo ho České sdružení uživatelů Linuxu. Pro GUI je třeba
min. 64 MB operační paměti, méně pro příkazovou řádku, používaný pro servery;
WinLinux – instaluje se z prostředí W 9x, je možné oba systémy sdílet;
SuSE Linux – má českou verzi;
Ubuntu;
Fedora.
Některé Linuxové distribuce lze spouštět z Windows, je možné oba systémy sdílet.
24. Načrtni graf náročnosti MS Windows na RAM v závislosti na čase.
25. Napiš, jaké jsou výhody a nevýhody Windows Vista.
26. Co víš o Windows seven?
27. Napiš, kde se hlavně používají Windows a kde UNIX a Linux.
17
Některé základní příkazy pro práci OS v režimu příkazové řádky
Současné operační systémy umožňují přepnout do režimu práce v příkazové řádce
např. Start > Programy > Příslušenství > Příkazový řádek. V Příkazovém řádku pak
pracujeme obdobně jako kdysi v MS-DOS.
Práce v režimu Příkazové řádky se dnes používá např.
v Unixu, Linuxu (pokud nemají grafickou nadstavbu),
v programování, v síťařině…
PROMPT - hlášení OS (výzva) obvykle ve tvaru: C:\>, E:\DANA> ... (výpis aktivní diskové
jednotky a úplné cesty do aktuálního (nastaveného) adresáře.
Změna aktuálního disku
C:, D:,... nastavení pevného disku C nebo D jako aktuálního; A: nastavení diskety v
disketové jednotce A jako aktuální.
Příkazy pro práci s adresáři
DIR - vypíše obsah aktuálního adresáře - zobrazí všechny soubory, podadresáře (jména,
přípony, datumy a časy posledních změn, velikosti souborů), jméno disku a velikost
volného prostoru na disku.
DIR [z:][cesta][/P], vypíše obsah adresáře, určeného cestou z disku z:, formát výpisu
je dán parametrem /P.
Pozn. hranaté závorky ozn. nepovinné parametry, z: ozn. disk. jednotku (A: ...).
CD - změní pracovní adresář na určeném nebo pracovním disku.
CD [z:][cesta]
CD\ - nastaví hlavní adresář (root)
CD.. - nastaví nadřízený adresář aktuálnímu
Př.: CD Data - nastaví pracovní adresář na podadresář Data.
MD - vytvoří nový adresář na definované diskové jednotce.
MD [z:][cesta]jméno, kde jméno je název nového adresáře
Př.: MD C:\Texty - vytvoří adresář Texty, je-li aktuální C:, pak stačí MD Texty.
TREE - zobrazí stromovou strukturu aktuálního adresáře.
Př.: C:\>TREE - zobr. stromovou strukturu pevného disku C:.
RD - vymaže zadaný adresář (musí být prázdný, root nelze zrušit).
RD [z:][cesta]jméno
Př.: RD Texty - zruší adresář Texty na pracovním disku a v aktuálním adresáři.
Příkazy pro práci se soubory
COPY - kopíruje definované soubory ze zdrojového adresáře a disku na cílový.
COPY [z1:][cesta1]soubor1 [z2:][cesta2]soubor2
Př.: COPY TEXT1.TXT C:\DATA - zkopíruje soubor TEXT1.TXT z pracovního
adresáře na disk C: do adresáře Data.
COPY A:\TEXT1.TXT A:\TEXTY\TEXT2.TXT - zkopíruje TEXT1.TXT z rootu na
disketě v jednotce A: do souboru TEXT2.TXT a do podadresáře TEXTY (soubor
TEXT1.TXT se přejmenuje na TEXT2.TXT).
COPY *.* A: - zkopíruje všechny soubory umístěné v aktuálním adresáři aktuálního
disku do rootu diskety v jednotce A:.
COPY CON xyz.txt - vytvoří soubor xyz.txt z klávesnice bez editoru, po tomto
18
příkazu se kurzor přesune na další řádek bez promptu; text je nutno ukončit pomocí
Ctrl+z a Enter.
MOVE - přesune zadané soubory do určeného adresáře a disku.
MOVE [z1:][cesta1]soubor1 [z2:][cesta2]soubor2
DEL - zruší definovaný soubor z definovaného adresáře a disku. Pomocí * a ? lze mazat
určenou skupinu souborů.
DEL [z:][cesta]jméno
Př.: DEL TEXT2.TXT - zruší soubor TEXT2.TXT z aktuálního disku a adresáře.
DEL B:\*.* - vymaže všechny soubory v hlavním adresáři diskety v disketové
jednotce B:.
UNDELETE - obnoví soubory smazané pomocí DEL (100% pouze, když po smazání nebylo
na disk nic zapisováno).
Př.: UNDELETE - obnoví všechny soubory aktuálního adresáře.
UNDELETE [z:][cesta]XYZ.XYZ – obnoví soubor XYZ.XYZ.
Příkazy pro práci s disky
FORMAT - připravuje (formátuje) magnetické medium pro práci pod MS - DOS. Vymezí a
označí příslušný počet sektorů a stop a založí hlavní adresář.
FORMAT z:
Př.: FORMAT A: - zformátuje disketu v jednotce A:.
FORMAT A:/S - zformátuje disketu v jednotce A: a přenese na ní systémové soubory
(spouštěcí disketa).
28. Na disketě je adresářová struktura dle obr.
a prompt je : A:\>.
Napiš, která kombinace příkazů nastaví
prompt do tvaru
A:\PAVEL\TEXTY.
A:\
Jirka
29. Aktuálním adresářem na disketě jsou
TEXTY, napiš, která kombinace příkazů
nastaví jako aktuální HUDBA.
30. Napiš, co se stane po odentrování příkazu
A:\>RD JIRKA.
Texty
Obrazky
Milan
Texty
Hudba
Pavel
Obrazky
Texty
Programy
31. Napiš, které soubory se zkopírují, a kam, po odentrování příkazu:
A:\JIRKA\OBRAZKY>COPY *.* A:.
32. Co znamenají příkazy DATE, TIME, VER, CLS, MEM?
33. Co vypíše PC na příkazy Dir/P, DIR/W?
19
Základy typografie při psaní textů
Pro příznivý dojem z dokumentu je třeba vhodně zvolit jeho logickou strukturu,
nadpisy, ilustrace, písmo...
Koncepce dokumentu

Rozčlenit do kratších celků;
Nadpisy oživit grafikou (Word Art - ozdobení);
Vyváženost protilehlých stránek (nadpisy, hustota, obrázky);
Obrázky vyrovnat podle spodního okraje;
Očíslování stránek - liché na pravém listu;
Začátek kapitoly na nové, nejlépe pravé, stránce.
Koncepce stránky
Okraje asi 2,5cm (zakládání);
Vyváženost zaplnění textem (např. obr. v 1/3 str. vpravo);
Na konci str. nemá být nadpis další stati (vdova);
Na začátku str. nemá být poslední řádek předchozího odstavce (sirotek) (↓Formát
↓Odstavec ↓Tok textu √Kontrola osamocených řádků).
Koncepce odstavců
MMMMMMM
MMMMMMMMMM
Odsazení prvního řádku - o 1 až 3 písmena M (při velikosti
MMMMMMMMMM
12 bodů max. 12,5 mm), stejné v celém dokumentu;
MMMMMMMMMM
Předsazení prvního řádku - o 1 až 3 písmena M (použití u
MMMMMMM
slovníků, rejstříků, odrážek...);
MMMMMMM
Mezery mezi odstavci v úředních dopisech a technických
zprávách - max. 1,5řádku (Formát > Odstavec > Odsazení a mezery);
Poslední řádek odstavce - delší než 3 písmena M a na jeho konci prázdné místo větší
než 3M.
Uspořádání odstavců není vhodné kombinovat, mělo by být v celém v dokumentu
jednotné.
Znakové sady (písmo, fonty) a jejich použití v dokumentu
Typografické míry
V Evropě 1 bod [b] = 0,375 9 mm;
V anglosaských zemích 1 point [pt] = 0,352 8 mm.
Druhy písem
Proporcionální písmo (znaky s různou šířkou) - dnes téměř výhradně;
Neproporcionální písmo (např. Courier New) - jen vyjímečně pro zdůraznění);
Patková (serif) písma (Times New Roman) - snadno se čte (patky působí vodivě pro
oko);
Bezpatková (sans serif) písma (Arial) - dobrá čitelnost i na větší vzdálenost (nadpisy,
plakáty);
Kaligrafické (kresebné) písmo (CommercialScript BT) - má větší sklon, je elegantní;
Lomené písmo (BankGothic, Vineta) – diplomy, pozvánky...
20
Použití písem
V dokumentu max. tři typy fontů;
Pro zvýraznění použijeme řezy jednoho fontu (základní, kurzíva, tučné, kapitálky);
Velikost - obvykle 12 bodů, poznámky 9, nadpisy 14 a více;
Tabulky a popisky obrázků - bezpatkové asi 10 bodů;
Písma vybíráme podle vzhledu ě, č, ř, ů, Č, Ř, Ž … a toho, zda je sada vůbec
obsahuje;
Při elektronickém předávání dokumentů musí mít oba PC nainstalován stejný font,
používáme tedy raději obvyklá písma: Arial, Times New Roman, Courier, Verdana...
Nadpisy

Ve Wordu se určí automaticky, když je text na jednom řádku, bez tečky, a jinak
zformátovaný;
Používáme řezy základního písma, často Arial, Kapitálky;
Hlavní nadpis - centrovaný ve výši 1/3stránky;
Každý nadpis na samostatný řádek;
XXXXXXXXXX
XXXXXXXX
Víceřádkové:
XXXXX
kratší
XXXXXXXXXXX
Mezery pod nadpisem - hlavní
XXXXX
3 řádky, běžný 2 ř.
nejkratší
Normovaná stránka A4 ve Wordu

