UNIVERZITA J.E.PURKYN V ÚSTÍ NAD LABEM PEDAGOGICKÁ FAKULTA KATEDRA INFORMATIKY
SLOŽENÍ A FUNKCE OSOBNÍHO PO ÍTA E
Vedoucí bakalá ské práce: Mgr. Jind ich Jelínek Autor bakalá ské práce: Jan Mašek Studijní obor: Informa.ní systémy. Datum dokon.ení bakalá ské práce: duben 2004
-7-
Prohlašuji, že tato práce je mým p8vodním autorským dílem, které jsem vypracoval samostatn:. Všechny zdroje, prameny a literaturu, které jsem p i vypracování používal nebo z nich .erpal v práci ádn: cituji s uvedením odkazu na p íslušný zdroj. Souhlasím se zap8j.ováním této práce pro pot eby studia. V Ústí nad Labem dne .................................. podpis .............................
-8-
Pod"kování: Cht:l bych pod:kovat vedoucímu mé bakalá ské práce Mgr. Jind ichu Jelínkovi za vedení mé práce a ostatním .len8m katedry za možnost konzultace.
-9-
Seznam obrázk/: Obrázky uvnit kapitol: • Obr. 2.2.1 z [12] – Mainboard • Obr. 2.2.2 – T ípin a DIP switch • Obr 2.4.1 – Desktop • Obr 2.4.2 – Middle Tower • Obr. 2.5.1 – Hodnoty nap:tí a barvy vodi.8 AT konektoru • Obr. 2.5.2 [5] - Hodnoty nap:tí a barvy vodi.8 ATX konektoru • Obr. 2.5.3 – Napájecí konektory [4] • Obr. 4.3.1.1 – Náhled na fyzickou strukturu disku [4] • Obr. 4.3.2.2 – Prokládání 1:3 • Obr.4.3.3.2.1 – D:lení diskety na logické jednotky • Obr.4.3.3.3.1 – Princip .tení CD • Obr. 4.3.3.4.1 – Princip DVD • Obr. 5.1.2.1. [4] – Princip barevné obrazovky • Obr 5.1.3.1 – BuJka LCD • Obr. 6.1 – Rozhraní podle specifikace ATX • Obr. 6.1.3.1 z [4] – Princip laserového tisku • Obr. 6.3.1 – Pole klávesnice • Obr. 6.3.2 je PS/2 konektor • Obr. 6.4.1 – útroby optické myši 1. p • • • • • • • • • • • • • • • •
íloha : P1. Von Neumannova architektura po.íta.e P2. MB a další p ipojené jednotky – b:žné PC P3. Pam:N DDR a DDR II – náb:žná a sestupná hrana P4. Komunikace pomocí sb:rnice P5. Microtower case P6. Vodní chlazení firmy AQCOOL P7. SECC PII P8. Jádro .ipu Intel Pentium 4 (Northwood) [17] P9. Nvidia vs. ATI a marketing [10] P10. Chyby zobrazení monitoru [4] P11. Tiskárna jehli.ková [4] P12. Tiskárna laserová [4] P13. MS Myš P14. Vy azen P15. Útroby mechanické myši [15] P16. Klávesnice ergonomická s touchpadem
- 10 -
Seznam tabulek:
Tab. 2.1.1. – Tabulka generací po.íta.8 Tab. 2.1.2 – Stupn: integrace Tab. 2.5.1 p evzata z [3] – Energetická náro.nost komponent Tab. 3.1.1 – typy socket8 Tab. 4.1.1 – Klasifikace pam:tí Tab. 4.2.3.1. – Propustnost pam:tí p evzata z [3] Tab 5.1.1.1 – Kombinace rozlišení a barev a jejich pam:Nová náro.nost Tab 5.1.2.1 – Technologie obrazovek Tab. 5.2.1 – Úrovn: kvality záznamu 2. p íloha: PT1 – rychlosti CPU z [2] s grafem
- 11 -
Obsah
Kapitola 1 – Úvod .............................................................................................................- 7 Kapitola 2 – Základní sou.ásti PC ..................................................................................- 14 2.1. Historie po.íta.8....................................................................................................- 14 2.2 Základní deska........................................................................................................- 17 2.3 Sb:rnice ..................................................................................................................- 20 2.4. Typy sk íní.............................................................................................................- 23 2.5 Napájecí zdroj.........................................................................................................- 25 Kapitola 3 – Mikroprocesor.............................................................................................- 29 3.1. Parametry a vlastnosti CPU...................................................................................- 29 3.2 Historie procesor8 ..................................................................................................- 36 Kapitola 4 – Pam:ti .........................................................................................................- 41 4.1. Základní d:lení pam:tí ..........................................................................................- 41 4.2. Princip pam:ti........................................................................................................- 42 4.2.1. ROM (Read Only Memory) ............................................................................- 42 4.2.2. RAM (Random Access Memory)....................................................................- 43 4.2.3. Teoretická propustnost pam:tí ........................................................................- 45 4.2.4. Cache ...............................................................................................................- 45 4.3.Vn:jší pam:ti..........................................................................................................- 46 4.3.1. Harddisk – fyzická struktura............................................................................- 46 4.3.2 Harddisk – logická stuktura..............................................................................- 50 4.3.3 Datové mechaniky ............................................................................................- 55 4.3.3.1 Flash disk....................................................................................................- 55 4.3.3.2 Disketa ........................................................................................................- 55 4.3.3.3 CD (Compact disk) .....................................................................................- 56 4.3.3.4 DVD (Digital Versatile Disk, Digital Video Disk) ....................................- 60 Kapitola 5 – Multimédia.................................................................................................- 65 5.1. Zobrazovací soustava ............................................................................................- 65 5.1.1. Zobrazovací adaptéry ......................................................................................- 67 5.1.2. Monitory ..........................................................................................................- 73 5.1.3. LCD-displeje ...................................................................................................- 77 5.2. Zvuková karta ........................................................................................................- 79 5.3. Reproduktory.........................................................................................................- 81 Kapitola 6 - Periferie .......................................................................................................- 82 6.1. TISKÁRNY ..............................................................................................................- 84 6.1.1. Jehli.ková tiskárna ................................................................................................- 84 6.1.2. Inkoustová tiskárna................................................................................................- 84 6.1.3. Laserová tiskárna...................................................................................................- 85 6.2. Scanner .....................................................................................................................- 86 6.3. Klávesnice ................................................................................................................- 88 6.4. Myš ...........................................................................................................................- 89 Kapitola 7 – Záv:r ...........................................................................................................- 90 -
- 12 -
Kapitola 1 – Úvod S postupným vývojem informatiky za.íná být .ím dál více pot eba rozum:t nejen jeho obsluze, ale také principu. V dnešní spole.nosti, kdy je na vývoj informa.ní vzd:lanosti kladen veliký d8raz, je t eba, aby uživatelé byli schopni poradit si v p ípad: problému pokud možno sami. Ceny servisních prací na výpo.etní technice se pohybují ve výrazných .ástkách. Pokud pak dorazí technik a jediná jeho .innost je, že znovu zapojí upadlý kabel od monitoru, a uživatel kv8li této drobnosti nem8že t eba celý den používat PC, pak je to d8vod k zamyšlení. Myslím si, že mysti.nost po.íta.e není zdaleka od8vodn:ná, protože zvládnutí této tématiky není tak problematické. Tedy v p ípad:, že máte vhodný informa.ní zdroj, který Vám stru.n: a jasn: sd:lí jen to, co opravdu chcete v:d:t. Cílem práce není vytvo it zcela nový materiál, který by zastupoval veškerou dostupnou literaturu, ale spíš poskládat st ípky tvo ící podstatu problematiky vhodným zp8sobem tak, aby .tená e obohatily. ZároveJ má tato práce sloužit jako kvalitní praktická pom8cka pro výuku p edm:tu principy po.íta.8. Na tomto míst: bych cht:l upozornit, že sou.ástí této práce je prezentace v MS PowerPoint, ur.ená pro zp esn:ní a názornou ilustraci uvád:ných skute.ností. Není obtížné vytvo it rozsáhlou práci plnou detail8, kterou stejn: málokdy využijete. Naopak se domnívám, že stru.ný náhled na co nejširší oblast výpo.etní techniky je lepší, než se dopodrobna zabývat technickými detaily, které jsou z uživatelského hlediska naprosto nepodstatné. Pro .tená e této práce by m:lo být p ínosem, že do takovýchto detail8 nepostupuji. Tato práce je ur.ena p edevším pro všechny, kte í znají PC jen z uživatelského hlediska, a m:la by jim pomoci proniknout do temných zákoutí vnit ku a funkcí po.íta.e. M:lo by pro n: být p ínosem pochopit funkci jednotlivých komponent a m:li by s pomocí této práce být schopni alespoJ .áste.n: pochopit složení PC. V této práci se budu zabývat jen po.íta.i PC, kompatibilními s IBM. Jedním z dalších cíl8 by m:lo být upozorn:ní na marketingové triky spole.ností dodávajích hardware, aby si uživatelé nenechali vnutit po.íta., který vypadá dob e jen naoko, ale po výkonové stránce je naprosto tragický.
- 13 -
Kapitola 2 – Základní sou9ásti PC Dnešní osobní po.íta. (PC) lze chápat jako stavebnici, kterou je možno r8zn: sestavovat a doplJovat. Funk.ním základem je vždy základní deska (mainboard), k níž se p ipojují ostatní díly (obr. P21). Celá sestava je pak uzav ena do po.íta.ové sk ín:. Z historického hlediska tomu tak vždy nebylo.
2.1. Historie po9íta9/ Po.íta.e se rozd:lují do tzv. generací, kde každá generace je charakteristická svou konfigurací, rychlostí po.íta.e a základním stavebním prvkem. Generace po.íta.8 se podle tabulky 2.1.1 z [6] d:lí na:
Generace
Rok
Konfigurace
Rychlost (operací/s)
Sou.ástky
0.
1940
Velký po.et sk íní
Jednotky
Relé
1.
1950
Desítky sk íní
100 - 1000
Elektronky
2.
1958
do 10 sk íní
Tisíce
Tranzistory
3.
1964
do 5 sk íní
Desetitisíce
Integrované obvody
3.1/2
1972
1 sk íJ
Statisíce
Integrované obvody (LSI)
4.
1981
1 sk íJ
desítky milion8
Integrované obvody (VLSI)
Tab. 2.1.1.2 – Tabulka generací po.íta.8
1
Zna.ka P2 znamená obrázková p íloha - obrázek 2
2
Víslování tabulek a obrázk8 je <.íslo kapitoly>.<po adové .íslo obrázku nebo tabulky v dané kap.>, tj.
2.2.1. je kap. 2.2. obrázek 1.
- 14 -
0. generace: Základem této generace byla relé. Sou.ástka, která je schopna p epínat dva stavy (0 a 1). R.1940 n:mecký stavební inženýr vytvo il po.íta. Z3 – první prakticky použitelný po.íta.. Jeho rychlost byla cca jeden sou.et za minutu. Násobení 3-5 minut. Tento po.íta. byl používán pro výpo.ty balistických drah V-1 a V-2. Tyto po.íta.e byly programovány ve strojovém kódu na d:rných štítcích. To bylo velmi obtížné a trvalo b:žn: n:kolik týdn8. Byly pomalé a velmi poruchové.
1. generace: Z [6] se dozvídáme, že první generace po.íta.8 p ichází na sv:t díky objevu elektronky, .ímž mohly být odstran:na pomalá a nespolehlivá relé. Tyto po.íta.e jsou vybudovány prakticky podle von Neumannova 3schématu (obr. P14) a je pro n: charakteristický diskrétní režim práce. Von Neumann p išel s myšlenkou zavést do pam:ti po.íta.e zaveden vždy jen jeden program a data. Poté spustit výpo.et, b:hem kterého již není možné s po.íta.em komunikovat. Po skon.ení výpo.tu zadá operátor další program a jeho data. To vede k velkému plýtvání strojovým .asem, díky lidskému faktoru - operátorovi, který zp8sobuje nedostate.né využití stroje. V této dob: neexistují vyšší programovací jazyky, z .ehož vyplývá vysoká náro.nost p i vytvá ení nových program8. Neexistují ani opera9ní systémy.
2. generace: Druhá generace po.íta.8 vzniká s vynálezem tranzistoru, který dovolil výrazné zmenšení rozm"r/ celého po.íta.e, zvýšil spolehlivost a rychlost a co bylo nemén: d8ležité, energetické nároky po.íta.e, který v té dob: pot eboval „malou elektrárnu“. 3
John von Neumann byl matematik pracující v r. 1952 na konstrukci po.íta.e EDVAC, prvního po.íta.e
vytvo eného podle von Neumannovy koncepce
- 15 -
Pro tuto generaci je charakteristický dávkový režim práce. P i dávkovém režimu práce se nahradí operátor tím, že se programy a data, která se mají zpracovat, umístí do tzv. dávky a celá tato dávka je dána po.íta.i na zpracování. Takto se ušet í výrazné množství systémového .asu. V této generaci po.íta.8 také za.ínají vznikat opera.ní systémy a první programovací jazyky - COBOL a FORTRAN.
3. generace: Pro po.íta.e t etí a vyšší generace jsou charakteristickým stavebním prvkem integrované obvody, které na svých .ipech integrují velké množství tranzistor8. U této generace se za.íná objevovat paralelní zpracování program/, které lépe využije strojový .as PC. Ze zkušeností plyne, že program bu\to intenzivn: využívá CPU nebo t eba spíše využívá I/O subsystém (kopírování dat). Vhodným procesem lze takovéto úlohy vykonávat sou.asn: a díky tomu se lépe využije potenciální kapacita po.íta.e. S dalším vývojem integrovaných obvod8 se neustále zvyšoval po.et sou.ástek na jednom .ipu. Podle po.tu takto integrovaných sou.ástek je možné rozlišit následující stupn" integrace [6]:
Ozna.ení
Anglický název
Veský název
Po.et logických .len8
SSI
Small Scale Integration
Malá integrace
10
MSI
Middle Scale Integration
St ední integrace
10 - 100
LSI
Large Scale Integration
Vysoká integrace
1000 - 10000
VLSI
Very Large Scale Integration
Velmi vysoká integrace
10000 a více
Tab. 2.1.2 – Stupn: integrace
4. generace: Díky VLSI bylo možno vytvo it mikroprocesor, spojující ALU (aritmeticko logickou jednotku) a adi. v jeden celek. Byly navrženy obvody uleh.ující procesoru práci a starající se o interaktivní styk s uživatelem, styk s vn:jší pam:tí. Hlavní novinkou bylo, že 4
P8 – p íloha 8
- 16 -
nebylo pot eba starat se o komunikaci procesoru a jednotlivých komponent. Tyto vnit ní procesy ídil mikroprogram uložený v ídící pam:ti (firmware). Tento lze narozdíl od t etí generace kdykoliv zm:nit podle pot eby.
2.2 Základní deska Základní deska se obvykle ozna.uje v literatu e Mainboard (MB). Je to v podstat: plošný spoj s konektory pro p ipojení dalších komponent PC (Grafická karta, HDD atp). Dále jsou zde elektronické obvody zvané chipset, které podporují mikroprocesor. Je to základní 9ást po9íta9e. Existují dv: základní varianty základních desek: •
AT - naleznete ve starších po.íta.ích.
•
ATX - zjednodušen: e.eno: je p evrácena o 90 stupJ8 a podporuje automatické vypnutí po.íta.e. Tuto variantu MB zavádí firma Intel. Její výraznou p edností je mj. rozmíst:ní prvk8, které lépe odpovídá dnešním požadavk8m na PC. Tento typ se pak podle velikosti segmentuje na microATX a full ATX [6].