Asi 30 řádků při řádkování 1,5 řádku,
po 60 znacích na stránce při
normálním prokladu písma (jinak
rozšířený a zúžený) Times New
Roman 12 bodů;
Okraje – se nastaví Soubor>Vzhled
stránky; U hřbetu – pro vazbu,
Záhlaví – autor, název;
Zápatí - poznámky…
Zásady při psaní textu
Nedělitelné vazby
Při tisku si Word sám formátuje – u nedělitelných vazeb nesmí dojít k rozdělení na
10
Kč
Karel
IV
dva řádky:
obdobně R. ⎢Koubová; 15. 6. ⎢2000; Ing. ⎢Zelenka...
10·Kč - místo běžné mezery zapíšeme „tvrdou“ mezeru - 10ºKč pomocí klávesové
zkratky Ctrl+Shift+Space.
U předložek (K, k, s, S, o, O, ...) a spojek (a, i, …) doplňuje Word tvrdou mezeru
automaticky.
Pozn.: Při psaní dokumentu ve Wordu vždy mějte zapnuté zobrazování
neviditelných znaků (entrů, shift entrů, dělítek, tvrdých mezer…)
21
Dělení, oddělování a spojování slov
Automatické - nevhodné (kni-hovna), raději volíme ruční, kdy Word nabídne možnost
dělení ke schválení;
Dělíme na max. třech řádcích pod sebou (Nástroje >Jazyk >Dělení slov... Max.
dělených řádků za sebou;
V nadpisech nedělíme;
Stránku neukončujeme dělením;
1 em
Spojovník (1/3 em) se musí opakovat na dalším řádku (česko- ⎢
-anglický slovník);
Pomlčka (1/2 až 1 em) jako oddělovač větných celků se píše
s mezerami:
Zapracoval - a výsledek se dostavil.
Pomlčka (1/2 em) ve významu až, od-do, se píše bez mezer:
Sparta-Slávia; 12-14 hod.
1 em
M
Psaní zkratek:
Obvykle malými písmeny s tečkou: aj., např. ...;
Bez mezer: atd., aj., ...;
S mezerami: t. č., v. r.;
Nepoužíváme je na zač. odstavce a věty (T. č. byl doma ...), ale lze Např. ...;
Tituly: v adrese Ing. Zelenka, v textu ing. Zelenka.
Psaní značek:
Vždy podle norem: g, gr; kW, kw;
S mezerou 100 W, 100,5 kg, ale 100W žárovka (značka jako přídavné jméno), 123 Kč,
100 + 50 = 150, pro násobení ne x ale × (Alt+0215) nebo *;
Bez mezery: znaménko s číslem -5 ºC;
Značky se používají jen s číslem, jinak se vypisují: Kolik kilometrů je...;
Fyzikální jednotky uvedené slovně mají malá začáteční písmena: ampér...;
Procenta: 10 %, ale 3% úrok;
Stupně: 10º Radegast, -17 ºC.
Psaní číslic a čísel
1 024,368
V textu vypisujeme slovem: třetí;
0,123 056
Desetinná místa bez mezer: 123,5;
12,8
V tabulkách pod sebe dle desetinné čárky;
Více čísel oddělujeme středníkem: 1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2;...;
Nepoužíváme 7metrový ale 7m (psáno dohromady);
13krát - násobky bez mezer;
625 00 - směrovací čísla 3 + 2;
telefonní číslo podle schématu nnn nnn nnn, kód země se uvozuje znaménkem +
(776 123 456; +420 123 456 789);
Věta nemá začínat číslem 6. ledna..., Dne 6. ledna ...
Psaní dat a času:
10. června 2000; 10. 6. 2000;
dva letopočty:1997-99; 1998/99;
10.45 hod (hodin, h); 45 min; 50 sec (s); 44:50,25 min;
ve sportu 2:10:45 (hod, min, sec).
22
34. Kolik znaků se vejde na běžnou stránku A4?
35. Jak velké okraje má obvykle stránka A4?
36. Načrtni stránky s vdovou a sirotkem.
37. Jak oživíš nadpisy?
38. K čemu slouží okraj „U hřbetu“ stránky?
39. Nakresli, jak vypadá písmeno „A“ v podání patkového a bezpatkového písma.
40. Co je písmo a co je font?
41. Je větší bod nebo point?
42. Nakresli písmeno „a“ různými řezy písma.
43. Jaký druh písma běžně používáme a jak vybíráme písmo?
44. K čemu slouží klávesová zkratka Ctrl+Shift+Space?
45. Kde se ve Wordu používá při psaní klávesa Ctrl?
23
BLOKOVÉ SCHÉMA POČÍTAČE
Modifikované blokové schéma počítače Johna von Neumanna z r. 1945 se používá
dodnes.
mikroprocesor
datová, adresová a
řídicí sběrnice
vstupní zařízení
vnější paměť
výstupní zařízení
komunikač. zařízení
vnitřní paměť
Vstupní zařízení převádí data do elektronické podoby tak, aby mohla být zpracována
procesorem, který zároveň činnost celého počítače řídí. Právě zpracovávaná data jsou
dočasně uložena ve vnitřní paměti, do které (z které) jsou přenášena z (do) vnější paměti.
Výstupní zařízení převádí data z elektronické podoby do podoby člověku srozumitelné.
Všechny komponenty počítače jsou propojeny sběrnicemi (soustavy vodičů).
Komunikační zařízení umožňuje propojení několika počítačů navzájem.
46. Napiš, která výše uvedená zařízení jsou pro činnost PC nezbytná.
47. Popiš, jak jsou propojeny jednotlivá zařízení PC.
48. Uveď příklady HW jednotek patřících do jednotlivých bloků schématu PC.
24
Skříně počítačů
Desktop - umístění na stole, unese max 17“ monitor, varianty
Slimline a Super-Slimline jsou nižší a mají malý vnitřní
prostor skříně (pojem desktop se dnes používá též obecně pro
PC).
Tower (věž) - umísťujeme jej obvykle mimo pracovní
desku stolu (ne na zem - otřesy, prach). Používané varianty: Minitower,
Miditower (pro nás nejvhodnější - možno instalovat další komponenty) a
Bigtower (pro servery).
Dnes se začínají používat PC multimediálního
systému Barebone, který se vyznačuje menšími skříněmi,
větším výkonem zdroje a účelnějším vnitřním uspořádáním
přídavných desek, umožňující lepší proudění vzduchu při
chlazení. Často se počítače Barebone dodávají jako
polotovary, do kterých si kupující doplní jen mikroprocesor a vnitřní paměť.
Napájecí zdroj
Slouží k napájení jednotlivých komponent počítače, ze střídavého síťového napětí
230V vyrábí několik malých stejnosměrných napětí. Výkon zdroje bývá 200W a více.
Napájení základní desky
Starší desky Baby-AT - napájecí zdroj dodává pro
napájení mikroprocesoru napětí 5V a to se na desce
upravuje na potřebnou hodnotu (např. 3,3V).
Napájení se k MB připojuje pomocí dvou šestipinových
konektorů P8 a P9 (černé vodiče uprostřed).
Desky ATX (mají elektronické ovládání zdroje) pro mikroprocesor dodává zdroj napětí 3,3V, připojuje se k
desce jedním konektorem a nověji též konektůrkem pro
napájení mikroprocesoru.
Na obr.:
PS-ON zapíná
ostatní
napěťové
okruhy,
5VSB - na
něm je 5V i
v době, kdy
jsou ostatní
napájecí obv. vypnuty (je potřeba při „vzbuzení“
počítače propojením s PS-ON), PW-OK - ke
kontrole napětí, GND a GROUND - zemní vodič.
25
Nejnovější desky BTX se používají v Barebone skříních a mají též výkonnější BTX
napájecí zdroje.
Napájení dalších komponent - používá se plochých konektůrků vyvedených ze
zdroje (větší pro HDD, CD-ROM jednotku ..., menší pro
disketovou mechaniku).
Pozn.: Některá vnější zařízení (myš...) je možné napájet z vnitřního zdroje
PC prostřednictvím USB portu.
49. Napiš, v jaké skříni je umístěn PC, se kterým pracuješ.
50. Napiš, jaký je vztah mezi typem základní desky a skříní PC.
51. Napiš, jaké zdroje se používají k napájení PC.
52. Uveď, co je typické pro AT a ATX zdroje.
53. Jak se dosahuje menší hladiny hluku zdroje PC?
Konektůrky pro
napájení SATA a IDE
(DVD) disků.
26
Základní deska (mainboard, MB)
Mainboard je deska plošného spoje s mnoha elektronickými obvody a konektory pro
připojení dalších periferií počítače (periferiemi označujeme komponenty PC umístěné mimo
základní desku).
Obvody umístěné na desce (chipset) slouží především pro podporu mikroprocesoru a
sběrnic, konektory (sloty) slouží k připojení jednotek umístěných mimo mainboard (pevné
disky, obvody operační paměti...).
Úkolem výrobce (Intel, MSI, Abit...) základní desky je vyrobit ji co nejuniverzálněji
tak, aby spolupracovala s maximálním množstvím hardwarových (HW) komponent
(mikroprocesory, pevné disky, monitory...) dodávaných různými firmami. Základní desky
nemají stejné rozměry a nemusí jít usadit do stejné skříně.
Zároveň se musí deska, spojující různé (HW) komponenty, vždy domluvit s operačním
systémem. K tomu jí slouží speciální program - BIOS.
BIOS (Basic Input Output System)
BIOS je program umístěný v paměti typu ROM (- integrovaný obvod na základní desce (- později)) - program v ní
zapsaný se nevymaže ani po odpojení paměti od napájení.
Program BIOS působí jako "tlumočník" mezi hardwarem různých
typů a výrobců a operačním systémem. Jinak řečeno, výstupy
BIOSu vzhledem k operačnímu systému jsou přesně definovány,
ale vstupy od hardwaru do BIOSu jsou věcí výrobce hardwaru a
BIOSu.
Díky tomu pracuje operační systém na každém PC.
Nejznámějšími výrobci BIOSů jsou firmy AMI, Award,
Phoenix, IBM, Compaq...
Nikdo však nedokáže vyrobit zcela univerzální BIOS. Proto je součástí každého
BIOSu program Setup (později), kterým se nastaví parametry BIOSu podle konfigurace
konkrétního počítače (např. typ a parametry HDD a dalších zařízení, pořadí jednotek pro
zavádění OS, nastavení IRQ, DMA, hesla…)
Pozn.: !!!!Před konfigurací Setupu si vytiskneme nebo opíšeme nastavené hodnoty!!!!
Přepínače a propojky (jumpery)
V zájmu maximální univerzálnosti je nutné nastavit některé
parametry základní desky (napájecí napětí, taktování mikroprocesoru ...)
nezávisle na BIOSu. Tyto parametry lze nastavit pomocí elektronických
přepínačů nebo propojek (jumperů) (propojka je skupina kontaktů (pinů),
které lze propojit).
O konkrétním nastavení parametrů se lze dočíst v dokumentaci k MB,
Univerzálnost základní desky (a tak i možnost připojení nových
zařízení PC) tedy zajišťuje BIOS (a jeho Setup) společně s přepínači.
27
Rozložení prvků na MB
1
Patice pro mikroprocesor
AMD Athlon 64,
Sempron…;
2 Chipset nVidia nForce 560;
3 Sloty PCI-Expres x1;
4 BIOS;
5 Baterie pro napájení hodin a
CMOS;
6 Konektor integrovaného
rozhraní IDE (EIDE) - pro
připojení pevného disku;
7 Konektor integrovaného
rozhraní pro disketovou
mechaniku;
8 Slot PCI-Expres x 16 pro
grafickou kartu;
9 Trojice slotů PCI - pro
síťovou, zvukovou kartu,
modem...;
10 Konektory SATA pro
připojení disků…;
11 Paměťové banky pro paměti
DIMM (DDR2);
12 Napájecí konektor ATX –
pro připojení napájecího
zdroje typu ATX;
13 Konektory PS2 pro myš a
klávesnici;
14 Konektor sériového portu
COM 1;
15 Čtveřice/trojice USB
konektorů;
16 Port RJ 45 pro připojení PC do
sítě;
17 Vstupy a výstupy AUDIO
(zvuku);
18 Konektorky pro připojení
větráčků;
19
20
21
22
Napájecí konektorek ATX pro mikroprocesor;
Konektor pro připojení audio signálu z CD-ROM nebo DVD-ROM;
Print (tisk) konektor;
Jumper pro mazání CMOS paměti v BIOSu.
54. Napiš, jak MB dělíme.
55. Napiš, co je chipset, BIOS a Setup.
56. Popiš, jakým způsobem lze konfigurovat parametry základní desky.
28
Mikroprocesor μP - procesor – CPU
Procesor – předchůdce μP – bez integrace.
Central Processing Unit (CPU)
Aritmetic/
Control Unit
Mikroprocesor počítače zpracovává instrukce
Logic Unit
od programů, kterými je řízen. Některé instrukce
zpracovává sám, k provedení ostatních používá další
Output
Input Devices
Memory
Devices
komponenty PC (paměť, displej, tiskárnu…). Jeho
Storage
kvalita ovlivňuje výkonnost PC.
Devices
Mikroprocesor je tvořen ALU (Arithmetic Logic Unit,
von Neumannovo schéma počítače
aritmeticko logickou jednotkou), která vykonává
všechny výpočty (aritmetické a logické operace), a řadičem (Control Unit, řídící jednotka)
řídícím práci jak ALU, tak i ostatních jednotek počítače.
Instrukční sada μP
Obsahuje instrukce (příkazy) pro přesuny dat mezi pamětí a registry, aritmetické a
logické instrukce, instrukce pro řízení programu, instrukce pro koordinaci ve
víceprocesorovém prostředí….
Rozdělení procesorů podle instrukční sady
Mikroprocesory CISC (Complex Instruction Set Computer) - větší počet složitějších
instrukcí, každá instrukce se při provádění převede na řadu mikroinstrukcí (až stovky),
které se následně provedou;
Mikroprocesory RISC (Reduced Instruction Set Computer) - menší počet
jednodušších instrukcí, vychází z toho, že pro vykonání 80% operací je zapotřebí jen
asi 20 instrukcí. Mikroprocesor RISC je vybaven jen základními jednoduššími
mikroinstrukcemi.
Srovnání CISC a RISC

RISC – rychlejší, jednodušší a levnější. Zbytek instrukcí, které nejsou v instrukční
sadě se vykonávají kombinací existujících – to je sice zdlouhavé, ale jen občasné.
Používá se u velkých počítačů (ALPHA, MIPS), u PC jen u mikroprocesoru PowerPC
(IBM, Apple, Motorola) a jako jednoúčelový např. u laserových tiskáren;
CISC – pro zpracování jedné instrukce od programátora provede program složený z
mikroinstrukcí, pomalejší, složitější. Použití u mikroprocesorů pro PC (Intel, AMD,
Cyrix…).
Multimediální instrukce
Základní instrukční sada je doplňována o instrukce pro multimedia (video, zvuk a
grafika):
MMX (Multi Media eXtension) fy Intel. Posláním sady bylo provádět nejčastěji se
opakující funkce multimediálních programů;
3DNow (3D multi-media instruction set) fy AMD;
MMX2 (dnes SSE (Streaming SIMD (Single Instruction Multiple Data) Extension) u
Pentia III (dalších 70 nových instrukcí);
SSE2 u Pentia 4 – dalších 144 nových příkazů;
SSE3 u Intel Xeonu (64bit) k SSE2 dalších 14 instrukcí.
Pro využití instrukčních sad platí: musí je umět využívat programy!
Code Cache
L1
L2 Cache
Zjednodušené blokové schéma μP
BIU (Bus Interface Unit – jednotka styku se sběrnicí)
Instruction
Decode and
Prefetch Unit
To RAM
Registers
DataCache L1
Floating Point
Unit
Integer ALU
Bus Interface
BUI slouží pro přenos dat mezi procesorem a
okolím, duplikuje vstupující informace a posílá je do L2
cache a současně programový kód pošle do Code Cache
(Instrukční cache) L1 a data, která budou kódem
zpracována, do Data Cache (datové cache) L1.
BUI obsahuje obvody, které synchronizují rychlost
procesoru s pomalejší hlavní pamětí.
29
Zjednodušené blokové
schéma μP
Sběrnice μP (a obecně sběrnice v PC)
Sběrnice (bus) je soustava vodičů kabelu nebo plošného spoje. Skupiny vodičů fungují jako
sběrnice:
Adresová - nese informaci o adrese kam/odkud se bude zapisovat/číst, její šířka
určuje maximálně adresovatelný prostor, tzn. 20bit. BUS = 220 bitů = 1MByte
(adresuje jednotlivé bajty);
Datová - obsahuje přenášenou informaci – data. Šířka datové sběrnice určuje
propustnost sběrnice (množství dat přenositelných z jednotky A do B, čím je širší, tím
víc dat najednou přenese – tím stoupne i rychlost přenosu dat);
Řídící – nese pokyny ke čtení/zápisu aj. Její šířka určuje max. počet povelů;
Napájecí – vodiče s napětím pro napájení rozšiřujících desek a zařízení (0,+5 V…).
Důležitá je frekvence sběrnicí, se kterou mikroprocesor komunikuje s ostatními
komponentami základní desky, zvláště s operační (vnitřní) pamětí (tato sběrnice se nazývá
FSB –Front Side Bus).
Základní deska musí nabídnout μP odpovídající šíře sběrnicí.
Vyrovnávací paměť – cache
Je rychlejší a dražší než hlavní paměť, obsahuje vždy část obsahu hlavní paměti.
Procesor data hledá nejprve v cache, teprve pokud je zde nenajde, přečte je z hlavní paměti a
celý blok odpovídajících dat z hlavní paměti uloží do cache.
Princip lokality reference adres - procesor pracuje vždy určitou dobu v jedné určité oblasti
hlavní paměti – proto je pravděpodobnost nalezení (Hit Rate) potřebných dat v cache poměrně
velká (80 až 99%).
L1, L2 cache
Potřebuje-li mikrooperace informace z paměti, μP je hledá nejprve v blízké L1 cache,
jestliže tam nejsou, projde procesor mnohem větší L2 cache (L2 je integrovaná v CPU a tedy
přesouvání informace je 2 až 4krát rychlejší než mezi CPU a externí pamětí).
L1 (Level 1 – úroveň 1) – malá (cca 16 – 128 kB) a rychlá (na stejné frekvenci jako
jádro procesoru) vyrovnávací paměť přímo v procesoru, bývá rozdělena na část pro
data a část pro instrukce;
L2 - velikost cca 128 kB až 4 MB, pracuje na frekvenci jádra procesoru nebo na nižší.
Např.: Intel Core 2 Extreme: 3,53 GHz: 32 kB L1, 4 096 kB L2, (65 W);
AMD Athlon X2 BE-2350+: 2,1GHz, 32 kB L1, 1024 kB L2, (45 W).
30
IPU (Instruction Prefetch Unit – jednotka předvýběru instrukcí) a IDU (Instruction
Decode Unit – jednotka pro dekódování instrukcí)
IPU natahuje instrukce z Code Cache a kontroluje, zda některá z instrukcí nebyla již
dříve prováděna, pokud ano, znovu ji použije, pokud ne, prohledá L2 a případně ji
najde v operační paměti;
V IDU dekodéry rozebírají instrukce na mikrooperace – ty dokáže prováděcí jednotka
zpracovat rychleji než jednu vyšší instrukci.
Aritmeticko logická jednotka ALU
ALU provádí základní matematické operace (sčítání, odčítání násobení, dělení,
srovnávací operace (rovnost, větší, menší) a logické (and, or not));
ALU pracuje pouze s celými čísly;
Výkonnost ALU se dá vyjádřit počtem vykonaných instrukcí (viz Pipelining) za
sekundu (Million Instructions Per Second – MIPS).
Registry
Registry slouží jako rychlá datová a instrukční paměť pro ALU.
Matematická jednotka s pohyblivou řádovou čárkou FPU (Float Point Unit)
Počítá s reálnými čísly (s desetinnou čárkou), provádí vyšší matematické operace s
vyšší přesností a rychleji;
Její výkonnost se měří v jednotkách MFLOPS (Million Float Point Operations Per
Second);
Dříve (do μP i80386) byla FPU samostatným čipem (matematický koprocesor), od
486DX je součástí procesoru.
Časování mikroprocesoru