Na MB jsou integrované obvody, který se ozna.ují jako chipset. Ten obsahuje instrukce, kterými je ízen chod desky a její spolupráce s ostatním hardwarem. Zastaralý chipset m8že zp8sobit nekompatibilitu p ídavných za ízení. Nejd8ležit:jší .ásti MB:
- 17 -
Obr. 2.2.1 z [12] – Mainboard Legenda k obrázku 2.2.1: •
1 – Baterie pro napájení CMOS.
•
2 – Southbridge.
•
3,4 – Subchipsety – síN + audio.
•
5 – Audio extension sloty.
•
6- Panel pro LED diody a ovládání.
•
7 – 4x/2x AGP slot.
•
8 – CPU fan konektor.
•
9 – BIOS.
Chipset Jak již bylo uvedeno, chipset jsou obvody starající se o chod desky. Navíc ur.uje, s kterými komponentami bude MB schopna spolupracovat. Podstatnou m:rou ovlivJuje kvalitu a výkon MB. Tyto obvody se dnes nej.ast:ji sdružují do dvou .ip8 North a South Bridge [3]. •
North Bridge nazývaný též System Controller je blíže procesoru a zajišDuje rychlé pEesuny dat mezi klí9ovými oblastmi po9íta9e. Sb:rnicí FSB (Front Side Bus) je p ipojen k procesoru a zajišNuje tak jeho veškerou spolupráci s ostatními .ástmi základní desky i PC samotného. Frekvence AGP5 je odvozena z kmito.tu FSB, neboN pro ob: se používá stejný frekven.ní generátor. Jako poslední z rychlých se k North Bridge Controlleru p ipojuje také pam"Dová sb"rnice. Její rychlost bývá v:tšinou stejná nebo vyšší než je rychlost FSB, a proto by frekvenci FSB m:ly odpovídat také parametry pam:Nových .ip8.
•
South Bridge - Peripherial Bus Controller se naopak stará o p ipojení dalších periferií k základní desce. North Bridge a South Bridge jsou propojeny sb:rnicí PCI pop . speciální sb:rnicí nap . V-link 6. Sloty PCI jsou pak na motherboardu vyvedeny pro rozši ující karty. K South Bridge je p ipojen p edevším kompletní
5
AGP – Accelerated Graphic Port - kap. 2.3
6
patentováno firmou VIA, rychlé propojení South a North bridge
- 18 -
diskový subsystém, takže už samotné parametry South Bridge, resp. celého .ipsetu, rozhodují nap íklad o tom, jakou p enosovou rychlost budou moci pevné disky p ipojené k základní desce využívat. Mimo disk8 se však South Bridge stará o USB, sériové a paralelní porty .i zajišNuje služby BIOSu. To je podrobn: rozebráno v kap. 7 - periferie.
Basic Input Output System (BIOS) Vip BIOSu je fyzicky umíst:n na základní desce – .erný velký .ip v DIP pouzdru – viditelný na obr. 1 (.ást 9). Je to základní programové vybavení, nahrané v pam:ti flash ROM v po.íta.i. UmožJuje komunikaci procesoru s periferními za ízeními. To je d8ležité nap . pro zavedení vlastního opera.ního systému, schopnost zjistit, že byla stisknuta n:jaká klávesa atd. Mezi velmi d8ležité funkce pat í i obsluha systémových hodin. BIOS obsluhuje i malý úsek pam:ti CMOS7, která uchovává r8zné údaje o konfiguraci po.íta.e i po jeho vypnutí. Díky využití pam:ti CMOS z8stávají data o nastavení PC k dispozici i po vypnutí po9íta9e a lze je tudíž po startu znovu na.íst. Nicmén: i tato pam:N pot ebuje ke své .innosti energii, kterou v tomto p ípad: dodává malá baterie. Nejznám:jšími výrobci BIOSu jsou firmy Award a AMI, ale
m8žete se setkat i
s jinými, nap . od IBM. Vyvolání BIOS Setupu (nastavování parametr8 BIOSu PC) je možné pouze p i startu po.íta.e a to stiskem klávesy DELETE ( pop . CTRL-F1, CTRLF10 u r8zných výrobc8). Je-li t eba firmware BIOSu zm:nit, nap . z d8vodu nekompatibility komponent, použije se tzv. „p eflashování“. P i p eflashování je speciálním postupem nahrán nový firmware do FLASHROM. Tato operace je však pom:rn: nebezpe.ná a za.áte.ník8m se nedoporu.uje.
Jumpery Jumpery jsou v podstat: jen jednoduché propojky. Na v:tšin: základních desek bývá ádov: 10-20 pozic (pin ), sloužících k nastavení n"kterých parametr/ MB. Jsou to v podstat: skupiny kontakt/, které se pomocí jumper8 zkratují a tím vytvo í jinou logickou
7
CMOS – kap. 4.2.2.
- 19 -
hodnotu pro chipset a ten na to reaguje zm:nou parametru. Ke každé základní desce musí být návod, který vysv:tluje zp8sob propojení jednotlivých pin8 a jejich význam. Jednotlivé skupiny pin/ jsou o9íslovány pro snazší orientaci. Piny bývají dvojpinové a t ípinové. Alternativou k jumper8m jsou tzv. DIP switche.
Obr. 2.2.2 – T ípin a DIP switch
Ostatní konektory MB Na MB je samoz ejm: mnohem více typ8 konektor8, obrázky jsou v multimediální prezentaci umíst:né na CD. Zde uvedu jen vý.et n:kolika p íklad8: FDD/IDE konektor – konektor pro p ipojení hard disku USB, LAN, COM, LPT, Audio konektory – slouží pro p ipojení periferií. SLOTY – sloty r8zného tvaru podle typu sb:rnice. Popsáno v následující kapitole.
2.3 Sb"rnice Všechna data, která si mezi sebou dané periferie vym:Jují, p echázejí p es Sb:rnici. Z toho vyplývá, že je jedním z nejd8ležit:jších .lánk8 PC. V p ípad:, že je v PC pomalá sb:rnice, jsou data pomalu p enášena a celý po.íta. se tak zákonit: zpomalí. Sb:rnice se rozd:lují na dv: .ásti [5]: •
Lokální sb"rnice je p ipojena p ímo na procesor, a ten je díky ní propojen s ídícími obvody. Procesor ji celou ídí.
•
Systémová sb"rnice odd:luje lokální sb:rnici (tzn. sb:rnici u procesoru) od zbytku za ízení a p ipojuje se na obvody. Je ukon.ena sloty. Existuje podle typu sb:rnice n:kolik druh8 slot8. Ke každé architektu e sb:rnice p ísluší jiný slot. Do t:chto slot8 lze zasunout p ídavná periferní za ízení (karty). P izp8sobení slot8, aN po velikostní .i jiné stránce, je jedine.né. Pokud si tedy po ídíte nové za ízení (n:jakou kartu), nem8že se stát, že ji zasunete do špatného slotu. Tomu se íká sb:rnicový standard.
- 20 -
Zp8sob komunikace pomocí sb:rnice je dob e vid:t z obrázku P4.
Parametry sb%rnice Nep íjemnou záležitostí je fakt, že sb:rnice je pln: p izp8sobena architektu e procesoru. Nejvíce viditelný bývá rozdíl v socketu8. Proto je p i zm:n: procesoru .asto pot eba zm:nit i MB. Našt:stí existují kompatibilní ady CPU, které mají sb:rnici stejnou. Existují následující hlavní hlediska sb:rnice [5]: •
Ší ka adresové .ásti sb:rnice.
•
Ší ka datové .ásti sb:rnice.
Hídicí kmito9et je generován specializovaným obvodem. Synchronizuje .innost veškerých obvod8 na MB. Rychlost, jakou jsou p enášena data se nazývá pEenosová rychlost a je vždy dána ší kou a rychlostí sb:rnice.
Typy sb%rnic Existuje n:kolik typ8 sb:rnic pro PC, jež lze podle[5] rozd:lit na následující:
AT-Bus (ISA) Také se m8žete setkat s ozna.ením ISA (Industry Standard Architecture). Používala se v po.íta.ích PC-AT, založených na mikroprocesoru 80286 (dále jen 286). Nejvíce se používala práv: v 286, ale byla základem i pro 386. Ve své dob: byla velmi výhodná a hlavn: levná. Dnes už na ni m8žeme s klidem zapomenout.
MCA MCA od IBM m:la za úkol rozší it schopnosti ISA pro 386. Cílem bylo zrychlení. Nerozší ila se, protože nespolupracovala s ISA a byla drahá.
8
Patice procesoru – kap. 3.1
- 21 -
EISA (Extended ISA) Zám:r byl podobný jako u MCA, tedy zrychlení. Tentokrát už byli všichni vypo.ítav:jší a EISA byla zp:tn: kompatibilní s ISA. Na EISA existují dv" patra slot/, horní pro ISA a spodní pro kontakty EISA. Bohužel ale EISA byla mnohem dražší než ISA. Díky tomu se také p íliš nerozší ila.
VESA Celým názvem VESA VL-Bus (Video Equipment Standards Association). Byla p echodným ešením - VESA je vlastn: pouze rozšíEení ISA, takže periferii zapojujete do VESA a ISA zároveJ. Byla rychlejší, levn:jší. Problém byl v tom, že p i vyšším externím taktu procesoru klesala zatížitelnost karty (tzn. .ím vyšší takt, tím mén: slot8 m8žete použít).
PCI (Peripheral Component Interconnect) PCI si svou premiéru odbyl na 486, ale nejlépe se osv:d.ila na Pentiích. Bez problém8 spolupracuje i s jinými typy procesor8. Od procesorové sb:rnice je odd"len speciálními obvody, které se nazývají v .eském p ekladu mosty (bridges). PCI se vyzna.uje vysokým kmito.tem, nezávislým na frekvenci procesoru. Také známé PNP (plug-and-play) bylo možno zavést díky PCI.
AGP (Accelerated Graphic Port) Slot AGP je speciáln: zam: en na zobrazovací soustavu. Grafický adaptér je propojen p ímo s opera.ní pam:tí. Takto se uleh.í velká .ást práce systémové sb:rnici a zvyšuje se rychlost p enášených dat (n:kolikanásobn:). Musíte mít odpovídající procesor a opera.ní systém (min. Windows 95 OSR2). Abych jen tak nastínil, kolik dokáže AGP p enést: je to 264 MB dat za jednu sekundu, což platí pro AGP 1x. Existují i další verze, nap .: AGP 2x a AGP 4x , AGP 8x
- 22 -
PCI EXPRESS PCI express by m:l být následovníkem PCI. Hlavním cílem je redukce velikosti sb:rnice, urychlení toku dat a možnost další miniaturizace MB. PCI express není zp:tn: kompatibilní s PCI. Je to prozatím nejnov"jší typ sb:rnice. PEednosti PCI Express: •
2x v:tší p enosová rychlost proti AGP 8x
•
4x rychlejší než PCI
Standard definuje více druh/ PCI EXPRESS podle ší ky sb:rnice [6]: •
PCI Expres 1x - Ur.ený pro pomalá za ízení (modemy, audio karty).
•
PCI Expres 2x a 4x - Ur.ený pro rychlá za ízení (1Gbps a 10Gbps LAN karty, RAID atp.).
•
PCI Expres 16x – Následovník AGP 8x s dvojnásobným tokem, ur.ený pro Grafické karty (GPU).
2.4. Typy skEíní Sk íJ po.íta.e slouží pro fixaci komponent PC. ZároveJ ur.uje vn:jší tvar PC. PC se tak m8že stát doplJkem domácnosti. Všechny skEín" (case) mají ovládací tla9ítka, kontrolky, sloty pro mechaniky a otvory pro propojovací konektory. Používá se více typ8 sk íní od r8zných výrobc8, našt:stí existují ustálené (standardní) kategorie skEíní, které výrobci respektují. V:tšina sk íní se prodává s ATX zdrojem minimáln: 300W. Každý druh sk ín: má samoz ejm: své p ednosti, ale i nedostatky.
Desktop Výhodou desktopu je hlavn:, že se pokládá p ímo na pracovní plochu stolu a nemusí stát vedle monitoru. Pokud na ní postavíme monitor (rozumné velikosti), dosáhneme ur.ité úspory místa na stole. Sk íJ je dostate.n: velká pro pozd:jší rozši ování po.íta.e, ale má drobné problémy s chlazením. Další výhodou m8že být snadný pEístup ke konektor/m. Tento druh case je vhodný hlavn: jako kanceláEské PC. Názory na použití tohoto typu case se dost r8zní. - 23 -
Obr 2.4.1 – Desktop Dalším typem desktopu je „Slimline“ nebo SuperSlimline („slim“). Tyto typy jsou cca o 50% - 70% užší. Výhodou je blokování menšího pracovního prostoru, ale naopak velmi podstatnou nevýhodou je menší vnit ní prostor sk ín:, který tém: znemožJuje pozd:jší upgrade (zlepšení, rozší ení) po.íta.e.
Tower (v%ž) V:žová provedení jsou dnes nej.ast:jší formou case (obr. 4). Byly zavedeny hlavn: pro to, aby bylo možno celé PC chladit jediným ventilátorem ve zdroji. Dnešní PC však generují takový tepelný výkon, že je t eba použít ventilátor8 i n:kolik, pop . vodní chlazení.
- 24 -
Obr 2.4.2 – Middle Tower V:ží se používá se n"kolik variant: •
Micro Tower (obr P5) - je v:ží nejmenší, nyní však hojn: používanou. Negativa jsou dost podobné slimline, tj. malá variabilita pro rozši ování. Jeho prostor posta.uje pro b:žné komponenty kancelá ských po.íta.8, ale doplJování dalších komponent je výrazn: omezeno. Pozitiva jsou hlavn: prostorová skladnost.
•
Big Tower: je nejv:tší sk íní, používá se p edevším pro servery. Výhodou je relativn: velký prostor pro komponenty ve sk íni. Ale oproti middle toweru nabízí navíc jen dva 5,25“ sloty, tzn. že je p i dnešních kapacitách disk8 dostate.ný i Middle tower, se šesti 3,5“ sloty a .ty mi 5,25“ sloty.
•
Midi Tower – je to n:co mezi Micro a Middle Tower. Hlavním problémem t:chto case je v:tšinou zdroj umíst:ný našikmo nad CPU, který znemožJuje efektivní chlazení. V:tšinou má t i 5,25“ sloty.
•
Middle Tower: (n:kdy také Middle Tower) prostorov: odpovídá desktopovému provedení, je menší než Big Tower. V sou.asné dob: zdaleka nejpoužívan:jší typ case.
2.5 Napájecí zdroj Veškeré komponenty, které jsou v PC (chladi.e, disky, CD-ROM, atp.) jsou pEipojeny k napájecímu zdroji, který jim dodává energii. Ostatní periferie (karty) v:tšinou napájení
- 25 -
p ímo ze zdroje nepot ebují. Energii se jim dostane p es MB., výjimkou jsou dnešní nejsiln:jší grafické karty. Zdroj dodává n:kolik druh8 stejnosm:rných nap:tí.
Napájení základní desky AT K základní desce AT se zdroj napojuje pomocí dvou šestipólových konektor8, které se ozna.ují P8 a P9. P ipojují se 9ernými vodi9i k sob". Detailní popis barev vodi.8 a hodnot nap:tí z [5] je na obr. 2.5.1
Obr. 2.5.1 – Hodnoty nap:tí a barvy vodi.8 AT konektoru AT specifikace ur.ovala pro procesory základní nap:tí 5V. Díky snaze o snižování tepelného výkonu se dnes hodnota nap:tí pohybuje kolem 1,7V. Navíc i tato hodnota bude brzy zastaralá. To zp8sobilo problémy konstrukce základních desek a zdroj8. Problém se eší dv:ma nej.ast:jšími zp8soby [5]: •
Velmi málo používaný je zp8sob, že zdroj dodá p ímo požadované nap:tí a základní deska to tak nechá, nic neupraví.
•
Druhým p ípadem je, že zdroj po ád dodává 5 V, ale na desce jsou propojky, které si nastaví p esnou výši nap:tí, a tím si deska upraví nap:tí na požadovanou hodnotu.
- 26 -
Napájení základní desky ATX Výhody ATX jsou následující [7]: •
Propojení je realizováno pomocí jednoho konektoru, takže se již konektory nedají prohodit – viz. obr. 2.5.2.
•
MB pracuje jen na nap:tí 3,3 V. Na desce už nejsou obvody pro konverzi z 5V na 3,3V. MB ale naopak obsahuje obvody pro snížení nap:tí nap . pro procesory, fungující nap . na 1.78V
•
Zdroj obsahuje ídící obvod, který umožJuje vypnout dodávku proudu a tím vypnout PC. Všechny ATX desky umí s tímto obvodem pracovat. Pokud je t eba násiln: vypnout PC, musí se stisknout spínací tla.ítko na min. 5 sekund. V:tšina t:chto zdroj8 mívá též kolébkový vypína. pro fyzické p erušení dodávky proudu.
Obr. 2.5.2 [5] - Hodnoty nap:tí a barvy vodi.8 ATX konektoru Legenda [5]: •
PS-ON - Signál pro zapnutí všech nap:Nových okruh8.
•
PW-OK - Kontroluje 5 V a 3,3 V okruhu. Pokud jeho hodnota poklesne pod vymezenou hranici, n:který z kontrolovaných pin8 pracuje s nedefinovaným nap:tím. To v praxi znamená, že v p ípad: zkratu nebo poškození n:které komponenty zdroj okamžit: p estane dodávat proud a ve v:tšin: p ípad8 ochrání zbytek PC.
•
5VSB - Záložní pin, na kterém se nachází 5V nap:tí, i když jsou ostatní okruhy vypnuty.
•
GROUND (GND) - Ozna.ení zemnícího vodi.e.
- 27 -
Ostatní HW se p ipojuje ke zdroji velkými (Molex) a malými (Berg) konektory. Jsou konstruované tak, že není možno je oto9it (p epólovat) a zp8sobit tak poškození HW.
Obr. 2.5.3 – Napájecí konektory [4]
Energetická náro4nost komponent V následující tabulce (tab. 2.5.1 [3]) jsou uvedeny orienta.ní hodnoty spot eby energie komponentami. Z toho vyplývá, že dnes b:žn: dodávaný 300W zdroj je v sou9asné dob" dostate9ný. za ízení
spotEeba [W]
procesor v.etn: ventilátoru
10 - 80
základní deska (pro vlastní provoz)
5-15
USB za ízen za základní deskou
5 -20
klávesnice + myš (PS/2)
1 -5
RAM pam:ti
2 -20
video karta
5 -50
zvuková karta
2-10
interní faxmodem
2-10
síNová karta
2- 10
pevný disk
5 -20
CD-ROM mechanika
5 -20
CD-R mechanika
5 -20
DVD mechanika
5 -20
Tab. 2.5.1 p evzata z [3] – Energetická náro.nost komponent
- 28 -
Kapitola 3 – Mikroprocesor Mikroprocesor (CPU - Central Processing Unit, „procesor“) je hlavní .ástí po.íta.e. Jeho hlavním úkolem je zpracovávat instrukce, které dodávají programy. Rychlost CPU významn: ur.uje výkon PC. Není však jedinou sou.ástí mající vliv na výkon PC. CPU musí pro zpracování n:kterých instrukcí využít i jiné komponenty. Jádro CPU Intel P4 (Northwood) je na obr. P8 CPU je logický obvod, zpracovávající instrukce. Pro zjednodušení programování obsahuje CPU instruk.ní sady (IS).
3.1. Parametry a vlastnosti CPU Koncepce CPU Existují dv: koncepce mikroprocesor8[5]: •
CISC (Complete Instruction Set Computer) - daný mikroprocesor obsahuje úplnou instruk9ní sadu.
•
RISC (Reduced Instruction Set Computer) - obsahuje jen základní instrukce. Jsou mnohem jednodušší, a proto i snáze proveditelné.
Filozofie je taková, že k vykonání 80 % instrukcí je pot eba pouze 20 % instrukcí. Mikroprocesor typu RISC vykoná jednu instrukci mnohem rychleji než CPU typu CISC. Když CISC zpracovává instrukci, pot ebuje provést program složený z mikroinstrukcí. RISC je tedy mnohem jednodušší, a proto i levn:jší. Ale aby RISC vykonal instrukce, které nemá obsaženy, zkombinuje je z instrukcí již existujících. Toto kombinování je složit:jší a náro.n:jší, ale dochází k n:mu jen relativn: z ídka, takže výhodn:jší variantou je po ád RISC. Pokud byste cht:li pln: využít rychlosti RISC, musíte upgradovat vaše obvody na rychlejší, tzn. rychlejší pam:N apod [5]. Dodnes pEevládá u osobních po.íta.8 CISC (hlavn: Intel a AMD), ale u nejnov:jších mikroprocesor8 i t:chto výrobc8 se už ve velké mí e používají prvky RISC. Typ - 29 -
mikroprocesoru RISC pln: využívají mikroprocesory PowerPC (Apple, IBM), ale ty se zatím u nás moc neuchytily, ale v USA jsou velmi rozší ené.
Adresování Opera.ní pam:N (OP) je nezbytným fyzickým prost edkem systému. Musí uchovávat kód programu, mezivýsledky jeho .innosti [13]. CPU pak ur.uje adresu pam:Nového prostoru, kde se nachází data, pomocí mechanismu zvaného adresování. Každé buJce je pak p i azena ur.itá adresa a to bu\ p ímo na fyzickou pam:N nebo na správce pam:ti, který spravuje fyzickou pam:N.
Registry Aktuáln: zpracovávaná data si CPU ukládá do interních pam:tí, zvaných registry. Po.et registr8 je u r8zných CPU r8zný, ale ádov: kolem 10 až 20. Navíc dnes je k dispozici L1 cache o velikosti 512kB, která pomáhá ješt: více zrychlit pam:Nové operace.
Instruk4ní sada Každý mikroprocesor tuto sadu obsahuje. Sada musí obsahovat instrukce pro p esuny dat mezi pam:tí a registry, logické i aritmetické instrukce, instrukce pro ízení programu a n:kolik systémových instrukcí. Sou.ástí bývají i instrukce pro koordinaci víceprocesorových prost edí[5]. N:kte í výrobci ješt: dodate9n" doplWují instrukce pro podporu multimédií , tj. generování zvuku, grafiky a videa. První instruk.ní sadou takového typu byl soubor MMX (Multi Media eXtension) od firmy Intel. Jeho principem je provád:ní nej.ast:ji opakujících se .ástí multimediálních program8, .ímž se tyto úkony velmi zrychlují. Poprvé byl použit u procesor8 Pentium s frekvencí 166 MHz. Poté byl implementován i do dalších CPU. Intel Pentium III už vlastní nejnov:jší rozší ení sady o 70 instrukcí pro 3D aplikace. Ozna.uje se jako KNI (Katmai New Instructions) nebo také MMX+. Rozší enou instruk.ní sadu mají i mikroprocesory od firmy AMD nazývané 3DNow! (3D multimedia instruction set). - 30 -
Nap . Pentium IV podporuje SSE, SSE II, SSEIII, MMX, MMX+ a HTT. Oproti tomu AthlonXP MMX, MMX+, SSE, 3DNow!, 3DNow!+. 64-bitové instrukce jsou nap . IA-64,AA-64, ty využívají 64-bitové procesory.
Správa pam%ti Správce pam"ti (SP) vytvá í rozhraní mezi adresou generovanou programem a reálnou fyzickou pam:tí. SP tyto generované adresy p etvá í na takové adresy, aby to bylo nejvhodn:jší pro aktuální stav opera.ního systému (OS). D8vodem existence SP je výhodn"jší využití opera9ní pam"ti (OP). SP též zajišNuje zabezpe.ení ochrany pam:ti. V sou.asných OS pracuje zároveJ i n:kolik program8 i sám OS. SP pak musí bránit kolizi t:chto program8. SP musí plnit následujících p:t funkcí [13]: •
P id:lování pam:Nových regionu na požádání programu.
•
UvolJování pam:Nových regionu na požádání.
•
Udržování informací o obsazení adresového prostoru.
•
Zabezpe.ení ochrany pam:ti.
•
U víceúlohových systém8 (multitasking) musí SP podporovat st ídavý b:h více procesu.
Zabezpe4ení pam%ti Aby bylo spln:no pravidlo jednotky, že dva programy nemohou sou.asn: využívat stejnou adresu OP, mají moderní mikroprocesory min. dva režimy práce [5]: •
systémový - neklade omezení, povoleno je vše, pracuje v n:m OS
•
uživatelský - povoleno je to, co umožní program b:žící v systémovém režimu. SP s ním spolupracuje, takže m8že uživatelským program8m bránit v provád:ní chybných operací.
- 31 -
Systémové p:erušení Jak je uvedeno v [5] jedná se o signál, který vyšle k mikroprocesoru program .i n:které hardwarové za ízení. Odesílatel tohoto signálu se snaží zabrat mikroprocesor pro sebe. Nap . když stisknete klávesu na klávesnici, mikroprocesor pEeruší dosavadní 9innost a daný povel, který „p inesl“ signál, zpracuje. Všechny modern:jší mikroprocesory obsahují vektorový systém pEerušení. To znamená, že každé p erušení je identifikováno svým .íslem. Na ur.itém míst: v opera.ní pam:ti je uložena tabulka vektor8 p erušení. Vektor p erušení, identifikovaný .íslem p erušení, ukazuje na adresu v pam:ti, kde je uložen obslužný podprogram p erušení (rutina). Tzn. první p erušení spustí p es první vektor p erušení první program, který zpracuje zdroj p erušení. P ed skokem na vektor p erušení si uloží mikroprocesor sv8j momentální stav. Po zpracování pEerušení mu to pak umožní vrátit se zp"t k p8vodní .innosti. Výhodou vektorového p erušovacího systému je možnost nahrazení obslužného programu pEerušení programem vlastním. Navíc je toto p erušení možno využít k p epínání kontextu, a tím p epínání aktivní .ásti multitaskingového systému. Detailní specifikace t:chto d:j8 je výborn: popsána v [13]. Mikroprocesor musí obsahovat i mechanismus, kterým p erušení do.asn: zakáže. Využívá se to v p ípad: tzv. atomických operací (nep erušitelných krátkodobých operací), kdy je nutností, aby nap . nedošlo ke zm:n: pam:ti b:hem .tení bloku pam:ti. [13]
Pam%< cache Tento druh pam:ti je vyrovnávací pam"D, která umožJuje rychlejší p ístup CPU k ostatním komponentám. Jejím ú.elem je vzájemné pEizp/sobování rychlostí jednotlivých komponent. Cache na.te data z pomalejšího za ízení a pak je poskytuje na požadavek rychlejšímu za ízení. V:tšinou pomalejší komponenta neznamená, že by m:la menší p enosovou rychlost, ale spíš delší p ístupovou dobu.
- 32 -
Cache existuje ve tEech úrovních: •
L1 – First level cache – Slouží k zásobování registr8 mikroprocesoru daty ze sb:rnice, umíst:na na CPU [5].
•
L2 – Second level cache – umíst:na mezi CPU a OP – zrychluje p enos pam:Nových blok8.
•
L3 – Third level cache – vyrovnávací pam:N sb:rnice, umíst:na na MB, zrychluje komunikaci komponent. Metody využití cache a její režimy jsou podrobn:ji popsány v kapitole 4.2.4
Architektura procesoru Pro starší mikroprocesory se podle [5] používalo sekven9ní zpracování instrukcí, tzn. instrukce se zpracovávaly jedna po druhé. Toto ešení naposledy využívaly 486. Sou.asné CPU využívají tzv. superskalární architekturu, která zvládne zpracovat n:kolik instrukcí najednou. Lze toho dosáhnout zdvojením n:kterých funk.ních celk8 CPU. Jinou metodou je vhodný návrh mikroprocesoru, kdy mohou jednotlivé celky pracovat nezávisle na sob: (Power PC). Ale ani tak nejde n:kdy zpracovávat instrukce paraleln: a to v p ípad:, že se zpracovávají dv: instrukce, z nichž jedna p ipravuje údaje pro druhou. Další možností je pipelining. Zpracovávaná instrukce se rozloží do více fází a ty jsou pak postupn" zpracovávány. V okamžiku provedení jedné fáze, postoupí se do další fáze. Uvoln:nou fázi za.ne využívat jiná instrukce.
Vnit:ní ší:ka dat Množství bit/, které dokáže CPU zpracovat najednou v jedné operaci. .
Sb%rnice Obecn: je sb:rnicí nazývána soustava vodi9/, kterými proudí data nebo ídící signály. Z CPU vychází mnoho sb:rnicových vodi.8 [5]. Všechny informace, které sb"rnice pEenáší se skládají z jedni.ek a nul (dva stavy). - 33 -
Sb:rnice se podle typu d:lí na: •
Datovou sb"rnici - p enáší data mezi mikroprocesorem a okolím. Vím je širší, tím více dat naráz p enese, .ímž stoupá rychlost p enosu (Throughput speed)
•
Adresovou sb"rnici - proudí jí adresy. Vím je širší, tím více má adresových kombinací a mikroprocesor m8že pracovat s v:tší fyzickou pam:tí. Pokud má sb:rnice 32 vodi.8 (co vodi., to jeden bit), tak se jedná o 32bitovou sb:rnici. Taková sb:rnice m8že vygenerovat 4 294 967 296 kombinací (jinak také 232). Z toho vyplývá, že maximální adresovatelná velikost pam:ti je kolem 4GB.
Základní deska musí nabídnout mikroprocesoru vhodnou ší ku a rychlost sb:rnice, jinak tím zpomaluje výkon mikroprocesoru, pop ípad: neschopnost práce CPU, tzn. že daný CPU není schopen pracovat s MB, což m8že vést k poškození MB nebo CPU.
Vnit:ní frekvence CPU pot ebuje vn"jší zdroj taktovací frekvence, která mu ur.í jak rychle má pracovat. MB obsahuje generátor, který tyto impulsy vytvá í. Platí p ímá úm:ra – .ím vyšší frekvence, tím vyšší výkon (v rámci jedné architektury CPU). Bohužel více operací znamená také v:tší tepelný výkon, takže je pot eba CPU dostate.n: chladit (vzduchem, vodou, tekutým dusíkem, atp.). Díky rostoucí teplot: nelze zvyšovat takt CPU p es ur.itou hranici.
Vn%jší frekvence Pro komponenty je také generována frekvence, která slouží pro stanovení a synchronizaci pEenos/ po sb:rnici. Rychlost sb:rnice je rozdílná od rychlosti CPU (nižší). Tato rychlost má p ímý vliv na rychlost PC, lépe e.eno na schopnost komunikace HW komponent. Vnit ní a vn:jší frekvence spolu úzce souvisí – vnit ní je x násobkem vn:jší. X se nazývá multiplikátor CPU.
- 34 -
Napájení D íve bylo obvykle nap:tí CPU 5 V (AT zdroj). Vlivem rostoucích tepelných výkon8 bylo postupn: toto nap:tí sníženo na 3,3V (ATX zdroj). M8žete se setkat nap . s t:mito zkratkami [5], ale existují i další: •
VRT - mikroprocesor je sice napájen nap:tím 3,3 V, ale jeho jádro pracuje pouze s 2,8 V.
•
STD - základní deska je schopna dodávat nap:tí od 3,135 V až po 3,6 V.
•
VR - od 3,3 V až po 3,465 V.
•
VRE - od 3,4 V až po 3,6 V.