Systémové hodiny vysílají pravidelné napěťové pulsy a synchronizují všechny
počítačové operace. Při jejich přijetí provádí mikroprocesor instrukce (jinak by se
mohl dostat do nestabilního stavu;
Frekvence procesoru (v MHz, GHz) se odvozuje od frekvence sběrnice pro
komunikaci μP s pamětí (FSB) a je jejím násobkem (cca 3–12×);
Frekvence procesoru a sběrnice lze nastavit elektronicky v SETUPu, nebo pomocí
přepínačů a jumperů na MB (viz dokumentace k MB).
Způsoby zrychlení práce μP
Zřetězené (proudové) zpracování instrukcí (Pipelining)
Slouží k urychlení vykonání instrukcí. Proces
zpracování instrukce mikroprocesorem lze rozdělit
do několika fází a nazývá se operačním nebo
instrukčním cyklem:
Fetch – získává z paměti programovou instrukci
nebo data;
Decode – překládá instrukci do mikroinstrukcí;
Execute – uskutečňuje příkazy;
Store – zapíše výsledek do paměti.
Machine Cycle (without pipelining)
Machine Cycle (with pipelining)
Instruction 1
Instruction 2
Instruction 3
Instruction 4
31
μP využívající pipelining zpracovává více instrukcí najednou. Zatímco první instrukce
prochází jednotlivými fázemi, začínají se zpracovávat další.
Hyperthreading (HT)
Snaží se využít čas, kdy výpočetní obvody procesoru musí čekat, např. než se z
operační paměti načtou potřebná data.
Zdvojením jednotek uchovávajících aktuální stav jednoho výpočetního procesu (registry) lze
v pauze přepnout a μP nechat řešit mikroinstrukci jiného programu.
Výkonový zisk se pohybuje okolo 30%, vlákna programu je možno přepnout během jednoho
taktu hodin. Všechny ostatní prostředky procesoru, jako jsou výpočetní jednotky, nebo paměť
L2 cache, jsou sdílené.
Procesory s více jádry
Čipy mají integrovanou více jak jednu procesorovou jednotku. Oproti počítači s více
μP, je toto řešení levnější a má nižší spotřebu el. energie. V současnosti se začínají používat
osmijádrové procesory (2,5 miliardy tranzistorů, 12 MB sdílené L2 cache, 3,2 GHz). Použití
především pro systémy CAD, 3D grafiku, střih videa, hry…
Napájecí napětí μP
Je nutno přesně dodržet (přehřátí), bývá v rozmezí 1,1 až 3,3 V.
Chlazení μP
Teplotu mikroprocesoru u PC je nutné snížit chlazením (lze tak zvýšit frekvenci a tím
výkon). Používají se chladiče ofukované ventilátorkem.
Umístění μP
Mikroprocesor má většinou čtverci podobný tvar a leží naplocho na základní desce.
Většinou je umístěn do patice - „Socket“ pro zasouvání „nulovou silou“ (sepnutím páčky se
μP připevní ke kontaktům
patice).
Kompatibilita a
záměnnost μP
Chceme-li zrychlit
počítač výměnou
mikroprocesoru, musíme mít
jistotu, že nový mikroprocesor je
kompatibilní se základní deskou
počítače (sokl, BIOS, frekvence,
chipset ...).
Doplň za
domácí úkol!!
Postupné vylepšování mikroprocesorů Intel
vnitřní šířka dat [b]
šíř. dat.sběrnice [b]
šíř. adr. sběrnice [b]
frekvence μP až [MHz]
frekv. ext. sběrnice[MHz]
adres. paměť. prostor [MB]
exter. cache L2 [MB]
inter. cache L1 [KB]
rok zavedení
počet tranzistorů
pozn.
8088
80286
80386DX
80486DX
Pentium
16
8
20
4,77
16
16
20
12
32
32
32
50
1
---
1
---
1979
29000
1982
130tis
4000
ext.
8
1985
280tis
32
32
32
100
33
4000
ext.
8
1989
1,2mil.
64
64
32
200
66
4000
ext.
2X8
1992
3,1mil.
Pentium
Pro
64
64
32
200
66
4000
ext až 1
2X8
1995
5,5mil.
32
Pentium
II
64
64
32
450
100
4000
int.0,512
2X16
1997
7,5mil
3D
Pentium
III
64
64
32
1000
133
0,256
1998
28mil
MMX2
Pentium
4
64
64
32
1,4-3,2G
800
4000
1
16
2000
42mil
SSE2
Itanium
64
64
64
2
400
512G!!!!!
1
32; L3:6M
2003
325mil
2009
Intel dále vyrábí levnější a jednodušší μP Celeron
Další firmy:
AMD - AMD K5, K6, K7 Athlon, Duron..., K8 64bit: Athlon X2, 2,1GHz, Opteron
2419 EE – šestijádrový, ekonomický (>40 W).
Současným trendem je výroba více jádrových mikroprocesorů a snižování jejich
spotřeby.
57. Napiš, jaký typ μP má PC, se kterým pracuješ.
58. Napiš, s jakou vnitřní a vnější frekvencí pracuje tvůj počítač.
59. Napiš, proč se používají paměti cache.
60. Napiš, proč je nutno μP chladit.
61. Napiš, jak se liší 32 a 64bitový procesor.
62. Napiš, co jsou operace s pevnou a pohyblivou řádovou čárkou a které jednotky mikroprocesoru je
zpracovávají.
63. Napiš, co instrukční sada mikroprocesoru.
64. Napiš, jak lze urychlit práci mikroprocesoru.
65. Nakresli graf závislosti počtu tranzistorů mikroprocesoru na roku jeho výroby.
33
Komunikace mikroprocesoru s okolím
Mikroprocesor (CPU)
komunikuje s okolím prostřednictvím
chipsetu. Ten se dělí na severní a jižní
most (North a South Bridge).
Sběrnice mezi μP a severním
mostem se nazývá FSB (Front Side
Bus). Severní most zajišťuje rychlý
přístup μP do operační paměti
(Memory) a rychlou komunikaci
grafické karty (Graphics Adaptor)
prostřednictvím AGP sběrnice s μP a
operační pamětí.
Blokové schéma PC
Jižní most je připojen k severnímu mostu a k jeho druhé straně jsou připojeny všechny
zbývající sběrnice v PC, a přes příslušné řadiče (Controller (Ctrlr)) i jednotlivá zařízení
(klávesnice, diskové jednotky…) a porty (COM, LPT, USB, FireWire…).
Počítačové sběrnice
1
0
1
1
1
0
1
1
paralelní přenos
dat
Sériová a paralelní sběrnice
Při paralelním přenosu informace jsou
LPT
všechny bity slova přenášeny současně po
sériový přenos dat
10111011
paralelní sběrnici (více vodičů, kratší
PS2
doba);
Sériový a paralelní přenos dat
U sériového proudí bity slova jeden za
druhým po sériové sběrnici (méně vodičů, delší doba přenosu informace).
Mouse
Parametry sběrnicí
Sběrnice je vždy určena pro určité zařízení. Tím je dána šířka datové a adresové části
sběrnice a její rychlost;
Rychlost přenášených dat určuje řídící frekvence, v jejímž taktu pulzují sběrnicí data.
Jednotlivé sběrnice (včetně μP) mají frekvenci odvozenou od frekvence sběrnice FSB;
Počet přenášených bitů v jednom taktu určuje typ a šířku sběrnice:
o 1 – sériová sběrnice,
o 8, 16, 32, 64 – paralelní sběrnice;
Množství přenesených dat – přenosová rychlost, je dána šířkou datové části sběrnice
a frekvencí sběrnice (133 MB/s = (32 b / 8 b) × 33,3 MHz; uvažujeme 32 bitovou
sběrnici, 1 B = 8 b a frekvenci sběrnice 33 MHz. Ve skutečnosti bude propustnost
nižší o časy potřebné pro synchronizaci atd.)
Frekvence systémové sběrnice FSB (má obvykle 64 b) může být až 800 MHz,
Memory Bus pracuje se stejnou frekvencí a nebo vyšší.
Frekvence sběrnice propojující severní most s jižním, stejně jako ostatních sběrnicí, bývá
zlomkem frekvence FSB. Pro 800 MHz na FSB bude typicky dvoutřetinová, tj. 533 MHz.
Pro větší propustnost mezi severním a jižním mostem se nyní oba mosty slučují do jednoho
čipu. Sběrnice, která je propojuje, může mít frekvenci až 1,2 GHz.
34
Rozšiřovací (I/O Input/Output) sběrnice
Prostřednictvím nich se k PC připojují další zařízení (modem, zvuková karta…).
Konektory (sloty) rozšiřovací sběrnice jsou umístěny na MB.
Typy rozšiřujících sběrnic

ISA (Industry Standard Architecture) - od μP
i286, má 16 bitů pro data a 24 pro adresování
paměti, pomalá (8 MHz), v nových MB není;
PCI (Peripheral Component Interconnect) - od
i486, 64 bitů, 33 MHz, používá technologii
„Plug-and-Play“ (PnP - umožňuje
automatickou konfiguraci desky a periferie);
AGP (Accelerated Graphics Port) - od Pentia II
a K6 a Win9x, u AGP 8× je propustnost více
Sloty PCI Express (černé), delší je pro
jak 2GB/s a frekvence 528 MHz;
kartu (co nejblíže Nord
PCI Express je sériová s frekvencí až 2,5 GHz, grafickou
Bridge), kratší je pro přídavnou kartu
to odpovídá propustnosti asi 8 GB/s v šíři
32 bitů (plánuje se až 32 GB/s). Označení PCI-E ×1 znamená použití jednoho
přenosového kanálu se čtyřmi vodiči. PCI-Express ×16 nahrazuje AGP sběrnici. Má
16 přenosových kanálů po čtyřech vodičích.
Běžné obsazení a priority IRQ:
Komunikace mikroprocesoru s I/O
zařízeními
Obsluha přerušením IRQ (Interrupt Request
Levels)
Při přerušení je μP vytržen z práce
zařízením, které si žádá obsluhu (např. stiskem
klávesy). Vyvolané přerušení spustí program
uložený na určité adrese v paměti, pro jeho
zpracování je určen spec. obvod - řadič přerušení.
Po zpracování přerušení se μP vrátí ke své předchozí
činnosti.
IRQ
Použití
0
Systémový timer (základní deska)
1
Řadič klávesnice
2
Propojení s IRQ 8 až 15 (řadič přerušení)
8
Hodiny reálného času (základní deska)
9
Volné nebo řadič SCSI, u základních desek PCI
10
volné
11
volné
12
Port myši PS2
13
Matematický koprocesor
14
Řadič pevného disku IDE1
15
Řadič pevného disku IDE2
3
COM2
4
COM1
Zdrojů žádajících o přerušení je více - mají
6
Řadič disketových jednotek
své kanály IRQ0 až IRQ7 a k IRQ2 jsou připojeny
7
Paralelní port LPT1
IRQ8 až IRQ15. Nejvyšší prioritu má IRQ0 (priorita
je důležitá při současném požadavku o přerušení od více komponent, jinak by došlo ke kolizi
a pádu OS).
5
LPT2 nebo volné
Při osazení nové komponenty do PC jí musíme přiřadit volný kanál IRQ - obvykle 9,
10, 11, 12, 13, 15 (záleží na konkrétním PC), obvykle to zařídí PnP.
Způsob přiřazování IRQ je v dokumentaci k MB.
35
Komunikace pomocí kanálu přímého přístupu do paměti DMA
Každému zařízení je přeřazen jiný kanál DMA:
kanál DMA
Použití
0
Volný
1
Volný
2
Řadič disketových jednotek
3
Řadič pevného disku nebo paralelní port (IEEE 1284)
4
Kaskádní propojení
5
Druhý kanál řadiče EIDE
6
Volný
7
Řadič pevného disku
DMA (Direct Memory Access)je
režim, v němž jsou relativně rychle
přenášena data mezi operační pamětí a
periferií. Mikroprocesor pouze vyvolá
přenos dat a pak jeho řízení přenechá
řadiči DMA (μP se zatím věnuje jiné
činnosti). Dvě zařízení nesmějí používat
stejný kanál DMA (viz tabulka).
Volné kanály IRQ a DMA
Volné kanály ve Win zjistíme: ↓Start
↓Nastavení ↓Ovládací panely ↓↓Sytém →kartu
(Hardware) a ↓Správce zařízení. Správce zařízení
lze pomocí menu Zobrazit zobrazit podle typu
nebo dle připojení. Vybereme ↓Prostředky podle
typu a k dispozici je přehled obsazení IRQ a DMA
jednotlivými zařízeními. (Vybereme-li konkrétní
zařízení a ↓Vlastnosti →Obecné je uveden Stav
zařízení - pracuje správně, konflikt....).
Rozhraní PC (interface)
Slouží pro připojování jednotek a periferií
(tiskárna, myš, modem...) k PC pomocí konektorů
spojených se sběrnicí.
Centronics 36-Pin (to Printer)
Paralelní rozhraní Centronics (ozn. LPT
či PRN) – používá 25pól. konektor s dutinkami
(samici) Canon na skříni a 36pól. Centronics u
tiskárny. Rychlost je 1,5 Mb/s.
Sériové rozhraní RS 232 (COM)používá Canon buď 9pól. nebo 25pól. s kolíčky
(samce). Přestávají se používat pro malou rychlost
(115,2 Kb/s).
Blok konektorů na zadní straně MB
Konektory PS/2 – kulaté pro připojení klávesnice a myši.
PCMCIA (Personal Computer Memory Card
Association) – standard pro připojování periferií (faxmodem,
HDD, paměti SRAM... )
velikosti kreditky
k notebookům.
PC – karta zdokonalená
PCMCIA.
Universální sériová
sběrnice USB (Universal Serial
Bus) (od Win 98) - od
konektoru USB v PC vede jediný kabel postupně ke všem
PC – karta v notebooku
USB
36
zařízením buď přímo (větvení probíhá v některé periferii), nebo prostřednictvím rozbočovače
(HUBu).
USB podporuje Plug and Play, ve verzi 2.0 má přenos. rychlost 480 Mb/s, možnost připojení
až 127 zařízení a připojení zařízení za chodu PC, možnost napájet prostřednictvím USB
některé periferie (5 V), podporuje power management (automatické „uspání“ momentálně
nepracujících zařízení).
USB je velmi rozšířené.
SCSI (Small Computer Systems
Interface) – lze připojit až 7 (15) zařízení
(HDD, skener...). Přenosová rychlost od 20
do 320 MB/s dle typu.
Konektory pro kabely SCSI
IEEE 1394 (FireWire) – sériové, vyvinuté pro
zařízení s vysokou přenosovou rychlostí (digit.
videokamery), používá se též pro HDD, skenery..., lze
připojit až 63 zařízení, podporuje PnP, lze propojit až 1023
sběrnicí – tím vznikne síť WireFire; uvažovaná rychlost až
3,2 GB/s.
IEEE 1394
66. Napiš, co je FSB a s jakou frekvencí může pracovat.
67. Napiš, jaké typy sběrnicí používá PC, se kterým pracuješ.
68. Napiš, proč se používá přerušení IRQ.
69. Napiš, co je DMA
70. Napiš, jaké výhody a nevýhody mají sériový a paralelní přenos informací.
71. Napiš, jak pracuje sérioparalelní přenos informací.
72. Napiš, jaká rozhraní má PC, se kterým pracuješ.
73. Seřaď porty podle rychlosti.
37
Paměti PC
Paměti jsou soustavy buněk schopných zapamatovat
si informaci. Slouží k uložení dat a programů.
1
1
1
1
KB
MB
GB
TB
210
220
230
240
1024bytů
1 048 576
1 073 741 824
1 099 511 627 776
Důležité parametry paměti

Kapacita paměti - základní jednotkou je bit
(místo k uložení jedné dvojkové číslice (0 nebo
1)), pro vyjádření používáme větší jednotky - byte
(1byte = 8 bitů) atd. Viz tabulka;
Vybavovací doba paměti - rychlost (v ns až
min.), s jakou paměť zapíše nebo vyhledá
mikroprocesorem zadaná data;
Zachování zapsané informace při přerušení
Organizace paměti
napájení - u volatilních (krátkodobých,
energeticky závislých) pamětí obsah s výpadkem
napájecího napětí mizí, u nonvolatilních (dlouhodobých, energeticky nezávislých)
zůstává zachován;
Lze-li do paměti i zapisovat, nebo z ní lze jen číst.
Polovodičové paměti PC
Nejdůležitější typy volatilních
pamětí
Polovodičové paměti
RWM - (Read
Write Memory)
-volatilní
(energeticky
závislé)
SRAM
(Static
Random
Access
Memory)
DRAM
(Dynamic
Random
Access
Memory)
ROM - (Read
Only Memory)
-non-volatilní
(energeticky
nezávislé)
ROM lze jen číst,
programuje
výrobce
Rozdělení polovodičových pamětí

PROM lze jen číst,
programuje
uživatel
Flash - EPROM
lze uživatelsky
opakovaně
přeprogramovávat i číst
ROM a PROM
(Programmable ROM) – lze
z nich jen číst, data do nich
vypálí výrobce nebo sám
uživatel, nejdou
přeprogramovat;
Flash EPROM – data lze
elektrickými impulsy opakovaně přepisovat. Používá se pro BIOS.
Nevolatilní, energeticky závislé paměti, lze do nich neomezeně opakovaně zapisovat i číst
Pozn.: RAM –Random Access Memory – z hlediska adresování lze číst i zapisovat z/do libovolných buněk.
Jednodušší adresování mají paměti, u kterých se soubory musí číst v pořadí tak, jak byly zaznamenány –
např. vyrovnávací u disků (LIFO, FIFO).
SRAM (Statická RAM) - paměť. buňky jsou tvořeny bistabilním klopným obvodem
(elektronický obvod nabývající stavů 0 nebo 1 – (viz Elektronika)). Přístupová doba
1 ns a více, buňka je složitá a paměť je drahá.
CMOS-RAM (Complementary Metal Oxide Silicon) - je vyrobena technologií CMOS
(Elektronika), má proto velmi malou vlastní spotřebu el. energie, je pomalá;
DRAM (Dynamická RAM) - paměť. buňky jsou tvořeny miniaturními kondenzátorky
(v nabitém stavu představují jedničku, ve vybitém nulu), kondenzátorky se rychle
samovolně vybíjejí - je třeba je periodicky dobíjet (refresh po10 ms). Tyto paměti jsou
jednodušší a levnější než SRAM, ale pomalejší (přístupová doba 3 ns a více).
38
Operační (hlavní, vnitřní, main) paměť
Velikost operační paměti v PC bývá 256 MB až 1 GB. Používá modulů s paměťovými
buňkami DRAM zasunutých v paměťových bancích MB. Typy modulů operační paměti jsou:

SIMM (Single Inline Memory Module) – jen v historických PC, používané 72pinové
moduly mají max. kapacitu 64 MB, 32 bitovou šířku a musejí se do banků (konektorů)
MB vkládat v párech (64 b), jejich přístupová doba je 50 ns a více;

DIMM (Dual Inline Memory Module) - jsou 168 pinové (počet vývodů k zasunutí do
konektoru) a 64bitové, jsou určeny pro sběrnice pracující rychlostí (66), 100 nebo
133 MHz, napájení je 3,3 V, zastaralé;

DDR – mají dvojnásobnou rychlost oproti
DIMM. Varianta DDR pracuje s frekvencí
až 400 MHz, DDR2 800 MHz, DDR3, (4) se
používají v grafických kartách, můžeme se
s nimi setkat na nejnovějších MB. Moduly jsou podobné DIMM, napájení mají 1,5 až
2,4 V, pracují až s frekvencí 2 GHz;

RIMM pro Pentium 4, RDRAM (Rambus
DRAM) - paměti schopné pracovat na
frekvenci až 1 GHz, dnes nepoužívané.
Rozšíření operační paměti - zrychlení PC
- vždy nejprve prostudovat dokumentaci k MB, musí se používat paměť. modulů jednoho
typu, stejného výrobce, často stejné kapacity, někdy je třeba konfigurovat MB, Setup...
Registry a cache paměti (jsou integrované v mikroprocesoru)
Používají paměťových buněk typu SRAM.