Chlazení mikroprocesoru Pro chlazení d ív:jších CPU až do 386 sta.ilo chlazení case jedním ventilátorem. Od Pentia výš byl používán malý aktivní chladi. (žebra pasivního chladi.e („pasívu“) s ventilátorem). Na dnešních procesorech je trendem použít na chlazení procesoru co nejv"tší ventilátor a „pasív“. Je to z d8vodu, že p i stejném pr8toku vzduchu pot ebuje menší otá.ky a tudíž generuje menší hluk. P i použití i .ty ventilátor8 v case je rozdíl už výrazný. U po.íta.8 do typu 386 se kovová žebra na mikroprocesor nalepovala. Dnes se tam p ipevJují speciálními klipsami a mezi CPU a „pasív“ se maže tepeln" vodivá pasta, pro lepší p enos tepla. Možná ješt: zajímav:jším, avšak mén: používaným, ešením chlazení je chlazení vodní. Obsahuje .erpadlo, vým:ník, hadi.kové rozvody, m:d:né pasivní bloky (waterblock). Na vým:níku je umíst:n tichý ventilátor pro zvýšení ú.innosti chlazení. Celé toto za ízení tvo í uzavEený systém, není tedy riziko úniku vody na komponenty. Díky své složitosti je ale mén: používaný. Ilustra.ní obrázek celého systému je obr. P6.
- 35 -
Socket Socket znamená v p ekladu zásuvka nebo patice, do které se zasouvá CPU. D íve bývalo zvykem CPU p ímo letovat do MB. Od 486 se za.ala využívat ZIF patice (Zero Input Force)[5]. ZIF má na boku pá.ku, jejímž zvednutím se mikroprocesor uvolní a m8že se vyjmout ze zásuvky. Jejím stla.ením se patice upevní. R8zné typy socket8 jsou v tab. 3.1.1 p evzaté z [3] Patice
Rozsah nap tí [V]
pro mikroprocesor
Socket 3
3,3-5
80486 DX, SX, DX2, DX4, AMD 5x86, Cyrix 5x86
Socket 7
2,5-3,3
Pentium, Pentium MMX, AMD K5, AMD K6, Cyrix 6x86, Cyrix M II
Socket 8
3,1 -3,3
Pentium Pro
Socket 370
1,3-2,05
Pentium II, III, Celeron, VIA Cyrix. Je ur0en pro mikroprocesory PPGA (Plastic Pin Grid Array) Pentium III, fyzicky stejná patice jako Socket 370, avšak nekompatibilní.
Socket 370 FCPGA*
1,6 V
Slot A
1,3-2,05
AMD Athlon
Socket A
1,1-1,45
AMD Athlon a Duron
Slot 1
2,1-3,5
Pentium II a III
Socket 432
1,5
Pentium 4 Willamette
Socket 478
1,5-1,75
Pentium 4 Northwood
Ur0ena pro procesory v pouzd>e FC-PGA - Flip-Chip Pin Grid Array
Tab. 3.1.1 – typy socket8
3.2 Historie procesor/ S využitím [5] si p iblížíme n:které typy dnes používaných mikroprocesor8. Je možné, že díky vývoji v tomto oboru toto nebude brzy vý.et kompletní, protože nový typ CPU se objevuje tém: každý rok. P ed mnoha léty (cca 1981) formuloval p. Moore tzv. Moor8v zákon, který íká, že po.et tranzistor8 v jádru CPU se každých 18 m:síc8 zdvojnásobí. A. s podivem, tento zákon stále platí.
- 36 -
Intel 80286
16-bitový procesor od Intelu b žn
ozna ován jako 286. Oproti svým
p edch"dc"m 8086 a 8088 p inesl výrazná zlepšení. Sestavy s tímto CPU byly ozna ovány AT.
Intel 80386 Firma Intel vytvo ila CPU 80386 (tzv. 386) byl první 32 bitový. Ješt: p edtím však uvedla typ 80386 SX, který byl navržen pro montáž do základních desek 286, s užší sb:rnicí odpovídající 286, tj. šestnáctibitovou. Pozd:ji Intel vyvinul .ip 80486 (486), což byla jen naopak jen lehce vylepšená verze 80386. Hlavní zm:na spo.ívala v matematickém koprocesoru, jehož úkolem je provád:t pouze matematické výpo.ty. Ten byl od 486 již pevn: integrován do CPU, od 286 bylo možno tento .ip (80287) dokoupit a p idat na MB, pokud to podporovala. Tím bylo dosaženo výrazného zrychlení CPU. Navíc podle [5] 486 už za.íná používat 5-ti stupJový pipelining a objevují se tu i prvky RISC.
Intel 80486 •
486 SX – m:l pEerušené spojení s koprocesorem, .ímž m:l asi o 15%-30% menší výkon, v závislosti na typu aplikace. MB pak obsahovala místo pro p ipojení koprocesoru i80487.
•
486 DX - Základní verze 486.
•
486 DX/2 - kompatibilní s 486 DX, pracuje na dvojnásobné vnit ní frekvenci.
•
486 DX/4 – pracuje na trojnásobné vnitEní frekvenci
Intel Pentium Možná Vás napadne, pro. po názvech v .íselném tvaru z ni.ehonic p išel Intel s názvem Pentium. Je totiž pravdou, že posloupnost .ísel si nelze patentovat. Díky tomu ada výrobc8, v.etn: AMD prosperovala nap . díky .ipu Am386, který bez problém8 - 37 -
vydávala za Intel 80386. Proto Intel investoval nemalé prost edky do nového názvu, který si nechal patentovat a tím zablokoval cestu konkurenci. Pentium navíc obsahuje další superskalární prvky a prvky RISC. Za ur.itých okolností jsou schopny dv: aritmeticko-logické jednotky Pentia zpracovávat i dv: instrukce najednou v kombinaci s pipeliningem až 3 . Navíc Pentium využívá i zv:tšenou cache pam:N v režimu write-back (kap. 4.2.4). Pracoval na frekvencích 66 - 233 MHz.
Pentium Pro K CPU byla p idána L2 cache a n:kolik dalších prvk8 RISC a navíc se zvýšil po.et 5 stupJ8 pipeline na 14. Tento CPU má lepší analýzu toku dat – lépe fázuje jednotlivé instrukce a sestavuje .asový plán pro zpracování jednotlivých p íkaz8. V jednom PC navíc mohou spolupracovat až 4 Pentia Pro.
Pentium II Je do zna.né míry podobné Pentiu Pro, ale op:t p idána cache a navíc i instrukce MMX. Na MB lze umístit dv: PII. Nové je též pouzdro CPU - S.E.C.C. (Single Edge Contact Cartridges). Prohlédnout si ho m8žete na obr. P7. V tomto pouzd e je umíst:no CPU a navíc 512kB cache L2. PII p ináší též zvýšení taktu vn"jší sb"rnice na 100 MHz oproti 66 MHz, což si vyžádalo nové rychlejší obvody v MB.
Pentium III Procesory Pentium III p išly s SSE (Streaming SIMD Extensions), což je 70 nových instrukcí, které vedou k zlepšení výkonu v 3D aplikacích. Od 600 MHz se vyskytovaly s jádrem (hlavní .ást CPU) Coopermine, které bylo vyráb:no 0,18 mikronovou technologií, které již m:ly na CPU integrovanou 256kB L2 cache a vn:jší frekvenci 133MHz.
- 38 -
Pentium 4 (P4) Jedná se o úpln: nové jádro, které není založené na PIII. Podporuje 400MHz systémovou sb:rnici, teoretická prostupnost je 3.2 GB/s. P ibyla nová sada SSE2 vedoucí ke zlepšení výpo.t8 v plovoucí .árce. Navíc implementuje funkci Hyper Pipelined (Hyper Threading). Bohužel je nutno použít nový MB s novou paticí Socket 423. Detail jádra v.etn: popisu je na obr. P8 z [17].Podporuje SSE, SSE II, SSEIII, MMX, MMX+ a HTT
Celeron Je low-endovým (nízko nárokovým) ešením. Neobsahuje L2 cache. Mají sb:rnici 66MHz a jsou vyrobeny 0,25 mikronovou technologií. Od frekvence 300 MHz se nazývají Celeron A, který získal 128kB L2 cache. D8vodem byla konkurence AMD. Dnes je už na trhu i procesor Celeron II. Je to klasické P4, jen s polovi.ní L2 Cache.
AMD K5 Byla to p ímá konkurence Pentia. V jednom taktu mohl dokon.it až 4 instrukce. Hlavn: byl p i srovnatelném výkonu levn:jší než Pentium.
AMD K6 Je kompatibilní s Pentiem, jako patici používá též Socket 7. Sb:rnice funguje na 66 MHz. Obsahuje i technologii MMX.
AMD K6-2, K6-III Jedná se o p ímou konkurenci P II a P III. Jsou ur.eny p edevším pro 3D aplikace. K6III nabízí ješt: 256 KB integrované vyrovnávací pam:ti L2. Podporuje vlastní IS AMD 3DNow!, která urychluje práci v pohyblivé ádce. K6-2 byl velice úsp:šný, ale K6-III byl nakonec stažen kv8li vysoké cen: a tepelnému výkonu.
- 39 -
Duron Je to v principu odleh9ená verze pozd:jšího Athlonu. Podle [5] je jeho L1 cache 64kB pro instrukce, 64kB pro data. L2 Cache pouze 64kB p ímo na .ipu. Tato L2 cache je fullspeed (funguje na stejné frekvenci jako procesor). Obsahuje instruk.ní sady MMX a 3DNOW! Enhanced. Duron komunikuje na FSB 200 MHz a na 266 MHz p i použití 133 MHz SDRAM.
AMD K7 Athlon Je vyroben 0.25 mikronovou technologií, disponuje 128kB L1 cache, 512kB L2 fullspeed cache. Využívá nový socket – socket A. Sb:rnice funguje na 200 MHz. Je výkonn:jší než Pentia III a ve stejné úrovni je výrazn" levn"jší.
AMD ATHLON XP Vyrábí se s r8znými jádry. Výkon ur.uje tzv. performance rating (PR). Obsahují 256512 kB cache, podle typu jádra. Prozatím jsou k dispozici do PR3200+. Tj. p i reálné frekvenci p ibližn: 2,5 GHz odpovídají výkonov: P4 3,2 GHz. Podporuje MMX, MMX+, SSE, 3DNow!, 3DNow!+.
Porovnání Intel byl dlouhou dobu v tomto odv:tví vedoucí spole.ností, ale situace se pomalu, ale jist: obrací ve prosp:ch AMD, i když Intel si stále ješt: drží nejvyšší podíl na trhu. Jaký mikroprocesor si koupit je na zváženou. V oblastí levných procesor8 soupe í mezi sebou Celeron II a AMD Duron a v oblasti výkonných procesor8 vás .eká rozhodování mezi Pentiem IV a Bartonem. Pentium 4 je stále dražší varianta a navíc MB Intelu neposkytují možnosti zm:ny frekvence FSB .i násobi.e, zatímco Athlony jdou .asto pEetaktovat i o více než 500PR jednotek navíc (400 MHz). V:tšina uživatel8 spíš koupí jak levn:jší, tak i do budoucna p etaktovatelný procesor. P i výb:ru CPU je pot eba dávat si pozor na typ jádra – p i výb:ru nevhodného typu budete muset investovat do silného chladi.e.
- 40 -
Kapitola 4 – Pam"ti 4.1. Základní d"lení pam"tí Pam"t je jednou ze základních sou.ástí PC. CPU jí využívá ke .tení program8 a ukládání výsledk8. Existuje n:kolik druh8 pam:tí, ale nejvíce se používá segmentace na primární a sekundární. •
Primární pam:N je p edevším opera.ní pam:N. Vyzna.ují se nižší kapacitou, ale ádov: nižší vybavovací dobou.
•
Sekundární je p edevším odkládací prostor, tj. disky.
Hlavní parametry pam%tí: •
Kapacita – udává po.et Byt8 (pop bit8), které lze do pam:ti uložit. Nej.ast:ji se udává v KB, MB a GB.
•
PEístupová doba – rychlost pro zapsání nebo vyhledání dat.
•
PEenosový rychlost – množství Byte p enositelné za vte inu
•
Energetická závislost – jednou z nezanedbatelných v:cí je fakt, zdali se pam:N po vypnutí po.íta.e, tj. odpojení od proudu, vymaže nebo se obsah zachová.
•
Destruktivnost pEi 9tení – Udává jestli data po p e.tení z8stanou neporušena
•
PEístup – možnost p istoupit k ur.itému místu pam:ti. Bu\ p ímá nebo sekven.ní.–
•
Spolehlivost - MTBF – Mean Time Between Failure – st ední doba selhání HW. Veli.ina udávající spolehlivost pam:ti. Dodává výrobce podle provedených test8.
•
Cena za bit – ekonomické hledisko pro zhodnocení výhodnosti pam:ti.
- 41 -
Hlavní údaje shrnuje následující tabulka:
Parametr
Registry
VnitEní pam"ti
Vn"jší pam"ti
Kapacita
(jednotky byt8)
100 kB – 4GB
10 MB – 200 GB
PEístupová doba
okamžitá
10 ns
7 ms - 10 min
1 - 10 MB/s
0,5 MB/s - 80 MB/s
PEenosová rychlost Energetická závislost Destruktivnost pEi 9tení
vzhledem k malé kapacit: se v:tšinou neuvažuje statické nedestruktivní
statické i dynamické destruktivní i nedestruktivní
statické nedestruktivní
Energetická závislost
závislé
závislé
nezávislé
PEístup
p ímý
p ímý
p ímý i sekven.ní
Spolehlivost
velmi spolehlivé
spolehlivé
mén: spolehlivé
vzhledem k nízké kapacit:
nižší než u registr8 a vyšší
vzhledem k vysoké
než u vn:jších pam:tí
kapacit: nízká
Cena za bit
vysoká
Tab. 4.1.1 – Klasifikace pam:tí
4.2. Princip pam"ti Každá polovodi.ová pam:N je tvo ena maticí miniaturních elektronických prvk8. Každý z t:chto prvk8 m8že nabývat dvou stav8 0 a 1. 8 bit8 tvo í 1 Byte. Adresování je provád:no ádkovými a sloupcovými vodi.i umožJující elektronické ovládání, tj. zápis a .tení.
4.2.1. ROM (Read Only Memory) Hlavní využití je ve schopnosti pamatovat si data i po vypnutí po.íta.e, tj. po ukon.ení p ísunu elektrického proudu. Hlavní využití této pam:ti je v PC použito pro uložení BIOSu. BIOSu je využit OS pro komunikaci s HW. Jedná se o vcelku pomalou pam:N, proto je ihned po startu p ehrána do rychlejší OP. Tato operace se nazývá shadowing.
- 42 -
Typy ROM Podle specifikací v [5] : •
ROM - buJky pam:tí jsou p edstavovány elektrickým odporem nebo pojistkou. Výrobce pam:ti n:které z nich zám:rn: p epálí (0) a ostatní nechá (1)
•
PROM - (Programmable Rom) - naprosto stejné, jako ROM, ale s tou výjimkou, že informaci do nich nezapisuje výrobce, ale uživatel pomocí programátoru pam:ti ROM. Ale ani do PROM nelze zapisovat opakovan:, zápis je nem"nný.
•
EPROM - (Erasable PROM) - jedna z pam:tí, do které je možno opakovan" zapisovat. Informace se v ní udržuje pomocí dob e izolovaného elektrického náboje. Díky izolaci se nevymaže ani po vypnutí po.íta.e. EPROM je možno vymazat pomocí ultrafialového zá ení a po vymazání znovu zapisovat.
•
EEPROM - (Electrically EPROM) - narozdíl od EPROM jsou mazatelné pomocí elektrického impulsu a doba mazání se pohybuje v milisekundách, narozdíl od EPROM, kde musíte ultrafialové zá ení nechat p8sobit zhruba p8l hodiny. Po.et zápis8 na EEPROM (potažmo i EPROM) je omezen. Doba pamatování informace je okolo 10 až 20 let.