Nejrychlejší a s nejmenší kapacitou jsou registry, sloužící jako odkládací paměti
procesoru;

Cache L1 (Level 1, primární) - mají kapacitu jednotky KB a slouží k vyrovnání
rychlosti velmi výkonných procesorů a pomalejších L2 cache pamětí;

Cache L2 (Level 2, sekundární) – urychluje načítání dat a instrukcí z hlavní paměti,
má kapacitu až 1 MB.
BIOS
Používá paměťových buněk typu Flash EPROM, kapacitu má stovky KB. Obsahuje
základní programy nezbytné pro otestování a nastavení počítače po zapnutí a instrukce pro
zavedení operačního systému. Tato paměť je pomalá, proto se programy potřebné pro provoz
PC kopírují při startu PC do podstatně rychlejší hlavní paměti.
Upgrade BIOSu – přepsání programu BIOSu novější verzí, slouží pro vylepšení vlastností PC
a možnost užití novějších jednotek.
Setup BIOSu používá buněk typu CMOS RAM pro zápis parametrů disků, frekvencí,
spotřeby… Je napájen z baterie na MB (obdobně jako hodiny).
74. Napiš, k čemu slouží hlavní paměť PC.
75. Napiš, jakou velikost paměti má PC, se kterým pracuješ.
76. Napiš, jak se liší paměť RAM a Flash EPROM, a kde se tyto paměti v PC používají.
39
77. Srovnej polovodičové paměti používané v PC vzestupně dle rychlosti a dle kapacity.
78. Napiš, proč se v PC používá baterie.
40
Non-volatilní paměti – Magnetické paměti a mechaniky
Data a programy bývají skladovány na magnetických discích - v tzv. vnějších
magnetických pamětech (vnitřní paměť má
podstatně menší kapacitu, je drahá a při vypnutí
PC se maže).
Data, se kterými se má manipulovat, a
programy, které se mají provozovat, jsou podle
potřeby z vnější paměti načtena do vnitřní,
zpracována a uložena zpět.
Pevný disk (harddisk, HDD, HD)
HDD je tvořen několika disky (talíři) o ø
2,5” až 5.25”, které jsou umístěny nad sebou a
uloženy ve vzduchotěsné a prachotěsné schránce.
Každý talíř pevného disku má horní a dolní
plochu (plotnu) s magnetickou vrstvou z tvrdého
feromagnetika, do níž se zapisují data.
Každá plotna má svoji čtecí/zapisovací hlavičku připevněnou na pohyblivém raménku.
Hlavičky se vznáší ve vzduchových polštářích vznikajících rotujícími disky (aerodynamický
vztlak) několik µm nad jejich plotnami – proto prachotěsná schránka a !!!!citlivost na
otřesy!!!!.
HDD s řadičem
Raménka s
hlavičkami
Při vypnutí disku zajistí mechanika
Plotny
zaparkování hlaviček ve vymezené
pevného disku
oblasti – nemohou se tedy dotknout
plotny a poškodit ji.
Rozhraní (host adaptér) - u EIDE
integrován na MB, u SCSI (skazi)
přídavná PCI karta
k MB
Propojovací kabely
Řadič
Zápis a čtení dat
Pro zapsání dat na disk musí řadič
zprostředkovat vyslání proudu do elektromagnetu ve
čtecí/zapisovací hlavičce. Proud vyvolá místní
elektromagnetické pole, které zorientuje magnetické
částice na povrchu plotny – takto se vytvoří na rotující
plotně řada dipólů, které mají severní a jižní pól
podobně jako magnet.
Při čtení se snímá čtecí/zapisovací hlavičkou kolísání
hodnot magnetického pole dipólů rotujících ploten vzniklé napěťové impulsy (identické se zapisovacími)
se převádějí na dvojkové signály a dále zpracovávají
v PC.
Fyzická struktura disku
41
sektor
Řadič potřebuje znát přesnou geometrickou polohu
zapsaných dat. Proto si řadič při fyzickém formátování (low
format – formátuje výrobce) rozdělí povrchy ploten na stopy
(soustředné kružnice) a každou stopu navíc příčně na sektor –
cluster
ten je velký 512 B. Na začátek každé stopy a každého sektoru
(alokační
jednotka)
umístí řadič magnetickou značku (identifikátor). Při dnešních
kapacitách disků je na něm obrovské množství sektorů - proto
se při uživatelském (vysokém) formátování sdružují do clustrů (alokačních jednotek).
stopa
Logická struktura disku
Data ukládaná na disk se zapisují do stop a sektorů, které jsou na disku již magneticky
vytvořeny formátováním na nízké úrovni. Při logickém (uživatelském, vysokém, high)
formátování se vytváří tzv. logická struktura disku (souborový systém) – soustava tabulek
která umožňuje zorganizovat diskový prostor, tj. disk rozdělit, zapsat údaje na disk a pak je
přečíst…
V prostředí Windows se můžeme setkat s logickou strukturou FAT a NTFS:
FAT – používaná u starších systémů, Windows Vista na ni už nelze nainstalovat.
V současnosti se s ní setkáme nejčastěji u Flash disků, případně u disket;
NTFS – dnes standard.
MBR
Základní tabulkou, používanou FAT i NTFS je Master Boot Record (MBR). Je
umístěna v nultém sektoru a nulté stopě disku a skládá se ze zaváděcího záznamu a tabulky
oblastí.
Zaváděcí záznam (Boot Record) – krátký program, spouštěný BIOSem při startu
počítače. Zaváděcí záznam načte tabulku oblastí a najde aktivní oblast (ze které se
načte operační systém);
Tabulka oblastí (Partition table) – dělí disk na oblasti. (V každé oblasti může být
nahrán jiný operační systém, pomocí tzv. bootovacího manažeru, vybíráme, který
bude zaveden).
HDD 500 GB
MBR
Zaváděcí Tabulka
záznam oblastí
Oddíl 1 (~150GB)
Spouš
Složky a soubory
těcí
sektor
Oddíl 2 (~250GB)
Spouš
Složky a soubory
těcí
sektor
Oddíl 3 (~100GB)
Spouš
Složky a
těcí
soubory
sektor
Rozdělení HDD na tři oddíly
Logická struktura disku s tabulkou FAT (VFAT)
Systém FAT (File Allocation Table) se používal u MS DOS, byl založený na 16 bitové
tabulce FAT, dnes se s ním ve 12 bitové verzi můžeme případně setkat u disket.
VFAT má 32 bitovou tabulku a používal se od Windows 95, dnes u Flash disků.
Dělení disku se systémem DOS na oblasti
42
HDD 100 GB
Disk lze rozdělit na primární a rozšířenou (extended)
oblast (z primární se načítá systém), rozšířenou oblast je
Rozšířená oblast DOS
Primární oblast
možné dále dělit na další logické disky (viz obr.).
~60GB
DOS ~40 GB
C:
Oblasti se na disku vytvářely programem FDISK, formátování
programem FORMAT. Formátovat můžeme přímo operačním
~40 GB
~20 GB
systémem – např. u diskety: Tento počítač, ↓pravým tl. myši a
D:
E:
Naformátovat.
Při formátování je též založen Hlavní adresář (Kořenová složka, Root directory).
Typy FAT

Dvanáctibitová – u disket – umožňuje adresovat 212 (tj. 4096) clusterů a zabírá 6KB;
Šestnáctibitová – adresuje 216 (tj. 655534) clustrů a zabírá 128 KB. Lze adresovat max
2,1 GB disk (větší je nutno rozdělit na oblasti). Velikost clustru je dána kapacitou
disku: např. 2,1GB / 216 = 32 KB (soubor s jedním znakem zabere 32 KB).
Dnes se již nepoužívá;
Třicetidvoubitová (VFAT) – od Win98, užívá 232 (4 296 967 296) alokačních
jednotek, zvládá všechny velikosti HDD, a cluster vychází s menší velikostí (lepší
hospodaření s místem na HDD).
Princip FAT
σsani.doc
101H
program.exe 102H
dopis.doc
105H
hlavní adresář
(Root)
odkaz na další cluster souboru
0000
103H
104H
FFFF
107H
0000
FFFF
tabulka FAT
sektory
cluster
101H
102H
103H
104H
105H
106H
107H
čísla clusterů
H označuje šestnáctkovou soustavu ( )16
Každému políčku tabulky FAT odpovídá jeden cluster.
Jedním ze souborů v našem Rootu je „dopis.doc“, kromě názvu a dalších údajů je u
něj zapsáno i číslo clustru (105), ve kterém je zaznamenána první část souboru, v příslušném
políčku FAT je adresa clustru, kde tento soubor pokračuje (107) a v něm také končí - v jeho
FAT je koncová značka FFFF.
Soubor „psani.doc“ byl smazán - první písmeno jeho názvu je přepsáno zvláštním znakem a
obdobně jeho odkazy ve FAT jsou vynulovány, místo něj lze zapsat další soubor.
FFF7 ve FAT ozn. vadný cluster.
43
Logická struktura disku s tabulkou NTFS
Souborový systém NTFS (New Technology File Systém) byl vyvinut pro
Windows NT.
Oproti FAT má NTFS následující výhody:
větší spolehlivost;
zabudovanou kompresi;
formátování svazků o velikosti až 2 TB;
menší clustery;
propracovanější uživatelská práva…
Nevýhody:
Svazky NTFS nejsou přístupné z operačních systémů založených na FAT, tj. DOS,
Windows 95 až ME.
Linux umí NTFS číst, ale neumí do něj zapisovat.
Organizace NTFS
NTFS umí pracovat s clustery o velikosti 512 B do 64 KB (obvykle se používají
4 KB). Organizace dat v clusterech je zaznamenána v několika souborech – nazývají se
metasoubory. Nejvýznamnější z nich je MFT.
MFT (Master File Table)
MFT je tvořena jednotlivými záznamy o délce 1 KB, každý z nich popisuje uložení
jedné složky či souboru na disku podobně jako alokační tabulka v souborovém systému FAT.
MFT
Prostor
pro růst
MFT
Prostor pro složky a soubory
(88% diskového prostoru)
Zjednodušené uspořádání disku NTFS
Uspořádání disku s NTFS
Základní disk je možné rozdělit na max. čtyři nezávislé primární oddíly. V každém
oddílu může být nahrán jiný operační systém. Dále je možné v oddílu vytvářet rozšířené
oddíly, které lze dělit na segmenty. Každý segment má pak vlastní logické jméno (D:, E:, …).
Rozdělení disku na oddíly a jejich formátování je zahrnuto do instalace Windows XP
(Vista). Během instalace použije instalační program volný prostor disku, automaticky zde
založí základní oddíl a zformátuje ho.
44
Správa disků v Windows XP (Vista)
Rozdělení základního disku, připojení a rozdělení dalších můžeme provést např.:
Start > Ovládací panely > Nástroje pro správu > Správa počítače > Správa disků.
Možné uspořádání je na následujícím obr.
45
Řadiče pevných disků
Dělí si plochu disku na číslované stopy a sektory;
Organizují zápis a čtení dat;
Ve spolupráci se sběrnicí zajišťují přenos dat mezi diskem a μP.
V současné době se používají řadiče EIDE, Serial ATA a SCSI a podle nich se HDD
též často nazývají.
slave
CD-ROM
slave
ZIP
master
napájení
master
HDD2
HDD1
Sekundární
linka
Primární
linka
Základní
deska
Sloty
integrovaného
rozhraní
K EIDE (Enhanced Integrated
Drive Electronics) lze připojit max. 4
zařízení (HDD, CD-ROM ... jednotky),
max. přenosová rychlost (s rozhraním
Ultra ATA 100) je 100 MB/s, max. délka
připoj. kabelu je 0,6m.
U SCSI je třeba přídavná karta
(host adapter), připojit lze až 15 interních
či externích zařízení, přenos. rychlost až
320 MB/s, max. délka připojovacího
kabelu je 6 m.
Připojení disků EIDE
Dnes se používá rozhraní Serial ATA a nověji
Serial ATA 2.
Max. přenosová rychlost u verze SATA III je 800 MB/s.
Konektor EIDE a SATA
Připojení SATA zařízení (HDD, DVD…) k řadiči na MB
(či přídavné kartě) je sedmivodičovým, až 1 dlouhým kablíkem. Jedná se o sériový přenos,
každé zařízení je připojeno přímo k řadiči (odpadá master – slave). Podporuje tzv.
Hot-Plug-In, tj. připojování zařízení i za chodu počítače.
Parametry HDD
Kapacita až 1 000 GB.
Přístupová doba (doba vyhledání/zapsání dat) je asi 3 – 10 ms.
Teoretické přenosové rychlosti u diskových rozhraní jsou u Ultra ATA/100 100 MB/s,
u Serial ATA 800 MB/s, u Ultra320 SCSI 320 MB/s.
Otáčky (5400), 7200 až 15000 ot/min.
46
SSD
Solid State Drive (Disk) disky jsou paměťová média
sloužící jako náhrada za pevný disk HDD zejména v
mobilních počítačích. Od HDD se liší způsobem uchování dat
64 GB SSD
s rozměry 1,8“
– namísto čtecích hlav a rotujících ploten v nich najdeme
od Samsungu
flash paměť. Stejně jako
u HDD tedy nehrozí ztráta dat při výpadku napájení.
Výhody SSD:
Rychlost – SSD rychle startují (není potřeba
roztáčet plotny), mají rychlost čtení až
120 MB/s, zápisu až 100 MB/s. Počítač rychleji
bootuje, spouští aplikace…;
Spotřeba – 2 až 5 W, u HDD díky pohyblivým
součástím 5 až 15 W;
Spolehlivost – Jsou spolehlivější, neboť HDD
mají pohyblivé mechanické součásti, které se
opotřebovávají a hrozí zničení disku při
vibracích a vyšších teplotách;
Životnost – Nepřítomnost pohyblivých částí disku prodlužuje střední délku života
disku až na 2 000 000 hodin.
Nevýhody:
Vyšší cena.
79. Napiš, jaké parametry má HDD v PC, na kterém pracuješ?
80. Vysvětli, jak souvisí otáčky HDD s jeho kvalitou.
81. Vysvětli, pojmy „master“ a „slave“.
82. Napiš, co je vysoké a nízké formátování HDD a jak jsou prováděna.
83. Napiš, co jsou a jak se liší primární a rozšířená oblast HDD.
84. Vysvětli pojmy stopa, sektor a alokační jednotka.
85. Popiš uložení souboru „program.exe“, o jaký typ souboru jde?
86. Lze smazaný soubor obnovit? Když ano, jak?
87. Napiš, co víš o jménech souborů v adresářích a složkách PC.
47
Permanentní výměnné paměti
Mechanika pružného disku a pružný disk 3,5“ (disketa, Floppy Disk, FDD (FD Drive))
Disketa byla nejobvyklejším přenosným paměťovým médiem u PC. Její kapacita je
1,44 MB, její plotny jsou rozděleny do 80 stop a 18 sektorů s 512 B dat (80*18*512*2 =
1,44 MB). FAT je dvanácti bitová.
Pružný disk má povrchy pokryty magnetickou záznamovou vrstvou, při záznamu či čtení je
hlava v kontaktu s mediem – to snižuje jeho životnost.
Až dvě mechaniky se připojují 34 pinovým konektorem a plochým kabelem k rozraní na MB
a používají řadič IDE (předchůdce EIDE).
Nevýhody FDD: omezená životnost, nízká kapacita, pomalý přenos dat.
V současnosti jsou FDD a vysokokapacitní magnetická výměnná media a
mechaniky ZIP, JAZ, LS-120 atd. nahrazeny polovodičovými pamětmi typu Flash.
Flash paměti
Polovodičové paměti Flash EPROM – data lze
elektrickými impulsy opakovaně přepisovat. Používají jako
výměnné medium pro přenášení dat. Kapacita je až desítky GB.
Magnetické páskové paměti
Záznam dat je prováděn na magnetický pásek
umístěný v plastové kazetě, stejně jako u klasické
magnetofonové kazety, ale páska má mnohem vyšší kvalitu,
proto se jim také někdy říká digitální kazety.
Používají se k zálohování dat serverů (oproti datovým médiím jako CD-R nebo DVDR poskytují pásky zaručenou životnost nejméně 10 let), kapacita pásku je až 1 TB, rychlost
desítky MB/s, přístupová doba je vysoká – až hodiny.
88. Napiš, k čemu slouží okénko u diskety.
89. Uveď důvody, proč jsou diskety a disketové mechaniky nahrazovány Flash pamětmi.
90. Napiš, kde se používají magnetické páskové paměti.
91. Uveď některý určitý typ páskové paměti (mechaniky i media).
48
Permanentní paměti - Optické disky a mechaniky
CD (Compact Disk) a mechanika CD
Standardy CD
Jsou popsány v tzv. barevných knihách. První Red Book byla normou pro záznam
zvuku a stanovila rychlost čtení na 150 KB/s. Poslední, tzv. White Book, definuje především
disky a mechaniky pro přehrávání filmů.
CD media
92. Nakresli CD-ROM s vyznačeným blokem
dat
Běžný CD má tloušťku 1,2 mm a průměr
120 mm. Jediná spirálová stopa začíná u středu
desky na průměru 50 mm, má stoupání
1,6 mikrometru a šířku 0,6 mikrometru.
Informace jsou ve stopě uloženy v blocích ve
formě malých prohlubní (nebo výstupků) s
hloubkou 0,1 μm nestejné délky, zvaných pity.
Ty jsou proloženy rovnými oblastmi – poli
(landy).
U zcela zaplněného CD je stopa dlouhá asi
6 km. Kapacita takovéhoto CD media je asi
700 MB.
Organizace dat na CD mediu
Soubory se na CD medium zapisují spirálově od středu v blocích, jejichž velikost je
dána velikostí uložených souborů. Každý blok má svoji synchronizační, adresovou, datovou a
opravnou část.
CD