•
Flash-EPROM - je posledním typem ROM. Je z p edešlých typ8 nejrychlejší a dá se s ní vlastn: pracovat jako s RAM, ale po odpojení se nevymaže. Dokáže až 1000 programování a mazání. Lze ji p eprogramovat p ímo v po.íta.i.
4.2.2. RAM (Random Access Memory) Díky své rychlosti je zdaleka nej.ast:ji využívaným typem OP. Navíc oproti ROM umožJuje i zápis.
Typy RAM: •
SRAM - (statická RAM) - pam:Nová buJka je tvo ena bistabilním klopným obvodem, který nabývá hodnot 0 nebo 1. P ístupová doba je kolem 25 ns [5]. Je však pom:rn: drahá . Obvyklá velikost je 256 a 512 KB.Využívá se pro cache L2.
•
DRAM - (dynamická RAM) - pam:Nová buJka je tvo ena miniaturním kondenzátorem. Ten podle nabití reprezentuje stav 1 a 0. Kapacita t:chto kondenzátor8 je malá a proto je pot eba dobíjet je v:tšinou každé 2-3 cykly (cyklus je - 43 -
závislý na vn:jší frekvencí, jedno- nebo dvoj-násobek (DDR)). DRAM jsou levné a používají se v pam:tích s velkou kapacitou. P ístupová doba se pohybuje okolo 60 až 100 ns. [5] •
CMOS-RAM – (Complementary Metal Oxide Silicon) – buJky jsou vyrobeny technologii CMOS, díky ní se vyzna.uje malou spotEebou. Využití je hlavn: pro BIOS.
•
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) – pam:N, pracující p i stejném taktu, jaký je nastavený na sb:rnici. Její vybavovací doba je 8, 10 nebo 12 ns [5]. Je používána v pam:Nových modulech DIMM. P enosová rychlost je p i taktu FSB 200 MHz a ší ce sb:rnice 32 bit8 (=8 Byte) dána vzorcem 200 • 8 = 1600 MB/s nebo-li 1,6GB/s.
•
Pam"D DDR (Double Data Rate) – Využívá k p enosu náb:žnou i sestupnou hranu ídicího impulsu (generovaného systémovým .asova.em – obr P3). Díky tomu provede DDR oproti SDRAM dv" operace místo jedné u SDRAM. Rychlost pam:tí je pak tedy dvojnásobná. Praktická reprezentace je na obr. P3. Pro rychlost FSB 200 se pak p enosová rychlost rovná 8 • 200 • 2 = 3200 , tj. 3,2 GB/s
•
Pam"D RDRAM (Rambus DRAM) – Pam:ti Rambus (podle výrobce) používají zcela odlišný zp8sob p enosu dat než klasické pam:ti. Používá se sb:rnice s frekvencí 400 MHz a ší kou 16 bit8. Data jsou na této frekvenci p enášena jak na vzestupné, tak na sestupné hran: taktovacího hodinového signálu, odtud ozna.ení 800 MHz. Protože 16 bit8 jsou 2 Byte, p i 800 MB x 2 Byte za sekundu dostaneme celkovou propustnost l,6GB/s. Zvýšením po.tu kanál8 na 2 lze dosáhnout 3,2 GB/s atd.
Pam%
- 44 -
4.2.3. Teoretická propustnost pam%tí Datovou propustnost pam:tí spo.ítáme takto: frekvence FSB x po.et p enášených byte x po.et pam:Nových modul8. Výsledky ukazuje tabulka tab 4.2.3.1.
Pam:N
FSB
P enášené Byte
[MHz]
Po.et kanál8
(ší ka slova) [B] pro p enos dat
Datová propustnost
Zna.eni Datová ší e
[GB/s]
modulu [b]
DDR
2x100
8
1
1,6
PC 1600
32
DDR
2x133
8
1
2,1
PC 2100
32
DDR
2x166
8
1
2,65
PC 2600
32
RIMM
2x533
2
2
4,2
PC 1066
16
Tab. 4.2.3.1. – Propustnost pam:tí p evzata z [3]
4.2.4. Cache V:tšinou tvo ena z SRAM bun"k. Používá speciální Eadi9 (Eadi9 cache), který dokáže dop edu odhadovat, která data bude mikroprocesor pot ebovat a automaticky je p esune z opera.ní pam:ti do cache. Ušet í se tak mnoho .asu.
HIT RATE Ur.uje pom:r mezi dotazy na.tenými do cache a celkovými dotazy mikroprocesoru.
Režimy cache •
Write-Through (p ímý zápis p es cache) - jde o nejstarší typ používané cache, zároveJ je nejpomalejší. Data se v tomto režimu ukládají zároveW do cache i do OP. V p ípad: pot eby pak CPU otestuje cache na výskyt dané informace a pokud nenalezne shodu, pak na.te data z OP.
•
Write-Back (opožd:ný zápis) - Oproti Write-Through se data zapisují pouze jednou a to p ímo do cache. V okamžiku, kdy jsou tato data odstran:na z cache dojde k zápisu do OP. - 45 -
•
Pipelined Burst - Pam:N provádí n:kolik operací dohromady, tzn. pokud program za.ne .íst informace z ur.ité adresy, pak cache na9te zároveW i adresy následující za aktuální. P ístupová doba pam:ti k dat8m se udává zhruba od 10 ns až do 15 ns.
4.3.Vn"jší pam"ti 4.3.1. Harddisk – fyzická struktura Celý pevný disk se fyzicky skládá z následujících sou.ástí: •
magnetické hlavy
•
médium, na kterém jsou uložena data
•
mechanika, jejímž úkolem je pohybovat hlavami
•
adi. pro ízení práce disku.
Médium se skládá z pevných kotou9/, které jsou umíst:ny v n:kolika vrstvách na sob:. S t:mito kotou.i pracují magnetické hlavy, které z nich dokáží .íst nebo do nich zapisovat data. Pohybují se nad povrchem jednotlivých kotou.8 na vzduchovém polštá i. Tohoto je dosaženo pomocí vztlaku, který vzniká mezi hlavou a rozto.enou plotnou disku, podobn: jako vznášedlo.Vzdálenost hlav od kotou.8 je pár mikrometr/ a proto musí být disk bezpe.n: uzav en ve vzduchot:sném pouzd e, aby nedošlo k n:jaké kolizi nap . s .ásticemi prachu. P i ne.innosti disku jsou magnetické hlavy v tzv. parkovacích oblastech, kde nezp8sobí žádnou škodu. V p ípad: kolize hlavy s kotou.em by došlo k poškození záznamové plochy disku a data by byla nenávratn: zni.ena. Magnetické hlavy slouží pro 9tení i zápis na médium (kotou.e). Pro každý kotou. existuje jedna hlava, ale ke .tení dochází z obou stran povrchu. Data se zapisují na všechny kotou.e, tj. do stop, které leží p ímo pod sebou. Je to zp8sobeno tím, že všechny hlavy se pochybují spole9n" nad kotou9i. Stopy ležící nad sebou se nazývají cylindry. Tímto se dosáhne výrazného zvýšení rychlosti vybavování informací.
- 46 -
Jednotlivé kotou.e jsou rozd:leny do soust edných kružnic nazývaných stopy (tracks). Každá z t"chto stop je rozd:lena do sektor/ (sectors). Stopy na kotou.i ve stejné vzdálenosti od st edu ozna.uje jako válec (cylinder).
Obr. 4.3.1.1 – Náhled na fyzickou strukturu disku [4] Parametry p íslušné každému disku jsou pak[4]: •
Hlavy disku (heads) – po.et .tecích (zapisovacích) hlav pevného disku, shodný s po.tem aktivních ploch.
•
Stopy disku (tracks) – po.et stop na každé aktivní ploše disku.
•
Cylindry disku (cylindry) – po.et cylindr8 pevného disku – shodný s po.tem stop.
•
Sektory (sectors): po.et sektor8, na které je rozd:lena každá stopa. U v:tšiny pevných disk8 po.et sektor8 na všech stopách stejný. Zápis a .tení z disku probíhá na magnetickou vrstvu kotou.e ve t ech krocích[4]:
•
Vystavení zapisovacích (.tecích) hlav na p íslušný cylindr. Nej.ast:jší metodou vystavování hlav je VOICE COIL (vystavovací cívka). Cívkou prochází proud a tím zp8sobuje výchylku. Mezi hlavou a cívkou existuje zp:tná vazba – hlava hlásí svou polohu ídící elektronice hlavy. Hlavy jsou na pružince, která p i výpadku proudu vrátí hlavy do parkovací oblasti.
•
Pooto.ení disk8 na pat i.ný sektor.
•
Zápis (na.tení) dat. - 47 -
Data jsou na disk zapisována po cylindrech od prvního až po poslední, což má praktický význam pro zrychlení práce disku.
Parametry HDD •
PEístupová doba – tj. za jak dlouho je disk schopen vyhledat nebo zapsat data. V:tšinou se jedná o cca 7-10 ms (musí se se.íst doba .ekání a vystavení).
•
Doba 9ekání - ekn:me, že hlava se už nachází nad správnou stopou. Musí se po.kat, až se pod ni doto.í sektor, ze kterého chce .íst. Nikdy nelze p esn: stanovit, za jak dlouho sektor dorazí, zhruba se používá polovina otá9ky disku. Dnes se nej.ast:ji používají otá.ky 7200 ot/min. Tzn.
1 1 •2• = cca 4,1 ms. 7200(otacek za sek .) 60( sek .)
Disk s 9600 otá.kami by m:l tuto dobu cca o 1 ms nižší. Doba vystavení - jde o .as, který je pot ebný k pochybu hlav na stopu. Vasov: lze íci, že je dlouhá zhruba 3 - 4 ms.
Prokládání Když dochází ke .tení dat z jednoho sektoru, odesílají se p es adi. a BIOS do opera.ního systému, který je poskytuje dále. Celá tato operace n"jakou dobu trvá a b:hem tohoto se hlava posune o ur.itou dráhu a už se nestihne p e.íst další sektor. Muselo by se tedy .ekat na doto.ení. Prokládání znamená, že data se ukládají ob n:jaký po.et sektor8 a .tení je bezproblémové a rychlé. Navíc svou roli v tomto p ípad: sehraje i vyrovnávací cache na disku (b:žn: 2 nebo 8 MB). Faktor prokládání je .íslo, udávající po.et p eskakovaných sektor8. Dnes je to díky cache pam:ti disku málo používaná metoda.
Obr. 4.3.2.2 – Prokládání 1:3
- 48 -
Hustota záznamu Cílem je vytvá et stále jemn:jší a p itom stabilní magnetické struktury s možností vyšší hustoty zápisu dat. Data jsou zapsána na miniaturní dipóly uchovávající bitovou hodnotu 0/1. P8vodn: se na kotou.e nanášela slabá vrstva oxid8, ta byla však nahrazena vrstvou tenkého filmu.
Kódování dat P i .tení dat se “.te” zm:na nap:tí, která je vyvolána pouze zm:nami magnetického toku (zm:nou hodnoty na 0 nebo 1). Pokud však hlava .te stejné dipóly za sebou, není schopna rozlišit jejich po.et. Proto byly [14] vyvinuty metody kódování dat: MFM, RLL, PRML: •
MFM (Modified Frequency Modulation) – Každý signál má vymezenu p esnou délku. Podle .asu pak adi. po.et stejných bit8 - dnes využíváno jen u disket.
•
RLL (Run Length Limited) - adi. si p epo.ítává ukládanou posloupnost na novou kombinaci 0 a 1. Ukládaná hodnota je p em:n:na tak, aby se v n:m nevyskytovaly ne.itelné sledy 0 nebo 1.
•
PRML (Partial Response Maximum Likehood) - hodnoty se zpracovávají digitálním signálovým procesorem (DSP). Ten i tyto hust: ležící dipóly p epo.ítá. PRML rozezná více dipól8 na malé ploše .ímž bylo dosaženo další navýšení kapacity disku.
Prekompenzace disku Vn:jší stopy jsou delší než vnit ní stopy uprost ed kotou.8. Ale i tak nesou stejné množství dat. Ve vnit ních oblastech existuje riziko slu.ování bitových informací (dipóly leží blízko u sebe a mohou se ovlivJovat). Tomu zabraJuje prekompenzace. eadi. tento pohyb dipól8 p edpokládá a data ukládá tak, aby byla po vzájemném p8sobení magnetických sil správn: uložena.
- 49 -
Zone bit recording Plocha disku je rozd:lena na zóny, v jedné zón: bývá zpravidla více stop. Každá zóna má jiný po.et sektor8, podle délky stopy. Používání ZBR zvyšuje kapacitu disku, je však náro.n:jší na mechaniku adi.e. Dnes ho využívá v:tšina disk8.
4.3.2 Harddisk – logická stuktura Data se ukládají na disk do stop a sektor8. Ale celý prostor, kam se data ukládají, musí mít n:jaký organiza9ní systém. Data (soubory) jsou na disku mapovány soustavou tabulek. Jde o logickou strukturu disku, která se vytvá í formátováním.
MBR - Master Boot Record Základem logické struktury je MBR. Je umíst"n v nultém sektoru a nulté stop: disku. Rozd:luje se na zavád:cí záznam a tabulku oblastí. •
Zavád:cí záznam - malý program, který je spušt:n p i startu po.íta.e BIOSem. Jediný jeho úkol je p e.tení tabulky oblastí a nalezení aktivní oblasti, z níž se na.ítá systém, který se vzáp:tí za.ne spoušt:t [5]. Obvykle se vytvá í pomocí program8 FDISK, LILO nebo GRUB.
•
Tabulka oblastí - (Partition Table). Specifikuje d:lení disku na oblasti (partitions).
DBR - DOS Boot Record Za.átek oblasti DOS, vytvá í se p i logickém formátu disku. Op:t se d:lí na 2 .ásti: •
Další malý program, jehož úkolem je zavedení systémových soubor8 z disku do OP. Tím pEedá BIOS kontrolu OS.
•
Tabulka BPB (BIOS Parameter Block). Obsahuje základní informace o parametrech disku pro BIOS.
- 50 -
Oblast DOS Tabulka MBR m/že disk rozd:lit až na 4 oblasti a v každém oddílu by potom mohl být jiný OS [5] . Nej.ast:ji využívanou strukturou je oblast DOS, kterou využívají i Windows 9x9. V oblasti DOS je možno vytvo it ješt: navíc n:kolik logických disk8. Oddíl rozd:lí na primární a rozší ený. Primární oddíl DOS obsahuje jednu logickou jednotku, kde jsou uloženy systémové soubory, které po startu na9tou OS do OP. Rozší ená oblast je pak odd:lenou .ástí oddílu a dá se ješt: dál d:lit na další logické oblasti.
P8íklad : Máme disk o celkové kapacit: 120 GB. Rozd:líte ho na primární a rozší enou oblast. Primární oblasti p id:líme 110 GB zvolíme souborový systém (SS) FAT32. Vytvo íme rozší enou oblast 9,5GB, zvolíme SS ext3 pro Linux. Z zbytku 0,5 GB vytvo íme logickou jednotku se SS Linux swap. Nakonec všechny jednotky zformátujeme a máme funk.ní disk. Disk m8žeme samoz ejm: rozd:lit i jinak.
Aloka;ní jednotky (Clustery) MS-DOS seskupuje sektory do aloka.ních jednotek – Cluster/, což je nejmenší prostor pro položku(soubor). Položka o velikosti menší než cluster zabere p esto celý cluster – položka pak zabírá na disku více místa než ve skute.nosti pot ebuje. Názory na d:lení disku se r8zní. Podle mne je nejvýhodn:jší mít jeden velký disk. Akceptuji ješt: rozd:lení na tzv. systémovou .ást nap . 5GB a datovou .ást 115GB (120GB disk). Toto d:lení má tu výhodu, že p i kolapsu systému, lze systémovou .ást zformátovat a neovlivní to data. Dalším hlediskem pro rozd:lení disku je optimální využití kapacity HDD. Problémem je, že je možno udržovat informace pouze o ur.itém množství cluster8 a proto p i v:tší kapacit: disku je t eba mít v:tší clustery. Logickým d:lením disku lze dosáhnout menší velikosti cluster8 a tím lepšího využití kapacity disku.