CD-ROM - vyrábí se lisováním. Z matrice se otisknou pity a pole na vhodný nosič a
ten se zalije do plastového pouzdra. Životnost je omezena
CD-R pod mikroskopem
oxidací odrazivé vrstvy nosiče (stává se propustnou);
pit
CD-R (CD-Recordable) - umožňuje uživatelům kusově,
land
jednorázově, ukládat (vypalovat) data. Disk se skládá ze
dvou vrstev - spodní (většinou stříbrné) odrazivé, s vodící
drážkou pro laserový paprsek, a vrchní z organického
vodící drážky
barviva (většinou zelené) s plným pohlcením světla laseru
- do ní se propalují laserem otvory. Čtecí laserový
paprsek dopadající do otvoru se odráží od spodní
odrazivé vrstvy disku. V místě, kde není otvor propálen,
je pohlcován barvivem;
CD-RW (CD-ReWritable) - umožňují opakované
přepisování dat (až 105 krát). Zápis používá změn
fyzikálních struktur barviva. V místě, kde je pit, je
barvivo amorfní (nekrystalické) a paprsek je odrážen méně, než v místě, kde je pole tam je barvivo krystalické a odrazivé. Změnit strukturu barviva lze ohřátím na určité
teploty. (Menší rozdíly mezi intenzitami čtecího paprsku - vadí u starších mechanik.)
Medium - polykarbonátový disk s vodící drážkou, pokrytý záznamovou vrstvou spolu
s několika ochrannými izolačními vrstvami.
CD-mechaniky
Mechanismus otáčí diskem a
současně pohybuje laserovou hlavou
vedenou kolejničkami asi 1 mm nad
diskem.
49
93. Nakresli čelní stranu CD mechaniky s
popiskem
CD-ROM mechanika
Čtecí hlava zaměřuje laserový paprsek (vlnové délky
780 nm) procházející polopropustným hranolem přes soustavu
čoček na rotující disk. Pole odráží paprsek zpět, kdežto pity jej
rozptylují. Odražené laserové pulsy prochází čočkami zpět a jsou
hranolem nasměrovány na fotodiodu. Ta snímá přechody mezi pity
a poli a opačně jako elektrické impulsy a elektronika je vyhodnocuje
jako nuly a jedničky.
CD-RW mechanika

Tato mechanika používá tři různé výkony laseru:
Zapisovací výkon - je to nejvyšší laser. výkon k vytvoření
amorfního (absorpčního) stavu záznamové vrstvy (teplota asi 600 ºC);
Mazací výkon - střední výkon, taví záznamovou vrstvu a přeměňuje ji v krystalickou
(odrazivou), (teplota asi 200 ºC);
Čtecí výkon - nejnižší výkon neměnící stav záznamové vrstvy - jen pro čtení.
Připojení CD mechaniky k PC
Nejpoužívanější rozhraní je ATAPI (AT Attachment Packet Interface), které lze
připojit k EIDE (CD se nastavuje jako slave, HDD jako master). Pro ozvučení
multimediálních aplikací je nutné propojit CD mechaniku se zvukovou kartou.
Přístupová doba je menší než 80 ms, přenosová rychlost vychází ze základní rychlosti
150 KB/s, a násobí se koeficientem uvedeným
CD (DVD) mechanika
na CD mechanice XX x.
Zvukový kabel
Mechanika CD-RW mající v dokumentaci
Plochý
Napájení
kabel uvedeno 40/16/10 bude číst rychlostí
k EIDE Jumper
na MB MasterSlave
40 x 150 KB/s, vypalovat média CD-R 16x a
Zvuková karta
média CD-RW 10x.
DVD (Digital Versatile Disc (Digital Video Disk)) a mechanika DVD
DVD media
Rozměry DVD media i principy zápisu a čtení jsou shodné CD medii. Hustota zápisu
dat je ovšem podstatně vyšší.
Kapacita u jednoduchého DVD je 4,7 GB, dvouvrstvé
médium (DL – Dual Layer) umožňuje uložit 8,5 GB
dat. Oboustranné dvouvrstvé pak 17 GB.
Povrch CD (vlevo) a DVD vpravo
50
Organizace dat na CD mediu
Soubory se na DVD medium zapisují spirálově od středu jako u CD, u dvouvrstvých
DVD (druhá vrstva je pod polopropustnou první vrstvou) se nejprve zapisuje do první vrstvy,
na okraji media je laserový paprsek přeostřen na spodní druhou vrstvu a pokračuje v zápisu
opačným směrem (ke středu).
DVD

DVD-ROM - vyrábí se lisováním stejně jako CD-ROM;
DVD-R je používaný starší a DVD+R mladší formát DVD media pro jednorázový
zápis;
DVD-RW, DVD+RW a DVD-RAM – jsou formáty pro media umožňující opakované
přepisování dat;
Označení DVD media SS/SL … DS/DL (Single Sided/Single Layer …
DoubleSided/Dual Layer) umožňují jednostranný/oboustranný zápis do jedné/dvou
vrstev.
DVD mechanika
Rozdílnosti jednotlivých formátů DVD medií lze překonat kombinovanou
mechanikou, její připojení je obdobné jako u CD.
Nižší vlnová délka laseru 650 nm, než u CD mechaniky (780 nm), umožňuje lépe zaostřit
paprsek.
Základní datový tok (přenosová rychlost) je u DVD 1 350 MB/s, tedy asi devětkrát vyšší než
u CD. DVD 4x má tedy datový tok 1 350 x 4 = 5 400 MB/s.
Vysokokapacitní paměťová optická media
V současnosti se začínají používat vysokokapacitní media Blu-Ray s modrým laserem
(405 nm) a kapacitou až 60 GB.
94. Nakresli a popiš rozdíl mezi organizací dat na HDD a na CD-ROM.
95. Jakého typu a jakou přenosovou rychlost má CD a DVD mechanika PC, se kterým pracuješ?
96. Vysvětli, co znamená: „Je zajištěna kompatibilita mezi DVD a CD“.
97. Napiš, co znamenají zkratky CD - R, RW a ROM.
98. Nakresli, jak mohou být zapojeny jednotky HDD, CD a DVD v PC (uvažuj SATA, primární a
sekundární linku EIDE, Master a Slave).
99. Vypočti přenosové rychlosti u CD mechaniky s ozn. 52/24/12.
51
Zobrazovací soustava

Obraz PC vytváří pomocí dvou hlavních prvků:
Zobrazovacího adaptéru (grafické či video karty) tvořícího obraz;
Displeje (monitoru), který adaptérem vytvořený obraz zobrazí na své obrazovce.
Režimy práce zobrazovací soustavy

Textový - obrazovka je rozdělena na 80 sloupců a 25 řádků,
v každém políčku je možno zobrazit jeden znak, použití informace při startu PC a u velmi starých programů;
Grafický režim - na obrazovce je matice bodů. Rozsvícením
některých z nich lze nakreslit libovolný obrázek, text,
animaci...
Rozlišovací schopnost grafického režimu
Udává kolika body (pixely) je tvořen jeden řádek a
kolik řádků se vejde na obrazovku:
640 x 480, 800 x 600 - u starších PC;
1 024 x 768, 1 280 x 1 024 – dnešní standard;
1 600 x 1 280 a více - špička, pro DTP, CAD.
Doplňte barvy.
CRT monitor
Skládá se z obrazovky (velká elektronka) a jejich
podpůrných obvodů.
Elektronová tryska (žhavení, katoda, mřížky, anody)
emituje proud elektronů (mají záporný náboj) dopadajících
na stínítko obrazovky (poslední anoda s napětím několik kV)
pokryté luminoforem - materiálem, který se dopadem
elektronů rozzáří.
U barevného monitoru je každý světelný bod stínítka sestaven ze tří luminoforových teček
svítících červeně,
zeleně a modře
(RGB), právě na ně
dopadnou přes
zaostřující masku
tři paprsky
elektronů a jejich
intenzitou
dosáhneme
požadované barvy
bodu - (aditivní
míšení barev).
Rozteč bodů je
0,28 mm.
52
Řádkový a snímkový rozklad obrazovky
Polohu paprsku na stínítku
určují vychylovací cívky (ohýbají
zpětný
elektronový paprsek elektromagběh
netickým polem).
prvního
Obraz se začne malovat v horním
řádku
levém rohu obrazovky - namaluje se
první
řádek
první řádek (každý bod na řádku je
postupně ozářen - řádkové
(horizontální) vychylování). Pak se
snímkopaprsek z pravé strany přenese na levou
vý zpět(zpětný běh bez emise elektronů) a díky
ný běh
snímkovému (vertikálnímu)
vychylování (určuje polohu řádku na
stínítku) se začne malovat druhý řádek pod prvním atd. Po namalování nejspodnějšího řádku
snímkové vychylování přenese paprsek na horní řádek atd.
Obraz se tedy maluje postupně bod po bodu, díky setrvačnosti luminoforu a lidského oka
vidíme na obrazovce celistvý obraz.
(viz ELEKTRONIKA).
Parametry

Úhlopříčka 14”, 15”, 17”, 19”, 21”, 24”;
Vertikální vychylovací frekvence - alespoň 80 Hz (jinak bolí oči a hlava);
Ovládání monitoru (jas, kontrast, ↕, ↔ ...) digitální - přepínačem nastavujeme
jednotlivé hodnoty a ukládáme do paměti;
Šetření energie - spotřeba monitoru je asi 100 W, v intervalech mezi prací v režimu
Stand-by a Suspend (liší se vypínáním vychylování) se snižuje příkon na 25 W zotavovací doba je asi 4 s.;v režimu Off na 4 W zotavení je 12 s;
Nebezpečné záření (elmag., elstat., rentgenové) - především zadní stranou monitoru.
100. Popiš, jak se liší obrazovka u černobílého a barevného monitoru.
101. V jakých režimech pracují monitor s grafickou kartou?
102. S jakým rozlišením pracuje zobrazovací soustava PC, na kterém pracuješ? Vysvětli, co tyto údaje
znamenají.
103. Nakresli princip aditivního míšení barev RGB pastelkami.
53
LCD displeje (Liquid Crystal Display - displej z tekutých krystalů)
LCD panel je tvořen maticí buněk (pixelů), jejichž (částečným) rozsvícením se na
displeji „vytečkuje“ obrázek.
Buňky jsou založeny na průchodu polarizovaného světla soustavou tekutých krystalů, které se
díky elektrickému poli, vznikajícímu připojeným proměnným napětím natáčejí a ovlivňují
množství procházejícího světla.
Rozdělení LCD displejů z hlediska zdroje světla

Pasivní - negenerují světlo - obraz pozorujeme v dopadajícím světle proti reflexnímu
pozadí (digit. hodinky, mobilní telefony ...);
Aktivní - pod tekutými krystaly je vestavěný světelný zdroj (elektroluminiscenční
výbojka) - dnes standard pro PC.
Vrstvy LCD monitoru
Princip LCD monitoru
Ze světla fluorescenčního panelu je
horizontálním filtrem propuštěna pouze jeho
horizontální složka. Ta se v buňce tekutého krystalu
pootočí úměrně velikosti proudu, který je do buňky
zaveden (při max. proudu o 90°, při nulovém proudu
zůstává jen v horizontální rovině). Světelné paprsky
jsou dále vedeny do vertikálního filtru, který propustí
pouze vertikální složku světla. Intenzita světla
z buňky, kde došlo k polarizaci o 90° bude tedy
maximální a z buňky, kde světlo nebylo pootočeno, nulová.
U barevného displeje se mezi panel tekutých krystalů a vertikální filtr vkládá pro každou
buňku trojice RGB barevných filtrů
Pro rozlišení např. 1024 x 768 bodů je třeba 786 432 buněk, u barevného displeje, kde
je každá buňka ztrojena (RGB), je potřeba téměř 2,5 mil. buněk řízených tranzistorem.
Parametry