9
Souhrnné ozna.ení Windows 95, 98, 98SE, ME
- 51 -
Root Directory V .eském p ekladu znamená hlavní adresáE. Vytvo í se automaticky p i formátování. Zapisují se do n:j údaje o datech uložených na disku. Existuje n:kolik struktur logické skladby disku - starší FAT, nov:jší VFAT(FAT32), NTFS, ext2, ext3 a další. Ty jsou detailn: popsány dále.
FAT – Tabulka umíst?ní soubor@ - File Allocation Table Je hlavním jádrem logické struktury. P id:luje fyzický diskový prostor ukládaným program8m. Základní datovou jednotkou disku je jeden sektor (512 B). Kv8li velkému množství sektor8 existuje cluster (aloka.ní jednotka). Do n:j se sdružují sektory a vytvá í tak nejmenší logickou jednotkou na disku. Po.et sektor8 v clusteru je závislý na kapacit: disku a možnostech tabulky FAT/VFAT.
Hlavní adresá8 ve FAT Údaje pro jeden soubor mají vyhrazeno místo 32 Byte. Organizace jednotlivých Byte je podle [5]: •
8 Byte prostoru je pro jméno souboru .i adresá e
•
3 pro jeho p íponu.
•
Další 1 Byte v ad: obsahuje informace (atribut) souboru. Tj. A - soubor ur.ený k archivaci, S - systémový, H - skrytý a R - pouze pro .tení. Potom existují ješt: dva atributy. D - adresá , L - jméno disku.
•
Dalších 10 Byte je nevyužitých (VFAT je používá pro info o souboru, tj. data a .as pro VYTVOeENÍ, OTEVeENÍ).
•
4 Byte popisují datum a .as posledního zápisu do souboru.
•
2 Byte ukazují na první cluster do tabulky FAT. A poslední 4 Byte uchovávají délku souboru.
Hlavní adresá8 ve VFAT Velice podobné FAT, ale navíc zde existuje zápis dlouhých jmen. Možnost uložení delšího jména je vy ešena tak, že je využita jedna nebo více položek DOS adresá e.
- 52 -
ZároveJ se vytvo í náhradní jméno dlouhého názvu(prvních šest znak8, vlnovky a po adové .íslo).
Ext3 - Žurnálový souborový systém Žurnálový SS od klasického SS liší tím, že obsahuje speciální datovou strukturu žurnál [7]. Do té jsou zapisovány informace o provád:ných operacích. P i p erušení napájení se m8že se stát, že data budou na disku jsou v nekonzistentním stavu. To znamená, že v dob: výpadku byla nap . .ást dat v pam:ti. Takováto data je pak nutné opravit, což u klasického souborového systému m8že trvat pom:rn: dlouhou dobu . I tak je pak oprava problematická a m8že dojít k poškození dat. Žurnálový SS naproti tomu zajišNuje, že data jsou na disku uložena v „permanentn" konzistentním stavu“[7], resp. všechny nesrovnalosti je možné rekonstruovat b:hem n:kolika vte in z žurnálu. Tento SS využívá hlavn: OS Linux. Ext3 umožJuje si vybrat stupeW odolnosti proti nekonzistenci dat, který pak ur.uje výkon SS. Vybírat je možné ze t ech úrovní [7]: •
data=journal - Do žurnálu se zapisují jak operace s hlavi.kami soubor8, tak se soubory samotnými. Po nekorektním vypnutí je možné souborový systém v plném rozsahu rekonstruovat. Tento režim p edstavuje maximální ochranu p ed poškozením dat.
•
data=ordered - Do žurnálu se sice zapisují pouze transakce s metadaty10, ale operace s daty jsou uloženy ješt: p ed zápisem metadat. Díky tomu jsou metadata v každém okamžiku konzistentní. Tato volba je implicitním nastavením, nerozhodete-li se jinak.
•
data=writeback - Žurnálují se pouze metadata. Zápisové operace probíhají v optimálním po adí s ohledem na výkon. Po nekorektním vypnutí bude souborový systém v po ádku, ovšem v datech m8že dojít k chybám. Tento režim je co do bezpe.nosti ekvivalentní systému Ext2 p i zachování rychlého pr8b:hu programu fsck.
10
data obsahující informace o souborech
- 53 -
Žurnálový SS ext3 sice p edstavuje pro po.íta. vyšší režii, ale ve skute.nosti by m:l být dokonce rychlejší než Ext2. M:lo by toho být docíleno tím, že zápisy jsou provád:ny inteligentn"ji se snahou minimalizovat zbyte.né p esuny hlavy disku.
NTFS NTFS byl navržen na konci 80. let a to tak, aby splJoval sou.asné, ale i p edpokládané požadavky. K uživatelským dat8m jsou p idružena tzv. metadata, obdobn: jako u ext3. NTFS také obsahuje žurnál podobn: jako ext3.
Master File Table (MFT) MFT je obdobou FAT. Udržuje informace o rozložení všech soubor8, adresá 8 i metadat na disku. MFT je rozd:lena na záznamy. V jednom nebo více MFT záznamech NTFS ukládá metadata do jednoho nebo více záznam8. Ty pak popisují vlastnosti souboru nebo adresá e (bezpe.nostní nastavení, atributy) a jeho umíst:ní na disku. [19] Velikost záznamu je obvykle 1kB, ale m8že být i v:tší.
Záznamy v MFT Záznam obsahuje: •
Hlavi.ku - s údaji o záznamu (CRC, ukazatel na 1. Volný Byte v záznamu a .íslo prvního záznamu v MFT).
•
Atributy - popis dat nebo typu souboru .i adresá e.
Adresá>e v NTFS V NTFS je adresá uložen v MFT jako atribut "index". Ten je použit k uložení jmen soubor8 a kopií atribut8 standardních informací pro soubory v tomto adresá i. To zrychluje procházení adresá 8, protože není pot eba .íst MFT záznamy soubor8 v adresá i. [19]
Programy Pro vytvo ení log. struktury (windows/dos) se používá program fdisk a format. Z vlastní zkušenosti doporu.uji však použít program Partition Magic, který poskytuje k t:mto program8m GUI (Graphic User Interface – grafické uživatelské rozhraní) a navíc - 54 -
umožJuje m:nit typy/velikosti partition beze ztráty dat, což fdisk neumožní. Navíc umí pracovat i s ext2/ext3/linux swap/ntfs.
4.3.3 Datové mechaniky Nej.ast:jšími typy datových mechanik jsou Disketa, CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, Combo drive a Flash disk (drive).
4.3.3.1 Flash disk Populární „klí9enka“, která obsahuje pam:N typu Flash (kap 4.2.1.), rozhraní USB a ídící .ip. Vyrábí se v kapacitách od 32MB – 2 GB. Navíc i ve variantách USB1 a USB2, které specifikují i p enosovou rychlost. Rychlost zápisu je vždy o n:co menší než .tení, což vyplývá z fyzikální pot eby zm:ny p i zápisu, kdežto p i .tení se jen vybavuje informace. eádov: je rychlost USB2 8MB/s p i .tení, p i sekven.ním zápisu 7MB a p i bufferovaném zápisu 3,5 MB/s.
4.3.3.2 Disketa Disketa(Floppy Disk – FD) je jedním z nejpoužívan"jších p enosných médií. Dnes ji pomalu za.ínají vytla9ovat Flash disky a miniCD-RW(8 cm veliké CDRW). Je tvo ena plastovým kotou.em, na jehož povrchu je vrstva oxidu železa. Kotou. je uzav en v pouzd e z ochranného materiálu, které jej chrání p ed ne.istotou a mechanickým poškozením a ve kterém se kotou. otá.í. Obal má tzv. .tecí otvor, kterým p istupuje hlava k médiu. Záznam je provád:n magneticky. Data jsou zapisována do stop (Track) po obou stranách diskety. Stopy tvo í soust edné kružnic. Každá stopa je dál rozd:lena na tzv. sektory (sector), jež tvo í nejmenší log. jednotku diskety.
- 55 -
D:lení FD ukazuje schématicky následující obrázek.
Obr.4.3.3.2.1 – D:lení diskety na logické jednotky FDD (Floppy Disk Drive) mechaniky se p ipojují k adi.i pružných disk8 (FDD controller). Standardní
adi. podporuje p ipojení maximáln: dvou mechanik FDD.
P ipojení disketových mechanik k adi.i je provedeno pomocí plochého kabelu („kšandy“) se 34 vodi.i. Toto je dob e vid:t na p iložené prezentaci. Tento kabel má zpravidla 3 konektory –jeden pro p ipojení k adi.i a dva pro p ipojení mechaniky 3,5“. FDD adi. pozná první a druhou mechaniku podle p ek ížení kabelu. Vlastní .tení pop . zápis z pružného disku v mechanice probíhá ve tEech krocích: •
Vystavení .tecích (zapisovacích) hlav na požadovanou stopu pomocí krokového motorku.
•
Pooto.ení na p íslušný sektor.
•
Zápis (.tení) sektoru.
4.3.3.3 CD (Compact disk)
Standardy CD S postupem .asu se vyvinulo n:kolik typ8 formát8 CD podle [3]: •
Red book - je první normou, definuje tzv. audio-CD. Je zam: ena na popis záznamu zvuku. Rychlost p enosu je 150 KB/s.
•
Yellow book - Vychází z první, ale je zam: ena na záznam po.íta.ových dat. Navíc obsahuje korekci chyb p i záznamu dat. P enosová rychlost z8stala 150 KB/s.
•
Green Book - Obsahuje navíc videosekvence kódované pomocí MPEG.
•
Orange Book - Popisuje formát pro zapisovatelné CD. Zápis m8že probíhat postupn: v n:kolika záznamech - multisession, nebo najednou - single session.
•
White Book - Je ur.ena p edevším k p ehrávání film8, v podstat: je konkurentem VHS videa. Je postavena na kódování MPEG. Audiosignál má - 56 -
tém: plnou kvalitu CD, zatímco obraz videa MPEG o velikosti 352 x 288 bod8 p i 25 snímcích za sekundu.
Korekce chyb Existuje ve dvou variantách: •
Mód l využívá korekci chyb. Kód pro opravu chyb je uložen na konci každého datového sektoru. Lze využít pro v"tší kapacitu disku, pokud se opravná data nepoužijí a zapíšou se místo nich b:žná data.
•
Mód 2 opravu chyb nepoužívá. Sice se moc neprosadil, ale byly z n:j vyvinuty další speciální standardy.
Organizace dat na CD disku - ISO 9660 Stanovuje logickou strukturu. tj. stanovuje, jakým zp8sobem se musí nacházet data a adresá e na CD, aby je mohl .íst OS. Dnes se používá ISO 9660 Level 2, která podporuje dlouhé názvy soubor8. CD odpovídající ISO 9660 jsou ur.it: nejrozšíEen"jší.
Fyzikální princip "tení CD má pr8m:r 120 mm s 15mm otvorem uprost ed. TloušNka je 1,2 mm. CD-ROM má jedinou spirálovitou stopu. Za.íná uprost ed a odvíjí se sm:rem ven. Je rozkouskována na stejn: dlouhé sektory neboli bloky. Data jsou reprezentována pity (pits, d8lky) a poli (lands, plošky). Prakticky to zobrazuje obr.4.3.3.3.1 Obr.4.3.3.3.1 – Princip .tení CD Laserový paprsek vyza ovaný fotodiodou z .tecí hlavy CD-ROM prochází polopropustným zrcadlem. Pak prochází .o.ku, která ho zaost uje a dopadá na disk. Pole odrážejí paprsek zp:t a pity jej rozptylují. Odražené sv:tlo je na zrcadle p esm:rováno na fototranzistor. Ten p evede sv:tlo na elektrické impulsy, dále zpracované v adi.i disku.
- 57 -
Rozhraní Z po.átku existovala Eada možností, jak p ipojit CD mechaniky. P8vodn: byly p ipojitelné p es SCSI (Small Computer Systems Interface - U PC nep íliš používané rozhraní), je rychlé ale drahé. Další možností byla speciální karta daná výrobcem mechaniky, což bylo nevýhodné. Tak se nakonec [3] p ední výrobci PC dohodli na definici standardu ozna.eného ATAPI (AT Attachment Packet Interface). Definice vyšla z p8vodní normy ATA a její velikou výhodou je to, že ATAPI CD-ROM je možné p ipojit k rozhraní IDE, které je velmi rozší ené.
P%episovatelné mechaniky CD Mimo lisování lze na CD zapisovat i laserovým paprskem. Toho využívá CD-R, CDRW a Combo Drive (CD-RW + DVD-ROM).
Médium CD-R (Compact Disk Recordable) Na CD-R lze zapisovat jen 1x. Z toho plyne využití p edevším k archivaci.
CD-R se skládá ze dvou vrstev [3]: •
Vrchní, pln" odrazivé. Z .elní strany má tato vrstva zlatou nebo st íbrnou barvu.
•
Spodní, pln" pohlcující sv:tlo laseru, bývá v:tšinou zelená nebo modrá. V polykarbonátové (spodní) vrstv: CD-R média je již ve výrob: vytvo ena spirálová drážka, sloužící jako vodítko pro laser CD-R mechaniky. Je tak umožn:no velmi p esné nahrání dat na disk.
P i vypalování se horní vrstva propálí. Bohužel rozdíl mezi lisovaným a vypáleným pitem zp8sobuje nekompatibilitu u n:kterých starších CD-ROM.
- 58 -
Mechanika CD-R/W CD-R/W mechanika je velmi podobná mechanice CD-ROM. Používá však speciální laser, pracující v n:kolika úrovních. Vtení, zápis 0 a zápis 1. Záznamová vrstva CD-RW po zah átí krystalizuje. P i ješt: vyšší teplot: p ejde do amorfního stavu. Krystalický stav tedy vytvá í plošku (land) a amorfní stav zase pit.
Postupné pln.ní disku - Multisession Disk je rozd:len na sekce (session), zápis je proveden vždy do samostatné sekce. Každá sekce navíc pot ebuje cca 15 MB na servisní data. Z vlastní zkušenosti vím, že více než 6 session již není vhodné. Neúm:rn: se zvyšují na.ítací doby a n:kdy dojde k ne.itelnosti CD.
Audio CD Zapsání hudby na CD-R je další variantou. Na CD-R jsou data ukládána ve form: wav (nekomprimovaný audio formát). Dalším d8ležitým faktem je zp8sob, jakým bude zapisovací program ukládat skladby na disk. V zásad: jsou dv: možnosti [3]: •
Track-at-once - po jednotlivých stopách. Každá kompozice se zapisuje postupn: za sebou. Mezi skladbami na chvíli zhasne zápisový laser a proto se musí uložit i krátký blok lead-out s informací pro op:tovné navedení .tecího laseru CD-ROM. V podstat: p edstavuje jedna hudební skladba jednu sekci. P i p ehrávání se mezera mezi skladbami projeví dvousekundovým tichem a krátkým lupnutím (.tení bloku lead-out). Z tohoto d8vodu není track-at-once p íliš vhodným zp8sobem pro vypalování hudby na CD-R.
•
Disc-at-once je stará metoda záznamu, která nepoužívá multissesion. Celý disk se zapíše najednou a odpadne nep íjemné praskání mezi melodiemi. Tuto metodu však neum:jí všechny vypalovací programy.
- 59 -
Kompatibilita Použití r8zných médií zp8sobuje problémy s jejich .tením. CD-ROM (tedy lisované médium) má odrazivost sv:tla zhruba 80 % [3], média CD-R mají odrazivost 45 až 60 % a média CD-RW mají odrazivost pouhých 25 %. P i .tení CD-RW v CD-ROM mechanice se stává, že disk je odmítnut práv: kv8li nízké odrazivosti tvrstvy. Tyto problémy nastávají zejména u starších mechanik vyráb:ných v dob:, kdy se standardy CD-R a CD-RW ješt: nepoužívaly.
BURNProof Speciální technologie snažící se zabránit pEerušení toku dat b:hem vypalování. P ed zahájením vypalování se nejprve naplní vyrovnávací pam:N (buffer, cca 8MB). Tato pam:N slouží k tomu, aby vyrovnávala drobné výkyvy v p enosu dat mezi jejich zdrojem (HDD, CD) a vypalova.kou. Poté se za.ne vypalovat a v p ípad:, že buffer „podte.e“ (tj. nedostává se dat), pálit p estane. Když data dorazí, najde se na disku místo posledního záznamu a tam se pokra.uje v zápisu. Bez této funkce nebyly mechaniky schopny najít konec zápisu na CD a každý p ípad podte.ení bufferu (nedostatku dat) znamenal automaticky zni.ené CD.
4.3.3.4 DVD (Digital Versatile Disk, Digital Video Disk) Nový typ média je do zna.né míry podobný CD. Rozdíl je jen v hustot: záznamu a schopnosti zapisovat na ob: strany disku.. V:tšina DVD je navíc dvojvrstvá(tj, .ty násobná kapacita). Princip zápisu ukazuje obr. 4.3.3.4.1
Obr. 4.3.3.4.1 – Princip DVD Lidé ve filmovém pr8myslu požadovali nové médium, které by nahradilo CD a na které by se vešel celove.erní film. Proto byla navržena následující kritéria [3]: •
Musí být zachována zp:tná kompatibilita, nová mechanika musí p e.íst též disky d ív:jších standard8. - 60 -
•
Kompatibilita mezi PC a televizí.
•
Vysoká kapacita a výkon p i .tení dat.
•
Disk musí pojmout celý film najednou.
•
D8sledná ochrana autorských práv.
Disk DVD Video-DVD p edchozí požadavky naprosto splJuje. DVD se n:kdy p ekládá také jako Digital Video Disk. Typ komprese DVD je MPEG-2 a DVD pak má dva formáty [3]: •
720 x 480 bod8 p i 60 snímcích za sekundu pro americkou televizní normu NTSC.
•
720 x 576 bod8 p i 50 snímcích za sekundu pro evropský PAL.
DVD je navíc možno použít jak na b:žných, tak i širokoúhlých televizorech. Navíc je možno uložit záb:ry z devíti kamer, tj film je možno vid:t v devíti variantách. Samoz ejm: nechybí ani možnost uložit titulky, rovných 32. Pro záznam zvuku je použito Dolby Digital 5.1 - levý, st ední a pravý, vzadu levý a pravý kanál. Navíc je tu l kanál pro subwoofer (nízkoúrovJový reproduktor, viz kap. 5.3)
Formáty DVD Sjednocený standard je u DVD prozatím utopií. Existují 2 zastánci: DVD Forum a DVD Aliance. K tomu navíc existuje standard DVD-RAM, aby to bylo ješt: více komplikované. Systémy zápisu tedy jsou: •
DVD-RAM (Forum).
•
DVD-R a DVD-RW (Forum).
•
DVD+R a DVD+RW (Aliance).
DVD-RAM Standard DVD-RAM je jedním z nejstarších standard8 zapisovatelných DVD medií. Byl sm: ován p edevším do oblasti výpo.etní techniky. DVD-RAM není kompatibilní se stolními p ístroji DVD-Video. Velká výhoda je vysoký možný po9et pEepis/ - až 100000x. Kapacita starších medii DVD-RAM byla 2.6GB, sou.asná inovovaná media
- 61 -
pojmou obdobn: jako ostatní media 4.7GB [8]. Tyto disky jsou jako p episovatelný nosi. dat mnohem vhodn:jší než DVD-RW, díky vyšší spolehlivosti.
DVD-R Bohužel DVD-RAM nepokryje veškeré pot eby kladené na DVD. Zejména v oblasti spot ební elektroniky. Proto v roce 1997 vznikl první disk DVD-R. Výhody DVD-R: •
Dobrá kompatibilita (DVD-R p e.te 70% starších a více než 95% nových p ístroj8 DVD [8]).
•
Rychlost zápisu 2x a 4x.
•
media DVD-R jednozna.n: nejlevn"jší. Nevýhody: Nejsou p íliš vhodná pro .ast:jší zálohování dat, navíc se vyžaduje, aby každá session
byla nejmén" 1GB velká.
DVD-RW Disky DVD-RW jsou velmi podobné disk8m CD-RW, používá se identický typ záznamové vrstvy s fázovou zm:nou. Maximem rychlosti je 4x. Bohužel dostupnost t:chto medii není dobrá. Za další nevýhodou by mohla být považována vyšší cena medií typu "re-writable" a nižší rychlost zápisu. Výhody DVD-RW: Pokud je médium naformátováno jako VR (Video Recorder) je vhodné pro digitální rekordéry. Jsou také vhodné pro práci s daty, možný je i tzv. paketový zápis (UDF, sloužící jako HDD). Nevýhody [8]: •
Horší kompatibilita se stolními p ehráva.i (30-40%),
•
Pomalejší zápis a p epis než je tomu u disk8 DVD+RW. - 62 -
•
Pokud je disk naformátován jako VR, budou mu rozum:t jen n:které mechaniky DVD a stolní DVD-RW rekordéry, nikoliv již však p ístroje DVD-Video.
DVD+R a DVD+RW Media a mechaniky DVD+R a DVD+RW jsou nejnov:jším standardem v oblasti zapisovatelných a p episovatelných DVD medií. Spole.nostem Aliance se nelíbily licen9ní podmínky vytvo ené v DVD Foru a proto vytvo ili nový standard - DVD+R a DVD+RW. Disky DVD+R a DVD+RW si kladou za cíl uspokojit jak zákazníky ve spotEební elektronice, tak uživatele PC (podpora standard8 UDF, Bridge UDF, ISO 9660).
DVD+R Technologie výroby je stajná jako DVD-R, ale jsou více kompatibilní. Mechanika navíc není schopna rozlišit vypálené medium DVD+R od lisovaného media [8]. Cílem je pravd:podobn: zvýšení kompatibility. Výhody DVD+R: •
vynikající kompatibilita.
•
základní rychlost zápisu je 2.4x-4x.
•
cena se blíží blíží se mediím DVD-R. Nevýhody:
•
Menší rozší ení než DVD-R.
DVD+RW DVD+RW jsou velmi pružná, co se zápisu tý.e – mechaniky používají Loseless Linking, tzn. že každý z 32kB blok8 dat m8že být kdykoliv p epsán pop . nahrazen jinými daty. Tyto média jsou ur.ena jak na PC tak pro videorekordéry. Výhody DVD+RW: •
Výhodnost použití v PC. - 63 -
•
Rychlost p episu RW medií.
•
Disk chová jako pomalý HDD. Nevýhody:
•
Menší odrazivost - 40-50% a tím mírn: snížená kompatibilita.
Jaký formát vybrat? Podle mne je nejrozumn:jší vybrat si formát podle obliby a zp/sobu použití. Svou roli sehraje též kolektiv, ve kterém se pohybujete, tj. kompatibilita s kolegy. Já osobn: bych se rozhodl pravd:podobn: pro plusovou variantu.
- 64 -
Kapitola 5 – Multimédia Do této skupiny pat í veškerá za ízení, která slouží ke zprost edkování „styku“ po.íta.e a uživatele. Jedná se p edevším o grafickou kartu, zobrazovací za ízení (monitor, LCD, data projektor), zvukovou kartu a reproduktory. Navíc je možné do této skupiny zahrnout i n:které typy periferií, kterým je však v:nována samostatná kapitola. Klasickým rysem tzv. „multimediálního po.íta.e“ je vyšší výkon a také cena. Je také pravda, že n:kte í dodavatelé výpo.etní techniky využívají spojení „multimediální po.íta.“ jako magické zaklínadlo, jak zvýšit cenu. Takovýto po.íta. musí být schopen po ur.itou dobu vykonávat operace jako p ehrávání videa a možnost hraní nových her. Nejv:tším problémem je udržet schopnosti takového po.íta.e delší dobu. Díky vývoji jak ve sv:t: jak videí, tak her, dochází k r8stu nárok8 takovýchto aplikací na výpo.etní a 3D zobrazovací výkon PC a d8sledkem je „stárnutí“ PC. Nejvhodn:jší taktikou, jak udržet PC schopné držet krok s novými aplikacemi, je do p8l roku celý po.íta. prodat a po ídit nový. Takto lze minimalizovat náklady na nákup PC.
5.1. Zobrazovací soustava Je nejviditeln:jší, nejdražší a energeticky nejnáro9n"jší .ástí po.íta.ové sestavy. Bohužel se na ní dá také nejvíce ušet it, mnohdy na úkor zdraví a spokojenosti spot ebitele. Obraz vytvá í po.íta. pomocí dvou hlavních prvk8: •
Grafické karty – ta generuje obraz.
•
Monitoru – vygenerovaný obraz zobrazí.
Režimy práce Zobrazovací soustava pracuje ve dvou režimech: textovém a grafickém.
- 65 -
Textový režim Je starší a dnes již málo využívanou možností. Obrazovka je p i n:m rozd:lena na malá polí.ka, z nichž každé zobrazí jeden znak. Nej.ast:ji je na displeji 80 sloupc8 a 25 ádk8. Hlavní využití takového režimu jsou konzolové aplikace (v:tšinou nastavování PC). Tento zp8sob práce vyhovuje hlavn: psaní textu, je typický pro staré programy ur.ené k práci s opera.ním systémem DOS. Dnes se s ním setkáte hlavn: u starých program8 nebo p i startu, kdy vás Windows 9x informují o své .innosti b:hem spoušt:ní. Navíc se tento model využívá v BIOSu a p i POSTu (Power On Self Test – hlášení a otestování po.íta.e p i startu) PC. Tento režim není hardwarov: náro.ný, ale je zastaralý.
Grafický režim Obrazovka je rozd:lena na body. Rozsvícením ur.itých bod8 lze vykreslit libovolný text, obrazec atp. Navíc lze vytvá et barevné kombinace a p echody v textovém režimu nemožné, nap . duhu. Nejd8ležit:jší charakteristikou grafického zp8sobu práce je rozlišovací schopnost (rozlišení). Ta popisuje, kolik bod8 (pixel8) se vejde do ádku a do sloupce. Vím v:tší, tím lépe (samoz ejm: podle specifikace monitoru). Standardn" se setkáte s t:mito rozlišeními: •
640 x 480 (640 bod8 v ádku a 480 ádk8) je nejstarší, používaným p evážn: pro p8vodní DOS aplikace a p8vodní Windows 95.
•
800 x 600 nejmenší prakticky užitelné rozlišení pro OS od Windows 98
•
1024 x 768 je pom:rn: kvalitní, lze v n:m bez problém8 pracovat.
•
v 1280 x 1024 a 1600 x 1280 jsou nejlepšími módy. Pracují s nimi hlavn: programy CAD a DTP (DTP - Desktop Publishing ), ale i pro b:žnou práci jsou p íjemné. Je jen t eba investovat do kvalitní zobrazovací soustavy.
- 66 -
3D Grafický režim Je speciálním podrežimem grafické karty, kdy je od ní požadováno zobrazení složité 3D scény, pomocí speciálních instrukcí OpenGL nebo DirectX. D8ležitým hlediskem je pak tzv. FPS (frames per second) tj. po.et snímk8 za sekundu, který dokáže zobrazit. Pro nerušený pocit plynulého zobrazení je narozdíl od filmu (24 fps) pot eba minimáln" 60 fps. U filmu totiž existuje jev zvaný Motion Blur – rozmazání obrazu za pohybu. Tento jev zp8sobuje plynulejší vnímání obrazu. Ten se u 3D scény nevyskytuje. Z po.tu FPS vyplývá vysoké množství operací, které musí taková karta za sekundu zvládnout.
5.1.1. Zobrazovací adaptéry Jsou první .ástí zobrazovací soustavy. Jejich úkolem je „spo.ítat“ polohu jednotlivých pixel8 a p i adit jim barevný tón - grafické karty vlastn: p evád:jí p íkazy CPU pro zobrazení scény. Výsledek své práce odešlou na monitor.
Výrobci karet Nejzajímav:jší situace panuje na trhu grafických karet. Díky tvrdému boji mezi hlavními dodavateli grafických karet (nVIDIA a ATI) je velmi d8ležitý marketing. Problém je v tom, že cílem tohoto marketingu je maximalizace jejich zisku a ne možnost dát spot ebiteli na výb:r. Takže sou.asná situace se dá sm:le nazvat chaosem .ísel a zkratek. Je t eba obvyklé, že nap . FX 5200 je srovnatelné s GeForce 2TI, které je tém: o 2 roky starší kartou. FX5200Ultra je tase výkonné jako GF 3 TI200. 5600 Ultra je zase jako GF 4200 TI 4200. Bohužel ješt: existují p ípony jako SE, LE, XT, které také výrazným zp8sobem m:ní výkon a cenu karty. Jedná se jen o marketingový trik, jak prodat více levných karet, které mají „tém: “ stejné jméno jako jejich výkonn:jší klony. V p ípad: že si hodláte po ídit novou kartu, doporu9uji tabulku na obrázku P9. Je v ní p ehledn: zachycen výkon jednotlivých typ8 karet. ZvlášN upozorJuji na p ípony, porovnejte si výkony karet s a bez p ípon.
- 67 -
Vývoj grafických karet Zobrazovací soustava je nejd8ležit:jší sou.ástí interakce .lov:ka a PC. Vývoj grafických karet (GPU – graphic processing unit) byl zdlouhavý. Dnes GPU poskytuje leckdy i vyšší výkon než Pentium IV. Nejd8ležit:jším sou.ástí videokarty je procesor. Ten spole.n: s grafickou pam:tí ur.uje její výkon. Grafické karty navíc bývají vybaveny akcelerátorem 3D operací, který uleh.uje CPU. Ten umožJuje mimo jiné i složit:jší operace používané p i práci s 3D grafikou (nap . zakrývání neviditelných hran, stínování apod.) nebo operace spojené s p ehráváním videosekvencí. Tento typ karet se pak nazývá 3D akcelerátory. Na výkon videokarty jsou kladeny vysoké nároky. Proto je více než vhodné, aby do po.íta.8 s výkonnými procesory byly osazovány výkonné akcelerátory. Procesor videokarty je sb:rnicí spojen s videopam:tí. Ší ka této sb"rnice bývá (32b, 64b, 128b). Jedná se o jednu z klí.ových hodnot pro výkon GPU. P i nedostate.né ší ce není možno p esouvat velké bloky dat a dochází k výrazné degradaci výkonu v 3D aplikacích.
Pam%< na videokart% Tato pam:N m8že být následujících druh/ jak je uvedeno v [9]: •
DRAM (Dynamic RAM) – popsána v sekci 4.2.2.
•
VRAM (Video RAM) – pam:N mající možnost dvou vstup8 a výstup8 sou.asn:.
•
SGRAM (Synchronous Graphic RAM) – s podporou blokových operací.
•
WRAM (Window RAM) – podobn: jako VRAM, ale navíc s podporou blokových operací.
•
DDR RAM (Double Data Rate RAM (DDR SDRAM)) – též v 4.2.2. Grafické režimy videokarty jsou ur.eny jak jejím procesorem, tak velikostí
videopam:ti. Pro grafický režim platí následující vztah vyjad ující pot ebné množství pam:ti pro zobrazení obrazu daného rozlišení.