Úhlopříčky: 14.1“;15,1“, 17“, 19“,
21… s rozlišením u 17“ a 19“
1280 x 1024 x 85 Hz;
Nízká spotřeba el. energie;
Nemají škodlivé záření;
Nízká hmotnost;
Horší pozorovací úhel než CRT;
Jsou pomalejší než CRT;
Připojení ke grafické kartě
analogové i digitální;
Životnost asi 10 let.
Barevná buňka LCD monitoru
R
G
B
104. Vysvětli funkci světelných filtrů LCD
displeje.
105. Napiš, k čemu jsou třeba tekuté krystaly
v LCD monitoru.
106. Vypočti, kolik má buněk má 17“ monitor..
54
Zobrazovací adaptéry (grafické karty)
Grafická karta přebírá číslicová data z CPU a převádí je na analogový (spojitý)nebo
digitální (číslicový) videosignál, který odesílá do monitoru.
Blokové schéma grafické karty
ROM BIOS
Generátor znaků
Číslicově
analogový (D/A)
převodník
Grafický čip
od CPU
Videopaměť
Analog.
D-Sub
výstup
Digit. DVI
výst. pro
LCD
displej
Data z CPU určená k zobrazení se ukládají
do videopaměti a odtud si je odebírá grafický čip
(mikroprocesor grafické karty) a převádí je
na elektronický obraz.
Výstupní signál je buď na DVI (Digital Visual
Interface) konektoru pro napájení digitálního
vstupu LCD displeje, nebo je v číslicově
analogovém převodníku převeden na analogový
(spojitý) signál pro konektor D-Sub pro CRT nebo
LCD monitor.
Videopaměť
Používají se paměti typu DRAM a novější DDRAM, mají ale složitější organizaci než
u vnitřní paměti - je třeba, aby CPU
24 bitů
mohla data ukládat a současně
(16 mil. grafický čip si mohl data odebírat.
True color)
Minimální kapacita videopaměti 1 MB
2 MB
je dána rozlišovací schopností
4 MB
monitoru a počtem zobrazovaných
4 MB
barev.
6 MB
Minimální kapacita videopaměti
Rozlišení
4 bity
8 bitů
16 bitů
(16 barev) (256 barev) (64 tis. Hi color)
640*480
256 KB
512 KB
1 MB
800*600
512 KB
1 MB
1024*768
1 MB
2 MB
1280*1024
2 MB
4 MB
1600*1200
2 MB
4 MB
Generátor znaků
Je v něm zakódovaný tvar jednotlivých písmen. Standardně obsahuje znaky 32 až 127
ASCII, znaky národních abeced (128 až 255) se do něj načítají při startu PC z HDD.
ROM BIOS
Obsahuje BIOS grafické karty pro spolupráci s BIOSem MB, dále obsahuje standardní
znaky abecedy.
Číslicově /analogový (D/A) převodník (RAMDAC)
Převádí číslicové signály z grafického čipu na analogové (spojité) signály (napětí) pro
řízení zobrazovače. Pracuje s frekvencí až 500 MHz.
Dnešní LCD displeje jsou řízeny
Grafická karta
Signál od μP
přímo zpracovaným číslicovým
kontaktní pole pro
PEG konektor
signálem.
EEPROM
BIOS
Typy zobrazovacích adaptérů
Karty SVGA (Super Video
Graphic Array) – podporující nejvyšší
rozlišení při True color, jsou
u starších PC. Digitální data pro
RAMDAC u nich zpracovává
mikroprocesor PC.
VideoRAM
μP
grafický čip
s D/A
převodníkem
volné patice
pro další RAM
Digit. DVI konektor
LCD monitoru
Analog. D-Sub
konektor monitoru
konektory video vstup a výstup, pro TV tuner, dekodér MPEG
55
V současnosti se používají grafické akcelerátory, ty od mikroprocesoru PC požadují
pouze základní popis obrazu (např. souřadnice koncových bodů…) a mikroprocesor
grafického akcelerátoru si sám dopočítá a vykreslí zobrazovaný objekt.
3D grafický akcelerátor pro kvalitní přehrávání multimédií, DTP, CAD 3D… potřebuje
dostatek videopaměti (min. 32MB) a kvalitní grafický mikroprocesor (cena až desítky tisíc).
Rozhraní grafických karet
Do grafické karty je signál od
mikroprocesoru přiváděn prostřednictvím,
PCI Expres (u graf. karty označení PEG)
(viz předchozí), rozhraní AGP (4, 8x) se
v nových PC už nepoužívá. Výstupní
signál je z grafické karty do monitoru přiváděn analogově přes D-Sub konektor nebo digitálně
(pro většinu LCD) prostřednictvím DVI.
V současnosti se začíná používat výstup
HDMI.
HDMI
Rozhraní HDMI (High-Definition
Multimedia Interface) přenáší
nekomprimovaný obrazový i zvukový signál
(až osmi kanálový) v digitálním formátu.
Základem pro technologii HDMI je
Propojení zařízení pomocí HDMI switche (přepínače)
počítačové rozhraní DVI.
HDMI je schopno přenášet standardní i HDTV (TV
s vysokým rozlišením) obrazový signál (tedy od
rozlišení 640 x 480 bodů po 1920 x 1080) a zvukový
signál jak komprimovaný, tak i nekomprimovaný.
Výstupy grafické karty zleva: Video out,
HDMI, DVI-I dual link (digital + analog)
Konektor HDMI typu A má 19 pinů a je zpětně
kompatibilní s rozhraním Single-link DVI
(používaný v PC (jeden kanál, max rozlišení 1920 x 1200)), kabel tak
může přenášet videosignál s rozlišením HDTV, zvuk se ale musí
přenášet jinou cestou.
Konektor typu B má 29 pinů je zpětně kompatibilní s Dual-link DVI (dva
HDMI konektor 19 pin
kanály, až 2560 x 1600), přenáší audio i video signál.
Výrobci grafických karet
Nejznámější výrobci grafických karet: ATI, nVidia ...
107. Napiš, jaké programy požadují nejlepší grafické karty a proč.
108. Vysvětli, jaký je vztah mezi videopamětí, rozlišením a barevnou hloubkou obrazu.
109. Nakresli, jak se bude měnit velikost startmenu při různém rozlišení.
56
Zvukový adaptér (sound card, zvuková karta)
Zvuková karta slouží k počítačovému zpracování zvuku, tj. k reprodukci zvuků, jako
vstupní zvukové médium, ke generování, mixování, úpravě zvuku a též jako vstup pro
joystick…

Zvuková karta se skládá ze tří částí:
Digitální část s převodníky A/Č a Č/A, převádějící analogový zvukový signál na
číslicový (při jeho vstupu do PC) a naopak číslicový signál na analogový (např. při
přehrávání zvuku do reproduktorů);
Zdroj zvuků (syntezátor) – na základě vstupního číslicového signálu generuje tóny a
zvuky jako zvukový doprovod aplikací …;
Rozhraní MIDI (Musical Instrument Digital Interface) pro elektronické hudební
nástroje (varhany, syntetizátory…).
Zapojení zvukové karty v PC
Centrální repro,
Subwoofer
CD-ROM
Přední
reproduktory
Digital
Audio kabel
DAT, MiniDisc
Dig./Anolog Out
Line Out
Zvuková
karta
Zesilovač
Rear Out
Line In
Mic In
MIDI/Game
Zesilovač
PCI
MIDI-Out
MIDI-In
Magnetofon
(jiný zdroj)
MIDI-In
MIDI-Out
Zadní
reproduktory
Mikrofon
Joystick
110. Napiš, jaká zařízení lze připojit ke zvukové kartě.
111. Napiš a nakresli, co je analogový a číslicový zvukový signál.
112. Mechanika CD (DVD) se audio kabelem propojuje se zvukovou kartou. Napiš proč.
57
Vstupní periferní vybavení PC
Klávesnice
Převádí
stisk klávesy na
elektrické vyjádření
příslušného znaku.
Slouží pro
komunikaci
uživatele s PC
(např. Esc...) a pro
vkládání vstupních
dat.
V současnosti se používá
klávesnice PS/2, s asi 101 klávesami, která se obvykle připojuje k řadiči klávesnice kulatým
konektorem PS/2. Jiné možnosti připojení jsou např. přes USB či radiovými vlnami.
Klávesy
Klávesy se nejčastěji používají kondenzátorové a nebo s mechanickým kontaktem. Viz obr.
Mechanická klávesa
Při stlačení klávesy se kontakty uložené pod
klávesou sepnou a projde jimi elektrický
proud. V klidu jsou kontakty odděleny.
Kondenzátorová klávesa
Při stlačení klávesy se díky změně dielektrika
změní kapacita kondenzátorku tvořeného
dvěma plochami, tím se změní jeho el. náboj a
tím i ním protékající proud.
Komunikace klávesnice s PC
Stlačení klávesy detekuje klávesnicový procesor a vyšle odpovídající číslo (tzv.
polohový kód, scan code) do zásobníku (bufferu) klávesnice a pak do řadiče klávesnice na
MB. Dále dojde k přerušení (IRQ klávesnice je 1) činnosti μP a ten pomocí driveru (ovladače,
zvláštního programu) přeloží kód podle tabulky kódů na odpovídající znaky.
Buffer se používá jako vyrovnávací paměť - to umožňuje psát rychleji, než procesor stíhá
jednotlivé údery zpracovávat, při zaplnění bufferu se ozve pípnutí.
58
Myš
Myš je jednoduché polohovací zařízení sloužící pro ovládání pohybu kurzoru a
objektů v graficky orientovaných aplikacích. Myš je vybavena několika tlačítky, jejichž
funkce je závislá na použitém SW - pomocí nich lze vybírat objekty, potvrzovat v menu ...
Principy myší

Kuličková elektromechanická myš - snímá
otáčení kuličky vyčnívající ze spodní části myši
Kulička
se při
a dotýkající se pracovní podložky. Zastaralá.
pohybu
myši
Pozn.: Při špatné funkci elektromechanické myši
otáčí
Kontakty
(při pohybu myší kurzor poskakuje), je třeba
tlačítka
vyjmout kuličku a očistit hřídelky kódovacích
Kódovací
kolečka
koleček od nečistoty;
transformují
Optická myš - v myši je zabudován signálový
rotaci os
na el.
procesor s kamerou, která snímá plochu pod
signály
myší asi 1500krát za sec. Procesor pak změny
Elektro
-nika
v obraze vyhodnotí a převede je na pohyb
myši
kurzoru na obrazovce. Plochu pod sebou si myš
osvětluje LED diodou, tato plocha nesmí být
odrazivá a hladká.
Optické myši jsou spolehlivější a přesnější než
myši elektromechanické;
Laserová myš – využívá laserového paprsku, je
nejpřesnější, nevadí jí i hladké a odrazivé povrchy.
Kuličková elektromechanická myš
Připojení myší
Myši obvykle připojujeme k řadiči klávesnice kulatým konektorem PS/2. Jiné
možnosti připojení jsou např. přes USB či bezdrátově radiovými vlnami.
Trackball
Prsty ovládáme otočnou kuličku. Systém je stejný jako u
elektromechanické či optické myši (myš na zádech).
Tlaková podložka (touchpad)
Touchpad je destička, po níž pohybujeme prstem,
tlakem dojde ke kontaktu dvou sítí vodičů v destičce - pohyb
prstu se tak převádí na pohyb kurzoru na displeji. Na klepnutí
prstem reaguje podobně jako tlačítko myši.
Použití - pro notebooky...
Joystick
Pákový ovladač; pákou ovládáme potenciometry (proměnné
odpory) pro určení polohy páky ve dvou směrech, má různé počty tlačítek.
Používá se ke snazšímu ovládání her, odtud se rozšířil i pro ovládání
zařízení řízených počítačem (Queen Mary II).
59
Tablet
Podložka tvořená mřížkou vodičů, která přijímá signál
vyslaný perem. Tloušťku kreslené čáry lze řídit tlakem na hrot pera.
Je podstatně přesnější než myš. Použití např. v grafice,
v technickém kreslení (AutoCAD)...
113. Napiš, k čemu slouží klávesy Tab, Caps Lock, Shift, Ctrl, Alt, Delete,
Insert, Enter, F1, ←, End, Home, Page Up, Page Down, Print Screen, Scroll Lock, Pause Break,
Num Lock, Esc.
114. Popiš, co se v PC děje po stlačení klávesy na klávesnici.
115. Napiš, jaké jsou obvyklé funkce tlačítek myši?
116. Musí se u myši používat podložka?
117. V jakých aplikacích se používá tablet a proč?
60
Skener (Scanner)
Skener je optoelektronické zařízení, sloužící k digitalizaci dokumentů. Snímá předlohu
(fotografii, obrázek, psaný dokument...) a převádí ji do digitálního souboru, který můžeme
uložit na disk PC, zobrazit na obrazovce, vytisknout…
Konverzi nasnímaného tištěného textu (v grafické podobě (např. .bmp)) na textový (např.
.doc) soubor - tzv. optické rozpoznání písmen – OCR, umožňují příslušné aplikace (např.
Rekognita).
Rozdělení skenerů podle způsobu snímání
Tužkové - umožňují skenovat jednořádkové texty a čárový
kód, překládat je a přenášet (radiovými vlnami či
infraportem) do textového dokumentu v PC;
Protahovací skenery – do vstupního zásobníku vložíme
papír a ten je protažen snímacím mechanismem (jako u
faxu). Výhodou jsou malé nároky na místo na stole a
nevýhodou je nemožnost skenování z časopisu či knihy;
Stolní - jsou přijatelné i pro
profesionální práci – kopírování,
faxování a další kancelářské využití;
Bubnové - předloha je nalepena na
rotující válec (1 600 ot/min.) a snímána
podélně se posouvajícím čidlem. Volbou
rychlosti posuvu čidla vůči rotujícímu
válci lze nastavit rozlišení až 5 000 dpi.
Bubnové skenery jsou vhodné pro
profesionální použití, grafická studia...,
Bubnový skener
dosahují vynikajících výsledků
(samozřejmě za odpovídající cenu).
Tužkový skener
Protahovací
skener (max A4)
Stolní skener
Princip snímání předlohy
Podél předlohy se pohybuje snímací hlava, která předlohu osvětluje výbojkou. Světlo
je odráženo předlohou zpět k hlavě (tmavší části předlohy odrážejí méně světla) a tam je
v řádce umístěnými senzory CCD (Charge Coupled Device - polovodič s nábojovou vazbou)
převáděno na elektrické signály. Tyto signály
světlocitlivý
jsou převáděny v analogově číslicovém
prvek CCD
(fotonásobič)
převodníku
na číslicové a odesílány do PC.
zdroj
světla
Jiné uspořádání má bubnový skener, kde se
pohybuje jak předloha, tak i skenovací hlava.
Čidlem je fotonásobič - extrémně světlocitlivá elektronka.
Při barevném
Zjednodušené schéma fungování skeneru
snímání se
používá bílé světlo výbojky a jeho odraz je pak rozkládán
optickým hranolem na RGB složky.
Počítač data zpracuje a ukládá je ve formátu, s kterým umí
pracovat grafické editory.
61
Parametry skeneru
Optické rozlišení (vodorovné) – závisí na počtu prvků v snímací hlavě (obvykle CCD
matice);
Mechanické rozlišení (svislé) – závisí na počtu kroků, které může udělat krokový
motor pohybující snímací hlavou podél předlohy. (Krokový motor je napájený
proudovými impulsy, jednomu proudovému impulsu odpovídá pootočení rotoru o
určitý úhel.);
Rozlišení skeneru - udávají výrobci v jednotkách, které mají zkratku dpi (dots per
inch) – počet bodů na jeden palec. Běžně mají současné stolní skenery rozlišení od
600x1 200 dpi do 4 800x9 600. První číslo udává optické rozlišení, druhé číslo
mechanické rozlišení. Ve skutečnosti počítač vyžaduje, aby svislé i vodorovné
rozlišení bylo stejné, takže výsledné rozlišení bude u skeneru s rozlišením
600x1200 dpi pouze 600 dpi. I když je údaj o mechanickém rozlišení zdánlivě
zavádějící, bude krokový motor s rozlišením 1200 dpi přesnější a výsledek bude
skutečně lepší. Běžně používáme rozlišení 75 dpi pro web a 200 až 300 dpi pro
obrázky, které budeme tisknout;
Barevná (bitová) hloubka - určuje kolik tónů šedi či barev může reprodukovat každý
pixel v naskenovaném obrázku. Např. 24bitové skenery poskytují po 8mi bitech pro R,
G i B kanál, což umožňuje 256 úrovní jasu pro každou základní barvu (> 16 mil.
barev);
Snímací rychlost - záleží na složitosti předlohy, na kvalitě skeneru a způsobu jeho
připojení k PC (nejpomalejší je LPT, rychlejší je USB, SCSI a FireWire) a na rychlosti
samotného PC.
118. Nakresli uspořádání stolního skeneru (laboratoř VT).
119. Napiš, k čemu se používají skenery.
120. Napiš, jak skener snímá barevnou předlohu.
121. Vysvětli, co je digitalizace textu.
62
Výstupní zařízení PC
Tiskárny
Tiskárny slouží pro výstup informací z PC v tištěné podobě.
Rozdělení tiskáren
Jehličkové (mechanické);
Inkoustové;
Laserové;
Sublimační…
Základní parametry tiskáren
Rychlost tisku - u inkoustových a laserových je udávána v počtu stran za minutu
(str/min, ppm - page per minute), u jehličkových počet znaků za vteřinu (zn/sec, cps charakters per sekond), u rychlotiskáren řádky za min (lpm - lines per minute).
Rychlost může kolísat - nejrychlejší je u textu, nejpomalejší u grafiky, klesá též se
stoupající kvalitou tisku a jeho barevností;
Kvalita tisku - je spjata s rozlišením. Rozlišení u grafiky se udává v ppi (pixelech na
palec), jde o počet pixelů (bodů na obrazovce), kterými je tvořena úsečka dlouhá 1“
(2,54 cm). Rozlišení tiskárny se měří v dpi (dots per inch), jedná se o počet bodů,
kterými je vytištěna 1“ dlouhá úsečka.
Dosahované hodnoty rozlišení jsou od 150 do 4 800 dpi.
Dostatečná kvalita pro tisk běžného obrázku je 300 dpi, pro zobrazení na webu 75 ppi.
Kvalita tiskárny je též dána technologií tisku - hladkostí křivek, ostrostí, jasností,
věrností barev... (např. uvažujme jehličkovou a laserovou tiskárnu s dpi = 300, tisk
z jehličkové bude působit podstatně hůře);
Barevnost tisku - u jednobarevných se udává počet stupňů šedi, u barevných počet
barev tištěného dokumentu (několik tisíc u inkoustových, 16 mil. u sublimačních);
Provozní náklady - cena tiskárny, barviva, papíru (nejlevnější u jehličkových);
Formát tiskového média - obvykle formát A4, řidčeji A3; 10 x 15 cm apod. pro
fototiskárny; pro větší formáty (až A0) se používají tzv. plotry; možnost tisknout na
skládaný papír, folie, samolepící štítky, textil...;
Hluk - největší u jehličkových rychlotiskáren;
Velikost operační paměti - tištěná data se postupně přesunují z počítače do operační
paměti tiskárny - tam musí čekat na vytištění, pak se přesunou další atd. - zpomalení
práce PC.
Velikost paměti - jehličkové - až 128 KB, inkoustové - až 2 MB, laserové až 40 MB,
tiskárny pro tisk grafiky až 256 MB;
Jazyk pro komunikaci tiskárny s PC - speciální programovací jazyky pro popis
tiskové strany (PDL - Page Description Language). Pomocí nich výrobci definují
přesné tvary znaků, řádků, bodů, barevnost…
Emulace (napodobení) - režim tisku, při kterém tiskárna napodobuje (emuluje) jazyk
tiskárny jiného výrobce.
Připojení tiskárny k PC – dříve pomocí paralelního portu (pomalé), dnes obvykle
USB, WiFi (bezdrátově), řidčeji SCSI.
63
Typy papíru pro tiskárny
Víceúčelový - běžný (kopírovací) (80 g/m2 ) (A4 asi 0,4 Kč);
Inkoustový - speciální povlak umožňuje rychlejší zasychání inkoustu, zabraňuje
splývání barev a kroucení papíru (A4 asi 1,20 Kč);
Laserový („premium“) - bělejší, hladší, má větší ostrost a kontrast než kopírovací (A4
asi 0,7 Kč);
Fotorealistický („fotopapír“) - silný, lesklý papír do inkoustových tiskáren pro tisk
fotografií (A4 až 35 Kč);
Sublimační - lesklý, tlustý papír pro použití v sublimačních tiskárnách (A4 až 50 Kč).
Barevný tisk
Potisknutý papír světlo nevyzařuje, ale jen odráží světlo na něj dopadající - nelze tedy
použít aditivní model RGB (viz monitory).
U barevného tisku se používá tzv. subtraktivního (odčítacího) skládání barev, který
z odráženého světla některé barevné komponenty odstraní. Červené barvivo absorbuje žlutou
a modrou a odráží červenou. Modré absorbuje žlutou a červenou, atd. Černý inkoust
absorbuje všechny barvy a neodráží žádnou.
Všechny barvy na papíře můžeme získat subtraktivním
skládáním tří základních barev: modrozelené (Cyan),
purpurové (Magenta) a žluté (Yellow) - tzv. model CMY.
Jednotlivé barvy CMY vzniknou smísením dvou základních
barev modelu RGB.
Kombinace všech tří barev tvoří černou, pokud není
zastoupena žádná z nich (čistý papír) dostaneme bílou.
Ve skutečnosti inkousty nejsou dokonalé a kombinace CMY
vytvoří tmavozelenošedou barvu. To je důvod, proč se model
CMY doplňuje o barvu černou (blacK) na model CMYK.
Barevné tiskárny mají zásobníky barev s barvami
modelu CMYK a jejich vhodnou kombinací dosahujeme
výsledný barevný efekt.
Subtraktivní (odčítací)
skládání barev
Y
G
K
C
B
R
M
Z bílého světla dopadajícího na
barevné plochy se po odrazu
některé barvy odečtou. Např.
červené barvivo absorbuje žlutou a
modrou a odráží červenou…
122. Napiš, jaký typ tiskáren je v současnosti nejpoužívanější.
123. Vypočti, kolik bodů bude vytištěno na ploše 1 cm2, má-li tiskárna rozlišení 150 dpi.
124. Jaký typ dokumentu a jakou tiskárnou tištěný je nejlevnější a nejdražší?
125. Nakresli pastelkami princip subtraktivního míšení barev.
64
Jehličkové tiskárny
U jehličkové tiskárny se k tisku využívá tisková
hlava, která obsahuje sadu pod sebou umístěných
jehliček o průměru asi 0,2 až 0,3 mm z velmi kvalitní
oceli.
V závislosti na počtu jehliček se jehličkové tiskárny
rozlišují na:
7 jehličkové - poskytují tisk s velmi nízkou
kvalitou a jsou používány pouze ve speciálních
případech, jako jsou např. pokladny v prodejně, kde na kvalitu tisku nejsou kladeny
téměř žádné nároky;
9 jehličkové - dovolují tisk v tzv. NLQ (Near Letter Quality - blízký dopisní kvalitě)
režimu. Tento režim svou kvalitou tisku odpovídá přibližně kvalitě elektrického
psacího stroje. Tyto tiskárny jsou vhodné pro tisk dokumentů, na jejichž kvalitě příliš
nezáleží;
24 jehličkové - umožňují kvalitnější tzv. LQ (Letter Quality - dopisní kvalita) režim
tisku. Oproti 9 jehličkovým tiskárnám poskytují také větší rychlost tisku.
Jednotlivé jehličky jsou připojeny k
elektromagnetům, které je při tisku vystřelují proti
barvící pásce. Tato barvící páska dopadne v daném
bodě na papír, kde vytvoří malý černý bod (barevné
jehličkové tiskárny se dnes již nepoužívají).
Princip jehličkové
tiskárny
Obecně platí, že jehličkové tiskárny jsou
poměrně hlučná zařízení, nevhodné pro tisk
grafických dokumentů a neposkytují příliš velkou
rychlost tisku (řádově 100 zn/s; rychlotiskárny až
500 zn/s), rozlišení až 360 dpi.
Výhodou jehličkových tiskáren je nízká cena za vytištěnou stránku a možnost tisknout více
kopií v průklepu.
Tiskne se buď na běžný kancelářský papír nebo na papír s perforací - tzv. traktorový papír.
Ten je buď v rolích nebo skládaný. Na okrajích má vodící otvory, pomocí kterých je zaváděn
do tiskárny.
Jehličkové tiskárny tisknou v grafickém nebo textovém režimu. V obou případech je
výsledek složen z jednotlivých bodů:
Při textovém režimu se do tiskárny posílají jen informace o znacích. Jejich poskládání
z jednotlivých bodů si již tiskárna velmi rychle provede sama;
V grafickém režimu se do tiskárny musí posílat informace o každém jednotlivém bodu
- tisk je pomalý.
126. Napiš, jaké mají výhody jehličkové tiskárny a kde se dnes používají.
127. Nakresli uspořádání jehliček v hlavě 9 a 24 jehličkové tiskárně.
65
Laserové tiskárny
Laserové tiskárny jsou založeny na elektrostatickém principu. Viz obr.
Při tisku laserové tiskárny jsou
nejdříve znaková data zasílaná počítačem
převáděna řadičem na videodata. Ta jsou
zasílána na vstup polovodičovému laseru.
Ten vysílá laserový paprsek, který je
vychylován soustavou zrcadel na rotující
válec. V místech, kam tento paprsek na
válec dopadne, dojde k jeho nabití
statickou elektřinou na potenciál řádově
1000 V. Takto se na válci vytváří obraz
celé tištěné stránky.
Princip laserové tiskárny
laserový paprsek se
pohybuje podél válce
Rotující válec dále prochází kolem
toner se přichytává díky el. náboji na
kazety s barvícím práškem (tonerem), který
osvětlených místech na válec a z něj se přenáší
na papír
je vlivem statické elektřiny přitažen k
nabitým místům na povrchu válce. Papír, který vstoupí do tiskárny ze vstupního podavače, je
nejdříve nabit statickou elektřinou na potenciál vyšší než jsou nabitá místa na válci (cca
2000 V). V okamžiku, kdy tento papír prochází kolem válce, dojde k přitažení toneru z
nabitých míst válce na papír. Toner je při teplotě asi 200 ºC do papíru zažehlen a na závěr je
celý papír zbaven elektrostatického náboje a umístěn na výstupní zásobník.
Rotující válec po otištění na papír prochází dále kolem sběrače elektrostatického náboje a
čističe od toneru.
Rychlost laserové tiskárny se udává v počtu vytištěných stran za minutu (ppm). Před
samotným tiskem musí ale tiskárna vypočítat pomocí programu PDL polohu bodů tištěné
grafiky (PC vysílá pokyny typu nakresli čáru z bodu X1Y1 do bodu X2Y2) a textu (tiskárna má
v paměti určitý počet fontů definovaných matematickými křivkami - musí vypočítat jejich
tvar, délku řádků, výšku stránky...) - to může trvat i několik minut. Teprve když má v paměti
vytvořen obraz stránky, může tisknout tyto identické stránky výrobcem udávanou rychlostí.
Levnější laserové tiskárny neobsahují jazyk popisu stránky, v takovém případě musí PC
pozice bodů na stránce počítat - to značně zpomaluje další běžící programy.
Pozn: Některé tiskárny firmy OKI používají místo laserového paprsku řady LED diod
umístěných po celé délce tiskového válce.
U barevné laserové tiskárny papír prochází čtyřmi selenovými válci - každý z nich ho
obarví jedním tonerem základní barvy CMYK.
Laserové tiskárny dosahují vysoké kvality tisku (rozlišení běžně 1200 dpi, max.
4 800 dpi), rychlost může být až 250 stránek za minutu, jejich nevýhodou je vyšší pořizovací
cena, vhodné jsou především pro profesionální použití.
128. Vysvětli, proč se přichytí toner na tiskový válec laserové tiskárny a proč se pak přichytí na papír.
129. Jaké papíry se používají v laserové tiskárně?
Inkoustové tiskárny
66
inkoustové
zásobníky
CMY + K
Tisková hlava inkoustové tiskárny, posouvající se
podél válce s papírem, obsahuje několik set inkoustových
trysek, z nichž je na papír vystřikován inkoust. Jedna
inkoustová kapička mívá objem menší než 15 pl (pikolitrů)
(špičkové tiskárny
používají kapičky 6 pl).
Pro vystřikování kapiček
inkoustu na papír se
používají dvě technologie:
Buble-jet - inkoust je pomocí kapilárních sil
nasáván do komůrky. Do rezistoru je přiveden
elektrický impuls dlouhý 3 až 5 mikrosekund, který
rozehřeje rezistor na teplotu asi 400°C.
Tryska Buble-jet tiskárny
zvyšující se
Inkoust v okolí rezistoru začne vřít a
tlak plynu
systém
vznikne bublina inkoustových par.
kanálků
V komůrce vznikne vysoký tlak a ten
přivádějících
inkoust
vypuzuje inkoust z komůrky ven rychlostí
10 m/s. Potom je do komůrky přiveden
odpor
další inkoust a celý proces se opakuje asi
zahřívající
tlak plynu vystřikuje
inkoust
3000x za vteřinu (3 kHz);
inkoust tryskou na
papír
Ink-jet - inkoust se protlačuje tryskami na
Tryska Ink-jet tiskárny
základě elektricky řízené změny tvaru
jednotlivých piezokrystalů. Jakmile přijde
ovládací impuls na piezoelektricky ovládanou
destičku, vymrští se destička kupředu a
katapultuje kapičku na papír.
Prohýbající se piezokrystal
Pozn.: Piezokrystal - destička vhodně
vyříznutá z krystalu určitého materiálu. Následkem deformace destičky vzniká na jejich
určitých ploškách napětí (např. u piezoelektrického zapalovače). U ink-jet hlavy se využívá
opačného děje - na vhodné plochy piezokrystalu přivedeme napětí a tím dojde k jeho
deformaci (prohnutí).
Kanálky tiskové hlavy inkoustové tiskárny jsou napájeny ze zásobníků inkoustu.
Používají se obvykle čtyři - pro každou barvu CMYK zvlášť, nebo dva - jeden pro černou a
druhý je společný pro CMY. U buble-jet se často spolu se zásobníky barvy mění i tisková
hlava.
Inkoustové tiskárny se vyrábějí s rozlišením od 300 do 4 800 dpi s rychlostí tisku 1 až
8 str/min. Jejich výhodou je nízká pořizovací cena, nevýhodou dražší provoz.
130. Napiš, jaké papíry se používají v inkoustové tiskárně.
131. Napiš, jaké typy inkoustových tiskáren se používají.
132. Napiš, proč je provoz inkoustové tiskárny drahý.
67
Sublimační tiskárny
V případě sublimačního tisku je barva napařována na papír za horka z fólie pokryté
barvivem. Na fólii, která je stejně široká jako tisková
hlava s mnoha tisíci tepelnými prvky a stejně široká
nebo širší než papír, jsou postupně za sebou naneseny
barvy CMYK. Při tisku je hlava přitisknuta na folii a
ohříváním v určitých místech dochází k sublimaci
barvy z folie a jejímu přenosu na papír.
Množství přenesené barvy je dáno teplotou ohřevného
tělíska. Každá barva se nanáší samostatně - papír tedy
prochází tiskárnou čtyřikrát.
Kvalitní sublimační tiskárny mají rozlišení asi 300 dpi - to však může poskytnout větší
kvalitu než několikanásobně vyšší rozlišení u
ostatních tiskáren. Sublimační tiskárna totiž může
pro každý bod namíchat jednu z více než 16
milionů barev, zatímco nejlepší inkoustové
tiskárny mají na výběr maximálně několik tisíc
odstínů. Termosublimace navíc vytváří na papíru
kontinuální, nepřerušovaný, barevný povrch.
Kvalita tisku sublimační tiskárny je velmi
vysoká, tisk je ale pomalý a drahý.
Termotiskárny
Tepelné jsou vybaveny tiskovou hlavou, která obsahuje sadu miniaturních rezistorů.
Jednotlivé rezistory jsou krátkými proudovými impulsy zahřívány na vyšší teplotu, která
způsobí zabarvení speciálního papíru citlivého na teplo.
Tepelné tiskárny poskytují podobnou kvalitu a rychlost tisku jako tiskárny jehličkové.
Nevýhodou je nutnost použít speciální termopapír.
Použití především u faxů.
Plotry
V oborech, jako je stavebnictví, strojírenství, geodézie, grafika a dalších, je potřeba
tisknout na velké formáty (A0, A1), a to s velkou přesností
tisku. V těchto případech se používají plottery.
Jednotlivé plottery používají různé technologie
kresby (elektrostatické, inkoustové...), různé způsoby
upevnění kreslícího média a provedení (stolní, bubnové).
Výkres bývá nakreslen za několik minut.
133. Napiš, co je sublimace.
134. Vysvětli, proč je u sublimační tiskárny konstantní spotřeba barev.
68
Operační systém (OS)
Je základním programem PC, umožňuje provádět
nejběžnější operace a údržbu dat, ovládá počítačový hardware
(procesor, paměti a periferní zařízení…). Obsluze počítače
umožňuje ovládat počítač a poskytuje služby aplikačním
programům.
Nejznámějšími OS jsou MS-DOS, MS Windows, Unix, Linux …
OS je uložen na pevném disku (nouzově na disketě, CD, DVD) a zavádí se do počítače
automaticky po jeho zapnutí.
Windows XP
Zjednodušená modulární struktura Windows XP (2000) je na obrázku.
Uživatelský režim (User Mode)
Uživatelský režim
Aplikace
Aplikační programové rozhraní
(API, Aplikacion programing interface)
NTDLL.DLL
Jádro OS
(kernel,
NTOSKRNL
.EXE)
Ovladače
(Device
Drivers,
*.SYS)
Grafický
systém
(GDI,
Graphics
Device
Interface)
Souborové
systémy
(IFS,
Installable
File
Systems)
Registry
Hardware Abstraction Layer (HALL.DLL)
Privilegovaný režim (Kernel Mode)
Hardware
STROJOVÝ KÓD
MIKROPROGRAMY
ELEKTRONICKÉ OBVODY
Uživatelé a programy pracují vždy
v uživatelském módu a mají tedy z důvodů
bezpečnosti omezený přístup k nižším vrstvám OS.
Veškeré akce požadované v uživatelském režimu
podléhají rozhodnutí jádra.
Privilegovaný režim
Chráněný režim (bez přímého přístupu
aplikací a uživatelů), ve kterém pracují nižší vrstvy
OS.
Aplikace
Aplikace - obsáhlé soubory počítačových programů plnících daný účel (např CAD,
Corel, Doom...).
Program - plní méně obsáhlé úkoly (Kalkulačka, Poznámkový blok ...), aplikace často
obsahují řadu programů pro plnění různých funkcí.
Aplikační programové rozhraní (Win32)
Rozsáhlá skupina funkcí používaných aplikacemi k žádostem o služby poskytované
nízkoúrovňovými vrstvami OS, pracujícími v privilegovaném režimu.
API je universální a dokáže spolupracovat s různým HW i SW. Provádí obvykle úlohy správy
a údržby (správa souborů, zobrazování informací, zpráv, oken…), umožňuje komunikaci
uživatele s OS.
Funkce API jsou obvykle uloženy v dynamicky připojitelných knihovnách (DLL – viz
následující), které jsou dodávány spolu s OS. Uživatelská aplikace volá tyto funkce, které
obslouží její požadavek a dále ho předají jádru nebo ovladači zařízení.
NTDLL.DLL
Soubor, skrze který jedině mohou procesy běžící v uživatelském módu (aplikace, API)
volat systém pracující v privilegovaném režimu (jádro, ovladače…). Tím se vylučuje možnost
nepovolené modifikace systémových knihoven, programů atd., a tedy zhroucení OS.
69
Jádro (Kernel)
Zajišťuje základní (nejnižší) funkce OS - např. operace I/O (vstup/výstup), operace s
pamětí (především její přidělování), přidělování výpočetního času mikroprocesoru, zajišťuje
bezpečnost, Plug and Play, spravuje okna, spouští procesy...
Jádro pak spolupracuje s dalšími vrstvami a moduly, které mohou přímo komunikovat
s uživatelem.
Při spuštění aplikace uživatelem nahrává Kernel do operační paměti soubory .EXE a
knihovny .DLL spouštěné aplikace.
Jádro má k dispozici základní knihovny (Kernel32.dll pro API, User32.dll – práce
s okny, GDI.dll pro grafiku…)
Pozn.: Knihovna - v programování jde o skupinu více méně universálních funkcí a
podprogramů, které jsou spouštěnou aplikací načteny do operační paměti a potom volány a
používány hlavním programem. (Použití pro různé činnosti - grafické ovládání obrazovky, pro
práci s databází, s editory...).
V aplikacích jde o uspořádané sady prvků (např. knihovny symbolů, součástek, právních
předpisů ...) pro užití uživatelem.
Ovladače
Ovladač zařízení je program umožňující určitému HW zařízení (síťová karta,
tiskárna…) komunikovat s operačním systémem. U zařízení kompatibilního hardweru
(HCL - Hardware compatibility list) je ovladač obvykle součástí systému. Ovladače se
načítají automaticky se spuštěním počítače. Obvykle jde o soubory typu .SYS.
Grafický systém
Jde o API určené pro grafické operace. Spravuje informace zobrazené na obrazovce,
graficky podporuje tiskárny. Vykresluje základní grafické útvary, manipuluje s bitmapovými
obrázky a komunikuje s hardwarově závislými grafickými ovladači...
Souborové systémy
Ovladače, které převádějí požadavky jádra na práci se soubory přímo na fyzické
čtení/zápis z diskového ovladače. Pomocí nich vytváříme formát dat na disku (FAT32 –
FASTFAT.SYS, NTFS – NTFS.SYS, CDFS.SYS – přístup CD-ROM). Umožňují též
instalaci filtrů – antivirů.
Registry
Registry jsou centrální informační databází o konfiguraci počítače (uživatelé,
nainstalovaný HW a SW…
(Registry budou probírány v samostatné kapitole.)
Rozhraní HAL
Odděluje OS do HW počítače. Je používáno z důvodu snadné přenositelnosti OS na
různé typy HW. Komunikuje jako jediná vrstva přímo s HW.
70
Složky Windows
Instalační program vytváří při instalaci systému Windows XP na místním pevném disku
následující složky:
Documents and Settings – obsahuje informace o účtech všech uživatelů, kteří mají přístup
k počítači. Každý uživatelský účet má podsložku s názvem odpovídajícím uživatelskému
jménu daného uživatele. Mezi složky nacházející se v každé složce uživatelského účtu patří
Dokumenty, Plocha a Nabídka Start;
Program Files – do ní se přednostně instalují aplikace (Office, Internet Explorer…)
Windows nebo WINNT – v ní je nainstalován celý operační systém.
135. Napiš, z jakých částí se skládají Windows.
136. Napiš, co je ovladač.
137. Napiš, proč se používá u OS systém user a kernel mode.
138. Vypiš obsah Program Files ve svém PC.
71
Registry Windows XP (2000)
Registry jsou centrální informační databází Win XP s údaji o konfiguraci počítače –
registr obsahuje informace, které systém při běhu neustále aktualizuje.
Mezi tyto informace patří:
Profily jednotlivých uživatelů;
Programy nainstalované v počítači a typy dokumentů, které je možné na těchto
programech spouštět a vytvořit;
Nastavení vlastností složek a programových ikon;
Údaje o hardware nainstalovaném v počítači;
Používané porty.
Výhody použití Registrů (dle Microsoftu):

Systém s Registry spotřebuje méně paměti a má lepší podporu vyrovnávací paměti - je
rychlejší;
Při nekorektním ukončení systému se spustí Kontrola Registrů, která opraví případné
chyby;
Kontrola Registrů se spouští automaticky – hledá a opravuje chyby, zálohuje registry
(obnova), odstraňuje nepoužívaná místa v registrech (po špatně odinstalovaných
aplikacích);
Při havárii je možno jednoduše obnovit konfigurační informace, neboť Registry jsou
jediný zdroj pro detekci a konfiguraci HW;
Uživatel PC Registry konfiguruje např. Ovládacími panely – to omezuje vznik chyb
oproti přímé editaci Registrů;
Lze nastavovat a zjišťovat konfigurační údaje na vzdálených PC zapojených v síti;
Na serveru lze uchovávat nastavení Pracovních ploch a jiných údajů jednotlivých
uživatelů – lze jim poskytnout jejich prostředí, ať se přihlásí z kteréhokoliv PC v síti.
Nevýhody použití Registrů:

Nepřehlednost (tedy bordel (s prominutím!));
Selhávající čistící mechanismy registrů – s přibývajícím časem přibývají na velikosti
(kynou).
Klíče (HKEY_) Registrů
Registry jsou organizovány hierarchicky jako strom a obsahují „klíče“ a ty mohou
obsahovat „podklíče“s dalšími „podklíči“ (adresáře s podadresáři), u každého klíče (podklíče)
může být uveden údaj (hodnota).
Na obr. jsou zobrazeny tři kořenové klíče,
přičemž HKEY_Klíč1 má čtyři podklíče, některé
s hodnotami. Jméno každého kořenového klíče
začíná textem „HKEY_..“(Handle - ovládací)
HKEY_Klíč1
KlíčA
KlíčB
KlíčC
KlíčD
HKEY_Klíč2
HKEY_Klíč3
hodnota
hodnota
hodnota
Pozn.:Např. ve větvi Registrů
HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop je uložen klíč pod názvem ConvertedWallpaper
(tapeta) s údajem, který obrázek má být použit jako tapeta plochy – např. „D:\Lekniny.jpg“. Pracovní
plocha se při startu Windows nakonfiguruje dle údaje Registru – zobrazí se na ní Lekniny.jpg (viz obr.).
Nebo vypnutí Caps Lock klávesy: v klíči
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\KeyBoard Layout a v něm vytvořit
novou binární hodnotu ScanCodeMap s hodnotou:00 00 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00 00 00 3A 00 00
00 00 00.
72
Obdobně se zapisuje do
Registrů např. změna nastavení
Pracovní plochy, nabídka Start,
zobrazení/nezobrazení disků,
asociace souborů...
Win XP umožňují
spouštění programů napsaných
pro předešlé OS – DOS a
Win 3.x – tyto aplikace však
neumí s registry pracovat. Proto
ve Win XP přetrvávají
předchůdci dnešních registrů:
Soubory Config.nt (sys) a Autoexec.nt (bat), které konfigurují tyto starší programy;
Soubory *.ini určených pro definici parametrů Win 3.x.
Jak používají Windows Registr
Instalace (SETUP)
Detekce HW
Hardwarová data
Administrativní
nástroje (např.
Ovl. panely)
Údaje o konfiguraci a
profilech
Parametry
zavedení
Registry
Windows
Údaje o
konfiguraci
Řízení
zavádění
Údaje o verzi
a konfiguraci
Kernel Windows
Během svého
startu ukládá a
kontroluje systém
v Registrech většinu
konfiguračních údajů.
Údaje o
použití HW
prostředků
Ovladače zařízení
Organizace Registrů
Pod každým z pěti hlavních klíčů
(Hkey_...) Registrů mohou být uloženy údaje a
jsou další podklíče.
Hkey_Classes_Root (zdrojové třídy)
Popisuje nastavení jednotlivých
programů, základní informace o operacích OLE, P&P, drag&drop (táhni a pusť) a
zástupcích Win (jsou uloženy jako OLE objekty).
V základní části najdeme klíče, které jsou pojmenovány jako přípony (viz obr.).
Výchozí (default)
řetězcovou hodnotou je
název klíče, který v druhé
části této sekce obsahuje
informace o programu,
kterým se soubory s touto
příponou otevírají.
Tyto informace se
standardně nastavují
v Průzkumníkovi, zvolíme-li ↓Zobrazit, ↓Možnosti složky, ↓Typy souborů;

73
Hkey_Current_User (aktuální uživatel)
Klíč odkazuje na sekci klíče Hkey_Users, kde jsou uložena nastavení pro jednotlivé
uživatele. Obsah Hkey_Current_User pak platí pro právě přihlášeného uživatele;
Sekce Hkey_Local_Machine (lokální počítač)
Zde jsou uložena data o instalovaném HW, ovladačích, nastavení pro SW aplikace atd.
Obsah této sekce je nezávislý na přihlášeném uživateli.
Nejdůležitějšími podklíči jsou:
o Hardware – informacce o HW profilech
o Sam – povolení anonymního uživatelského účtu;
o Security – data o síťovém zabezpečení;
o Software – zde se registrují všechny instalované aplikace (včetně Windows);
o System – data důležitá pro start a správný chod systému;
Hkey_Users (uživatelé)
Obsahuje údaje o všech uživatelích, kteří se mohou přihlásit k počítači. Klíč obsahuje
jeden podklíč pro každého uživatele, který se k počítači přihlašuje, včetně tzv. Default
varianty, která se používá při prvním přihlášení nového uživatele;
Hkey_Current_Config (aktuální konfigurace)
Obsahuje data o aktuální konfiguraci (hardwarovém profilu), ve které se počítač
nachází (často u notebooků - např. jiný modem doma a v zaměstnání...).
Pozn.: OLE (Object Linking and Embedding – propojování a ukládání objektů) - umožňuje obousměrnou
provázanost dokumentu ve více aplikacích - např. tabulka v Excelu vložená do dokumentu Wordu má
vytvořenou vazbu, když na ní ↓↓, tak se v okně Wordu se objeví nástroje k její editaci v Excelu.
Tato technologie dnes umožňuje spolupráci všech SW komponent (např. dokument HTML + Java
applet). Pokračováním OLE je COM (komponentní objektový model) - jde o SW komponenty, ze
kterých lze skládat aplikace.
139. Napiš, k čemu jsou Registry ve Windows.
140. Napiš, co je Klíč v Registrech a popiš jejich organizaci.
74
Manipulace s Registry
Nejjednodušší a také nejbezpečnější metodou ovlivnění Registrů je prostřednictvím
Ovládacích panelů (přidání/ubrání HW a SW, uživatelů a hesel, nastavení klávesnice,
napájení…).
Ruční editace Registrů
Ruční editaci Registrů použijeme např. k odinstalování zbytků záznamů po špatně
odinstalovaných programech, k donastavení Windows…
!!!Chybou při editaci Registru lze způsobit nestabilitu, případně úplnou nepoužitelnost
systému!!!
Přístup do Registrů
Přístup do Registrů
je možný: ↓Start ↓Spustit
→RegEdit (RegEdit.exe).
V levé části okna se objeví
stromová struktura hlavních
klíčů, které lze ↓ otevřít.
V pravé části jsou uložené
údaje – každý má jeden řádek.
RegEdit nemá funkci UNDO (vrácení kroku), je proto vhodné před editací Registrů
nebo před spuštěním rizikových programů vytvořit jejich kopii (zálohu), aby bylo možné
nahradit Registry pokažené.
Zálohování a obnovení Registrů:
Win 98
Registry se zálohují automaticky při každém spuštění do souboru
Disk:\Windows\Sysbckup\RB0##.cab, kde ## je číslo zálohy - standardně se ukládá pět záloh.
Ručně lze Registry zálohovat např. po spuštění Editoru registru ↓Registr ↓Exportovat soubor
registru →určit kam.
Obnovení je možné buď ↓Registr →Obnovit, nebo v MS DOS (nelze-li nastartovat Win)
zadáním do příkazového řádku SCANREG/RESTORE a vybereme vhodnou zálohu
RB0##.cab.
Win 2000
Po restartu po zobrazení výzvy k výběru systému stisknout klávesu F8 a →Poslední
známá funkční konfigurace a ENTER.
Win XP
XPéčka používají nástroj Obnovení systému, který umožňuje obnovit stav PC před
výskytem potíží. Nástroj pravidelně, dále při některých rizikových událostech (instalace
nepodepsaného ovladače, aktualizace…), či při ručním zadání vytváří kopie registrů a
některých systémových souborů.
Ruční vytvoření bodu obnovení: ↓Programy > Příslušenství > Systémové nástroje >
Obnovení systému atd.
Obnovení systému pomocí bodu obnovení: ↓Nápověda a odborná pomoc a v Centru pro
75
nápovědu a odbornou pomoc v položce Vyberte úkol, vybereme Obnovení systému. Na kartě
Vítá vás nástroj Obnovení systému, vybereme Obnovit předchozí stav počítače a pak ↓Další.
Na obrazovce Vyberte bod obnovení, vybereme bod obnovení dle data a ↓Další a dále
potvrdíme…
Editace Registrů
Typ údaje je určen ikonou a je buď
textový (ukládání řetězců (přípana .sz)),
binární (údaje jsou zobrazovány jako řada po
sobě jdoucích dvojic čísel v šestnáctkové
soustavě), nebo dword (dvojslovo osmimístné šestnáctkové číslo (může nabývat max. délku 32 bitů).
V registru hledáme pro jeho rozsáhlost podklíče a údaje pomocí ↓Úpravy, ↓Hledat
→příslušný název.
Odebrání položky z Registrů: označit, ↓Úpravy a ↓Odstranit, nebo ozn. a Del.
Přidání položky: ↓Úpravy, ↓Nová a zvolíme text, binární, DWORD a zadáme novou
položku.
141. Napiš, co víš o zálohování Registrů.
142. Napiš, jakým způsobem lze zasahovat do Registrů.

Základy výpočetní techniky

Transkript

Podobné dokumenty

Fallout 3 - Pravdivý příběh PDF

Zobrazit celý článek - Trendy ve vzdělávání

Závěrečný účet SMO za rok 2010 - textová část

územní plán

PLDA - User Guide

Software-defined Networking

Manual k maturitni praci