- 68 -
Velikost pam:ti = rozlišení x po.et bit8 / 8. Výsledky uvedeny v tabulce Tab 5.1.1.1
Rozlišení 640x480 800x600 1024x768 1280x1024 1600x1200
8 bit (256 barev) 512kB 512kB 1MB 2MB 2MB
16 bit (64 tis. barev) 1MB 1MB 2MB 4MB 4MB
24 bit (16 mil. barev) 1MB 2MB 4MB 4MB 6MB
Tab 5.1.1.1 – Kombinace rozlišení a barev a jejich pam:Nová náro.nost
Komunikace Videokarty mají standardn: pouze výstup pro analogový monitor. P evod digitálního signálu na analogový má na starosti DAC (digital to analog converter) GPU. Dnes se m8žeme také setkat i s digitálním výstupem DVI. Multimediální karty (VIVO) jsou vybaveny ješt: navíc ješt: televizním vstupem a výstupem. P8vodn: grafické karty komunikovaly pomocí ISA sb:rnice, pozd:ji p es PCI. Ani to však nesta.ilo a tak vznikl AGP (Accelerated Graphic Port). Speciální typ sb:rnice ur.ený pouze pro videokarty. Standardem je komunikace na 66 MHz – AGP 1x , dále p išla AGP 2x, 4x, 8x (tyto násobí p enosovou rychlost na stejné frekvenci).
3D akcelerátory Dnes se málokdy setkáme s kartami bez akcelerátoru 3D, který významn: urychluje 3D operace. S prvním 3D akcelerátorem ur.eným pro hry p išla firma 3Dfx. Tyto karty se jmenovaly se Voodoo. To fungovalo pouze ve spolupráci s b:žnou grafickou kartou. Pozd:ji byl akcelerátor 3D implementován p ímo na videokartu. Nároky uživatel8 navíc stále rostou. Akcelerace 3D hraje dnes ve sv:t: grafických komponent klí.ovou roli. Výrobci se p edhán:jí o nejlepší 3D akceleraci.
- 69 -
Výkon Pokud budeme hodnotit vliv jednotlivých 9ástí po.íta.e na 3D výkon, m:li bychom podle mnou upravených hodnot z [9] dojít k následujícím záv:r8m: •
15% - vysoký výpo.etní výkon CPU. Je pot ebný pro logiku aplikace/hry, podporu 3D rozhraní, „inteligenci nep átel“ a v neposlední ad: na manipulaci s daty, jejich konverzi.
•
10% - vysoká propustnost sb"rnice procesoru. Tudy procházejí veškerá data - pokud je propustnost této sb:rnice vysoká, nemusí pak .ekat ve vstupních a výstupních bufferech. Mnohé neduhy pomalé sb:rnice zmírní pam:N L2 cache.
•
10% - vysoká rychlost pam"tí. Systémová pam:N je vlastn: zdrojem i spot ebitelem veškerých dat a p ímo navazuje na sb:rnici procesoru. Data musí být .tena a zapisována co nejrychleji. Nejrychlejšími standardními pam:tmi by m:ly být minimáln: PC2600 DDR.
•
10 % - rychlost sb"rnice ke grafické kart:. Jedná se o rychlost p enosu dat sm:rem od CPU k vlastní grafické kart:. Je d8ležitá pro p enos textur. Minimem by m:lo být AGP 4x, dnešním maximem je AGP 8x. V budoucnu by to m:l být PCI EXPRESS 16.
•
30% - rychlý grafický 9ip na kart:. Již dnes není problémem jej vyrobit. Dnešní „top“ .ipy tém: s rezervou zpracují obrovské množství polygon8. Problémem je vždy jen cena.
•
35% - rychlou pam"D na grafické kart". V ní jsou totiž veškerá data (obrazové buffery a zejména textury), se kterými karta stále pracuje. P i vyšších rozlišeních a barevné hloubce zde provoz roste kvadraticky. P i vyšších rozlišeních se zejména tady vytvá í nejslabší místo celého PC.
GPU – Graphic processing unit Pro videokartu je klí.ovou .ástí grafický .ip. Tento .ip pak p ebírá velkou .ást výpo.t8 procesoru po.íta.e v pohyblivé .árce FPU (Floating Point Unit). To je d8ležité pro rychlost grafických výpo.t8 a operací. Ale samoz ejm:, že záleží hlavn: na použité vnit ní architektu e. Frekvence grafických procesor8 se dnes od pohybuje p es 400 MHz (FX5600) až k 500 MHz, což je základní frekvence FX5950. Tyto frekvence bývají - 70 -
mnohdy díky možnému pEetaktování mnohem vyšší. Avšak mimo rychlosti jádra spíše záleží na rychlosti a propustnosti pam"tí – ta je n:kde kolem 850MHz 27,2 GB/s, narozdíl od 300 Mhz, kde se pohybuje okolo 4GB/s. Vty gigabytová hodnota se sice m8že zdát dost, ale opak je pravdou.
Funkce GPU Hlavním úkolem GPU je po.ítat obraz pro zobrazení. Nejv:tší úspory výkonu GPU lze dosáhnout odstran:ním neviditelných .ástí výsledného obrazu. Relativn: jednoduchým porovnáváním (Z-buffer) lze odstranit ty nejvýrazn:jší a nejz ejm:jší p ípady p ekreslování. Ale problematické jsou zejména: •
Objekty polopr/hledné (voda, sklo, exploze, volumetrické sv:tlo, dým...).
•
Objekt ležící v pop edí pEekrývá objekt (nebo .ást) v pozadí.
Efekty Mezi nejznám:jší efekty GPU pat í: •
Antialiasing (AA) a celoobrazovkový antialiasing (FSAA) - vyhlazování zubatých hran
•
T&L lightning technologie zpracování osv:tlení
•
Bump-Mapping – „zrealitisti.n:ní“ nerovností povrchu.
•
Pixel a Vertex Shadery - technologie stínování objekt8
API Každý 3D akcelerátor spolupracuje s OS p es základní programovací rozhraní (API). To zna.n: zjednodušuje práci programátor8m. Nejobvyklejší API jsou: •
Glide – nativní API pro .ipy Voodoo.
•
DirectX – API od Microsoftu, je momentáln: ve verzi 9.0
•
OpenGL – API p8vodn: ur.ené výhradn: pro rendering pro „vážnou práci“, tedy ne pro hry. Poprvé ho využila hra Quake. Má dobrou kvalitu obrazu a je jednodušší na implementaci a poskytuje v:tší výkon než DirectX.
- 71 -
Vývoj grafických 4ipF Pr/kopníkem v 3D byla firma 3Dfx s .ipem Voodoo1, pozd:jí podléhá konkurenci nVidia, která v roce 2000 firmu kupuje.
S3 Firma produkující levné a nep íliš výkonné videokarty. Svou slávu si odbyla na 386 – Pentiích kartami S3 Trio. Nedávno p ešla pod spole.nost Via.
nVidia nVidia je dnes jednou ze dvou nejsiln"jších firem produkujících 3D chipy. Její jedinou konkurencí je ATI. Prosadila se v dob:, kdy nejlepší grafickou kartou byla Voodoo. Zm:nu p inesl .ip Riva TNT2, který dostihl Voodoo a navíc v 32 bitech. Na trhu si svou pozici vybudovala v r. 2000 .ipy GeForce256. Jednalo se o První GPU (Graphic Processing Unit), který um:l hardwarovou transformaci a osv:tlení (T&L). Tyto karty p ekonávaly všechny konkuren.ní firmy a nVidia koupila firmu 3Dfx a získala dominantní postavení na trhu grafických karet. Pozd:ji p icházejí .ipy GeForce2, GeForce3, GeForce4, GeForceFX které stále drží linii výborného výkonu za p ijatelnou cenu. Momentáln: jsou grafické karty s .ipem GeForceFX nejrychlejší na trhu (nepo.ítáme profesionální grafické adaptéry používané nap íklad ve filmovém pr8myslu). Stále se ale p etahují o prvenství s ATI Radeon.
ATI Technologies Inc. Firma ATI produkuje špi.kové grafické a multimediální karty. V podstat: celou dobu drží krok s nVidií. Její plus je vylad:ná podpora multimédií. Problém byl zpo.átku v nedokonalých ovlada.ích, bohužel i po n:kolika letech se firma s nekvalitními ovlada.i stále potýká. I p esto stále drží krok s nVidií a tvo í tak zdravou konkurenci.
- 72 -
Intel Spole.nost Intel zkusila své št:stí i na trhu grafických karet, a to s .ipem i740, ten se však stal velkým zklamáním a Intel od dalšího vývoje upustil. O.ekávám, že již brzy nastane doba, kdy bude kvalita her dosahovat filmu interaktivního charakteru. Rychlost po.íta.8 se pr8m:rn: co rok zdvojnásobuje a nároky na grafické karty též rapidn: stoupají. Monitory zvládnou .ím dál tím vyšší rozlišení. P enosy dat výrazn: stoupají. Dalšími trendy jsou nové videopam:ti, v:tší a rychlejší. S PCI Express 16 se zásadn: rozší í ší ka sb:rnice. Rychlejší architektura videokarty spolu DVI by m:la dopomoci k lepší kvalit: zobrazení.
5.1.2. Monitory Monitory jsou druhou základní sou.ástí výstupního za ízení po.íta.e. Slouží k zobrazování informací. V principu jsou monitory jen vylepšená elektronka - katodové trubice (CRT - Cathode Ray Tube). Hlavní .ástí každého monitoru je obrazovka. Vygenerovaný obraz se zobrazuje na stínítku. Jak je vid:t z obrázku 5.1.2.1. z [4], p i práci barevné obrazovky jsou ze t í r8zných katod umíst:ných v jedné obrazovce emitovány elektronové svazky, které rozsv:cují jednotlivé body v m ížce, která propustí vždy jen úzký svazek elektron8. Na zadní st:n: stínítka obrazovky jsou tzv. luminofory (luminofor = látka reagující na dopad elektronu zá ením). Tyto luminofory jsou ve t ech základních barvách - Red (.ervená), Green (zelená), Blue (modrá) - pro aditivní (skládací) model skládání barev.
- 73 -
Vlastní elektronové svazky jsou neviditelné, po dopadu na p íslušný luminofor dojde k rozsvícení bodu odpovídající barvou. Obr. 5.1.2.1. [4] – Princip barevné obrazovky Elektronové svazky (nabité .ástice) vychylují vychylovací cívky pomocí magnetického pole.
Celý obraz pak vznikne tak, že se vykreslují po ád dokola jednotlivé ádky
dostate.n: rychle (až 80 – 110 tisíc krát za sekundu). Elektronové svazky jsou emitovány z katody. Elektronové svazky pak prochází tzv. Wheneltovým válcem [4] (m ížka g1), který má vzhledem ke katod: záporný potenciál. Elektrony jsou jím odpuzovány a projde jich jen požadované kvantum. Po pr8chodu Wheneltovým válcem procházejí tyto svazky p es jednotlivé m ížky (g2 - g6), které mají naopak vzhledem ke katod: kladný potenciál [4], díky kterému jsou elektrony p itahovány. Speciální funkci zde má m ížka g3 (ost ení), která má za úkol zaost ovat elektronové svazky, a m ížka g6 (konvergence), od které se elektronové svazky postupn: sbíhají. Setkání nastane u masky obrazovky, kde se prok íží a dopadnou na své luminofory.
- 74 -
Podle tvaru masky rozlišujeme následující typy obrazovek:
Typ
Maska
Popis Z obrázku je patrné, jak je uspo ádána maska delta.
Delta
Body tvo í trojúhelníky. Bohužel kvalita zobrazení není velká.
Otvory CromaClear
v
masce
jsou
obdélníkového
tvaru.
Obrazovka CromaClear je dnes nejrozší en:jší Je to kombinace Delty a Trinitronu. Obrazovky Trinitron poskytují jedno z nejlepších zobrazení. Maska je tvo ena svislými pásy, které ve svislém sm:ru nejsou nikde p erušeny. Tím vznikne
Trinitron
problém p ichycení masky k obrazovce. eeší se natažením dvou vodorovných drátk8 p es obrazovku. Tyto dráty jsou potom bohužel vid:t.
Tab 5.1.2.1 – Technologie obrazovek U konkrétních obrazovek se mohou projevit následující základní poruchy geometrie obrazu: paralleogram, trapezoid, poduškovitost (pincushion), soudkovitost, posunutí (shift), horizontální a vertikální nelinearita, oto.ení (tilt). Jak vypadají se m8žete nejlépe dozv:d:t z obr. P10. Opravit je m8žeme pomocí OSD (On screen display – menu monitoru), pop ípad: je m8žeme nechat se ídit v servisu.
Parametry monitorF Každý monitor musí být pEizp/soben videokart:, ke které má být p ipojen – typicky podle typu konektoru – VGA (Video Graphic Array) nebo DVI (Digital Video Interface).
- 75 -
Monitory je možné rozd:lit podle [4] do dvou základních skupin: •
monochromatické (.ernobílé): informace zobrazují pouze v odstínech jedné barvy (obvykle bílá, oranžová, zelená)
•
barevné (color): umožJují zobrazovat více r8zných barev sou.asn:
Dalším hlediskem je velikost obrazovky, udávaná její úhlopEí9kou. K té v:tšinou p ísluší ur.ité b"žné rozlišení popsané v kapitole 5.1. B:žn: používané velikosti obrazovek u monitor8 tedy jsou: •
14“, 15“: - 800 x 600 bod8. Vyšší rozlišení už je t:žko .itelné.
•
17“: 1024 x 768.
•
19“ - 21“: 1280 x 1028 bod8 až 1600 x 1200 bod8.
Pro kvalitu obrazu je podstatným ukazatelem frekvence obnovování obrazu. Proto se u monitoru udává: •
horizontální frekvence (HF - ádkový kmito.et): - v kHz, kolik bod8 vykreslí elektronové svazky monitoru za jednu sekundu.
•
vertikální frekvence (VF - obnovovací kmito.et obrazu): v Hz, po.et obraz8 zobrazených za jednu sekundu.
Tyto frekvence jsou spolu s rozestupem bod8 m ížky nejd8ležit:jším hlediskem p i nákupu monitoru. Platí, že p i nejvíce používaném rozlišení by VF nem:la ur.it: poklesnout pod 75Hz, 85Hz je obvyklá hodnota. Dalšími vhodnými doplJky monitor8 jsou •
antireflexní krytí - omezuje odrazy sv:tla.
•
flat screen - malé zak ivení plochy obrazovky.
Existují také multimediální monitory, které mají zabudované reproduktory. Bohužel ty musí obsahovat magnet, který ovlivJuje elektronové svazky. Z toho plyne v:tšinou rušení obrazu. Magnetické vychylovací cívky se mohou vlivem magnetického zá ení samy zmagnetizovat. Jejich magnetické pole se zm:ní, což se projeví nep esným vychylováním elektronového paprsku a rozost ením barev obrazovky. Mnoho monitor8 se p i startu
- 76 -
automaticky odmagnetuje, jiné (hlavn: ty s v:tší úhlop í.kou) mají speciální odmagnetovávací tla.ítko (ozna.ované DEGAUSS).
5.1.3. LCD-displeje Patrn: se stanou náhradou katodových obrazovek, alespoJ p i ur.itých .innostech. Ukazuje se však, že negativní jev LCD, zvaný pam:Nový efekt je naprosto nevhodný pro hraní her a .áste.n: také pro p ehrávání videa. Tento jev vzniká z podstaty principu funkce LCD panelu.
Princip 4innosti Vinnost LCD-displeje (Liquid Crystal Display - displej z tekutých krystal8) je založena na polarizaci sv:tla pomocí tekutých krystal8, z nichž jsou složeny jednotlivé obrazové buWky. Princip na obrázku z [3] je na obr 5.1.3.1.
Obr 5.1.3.1 – BuJka LCD Displej je podsv"tlen a buJka LCD bu\to propustí nebo nepropustí toto zá ení. Na spodní a horní stran: buJky displeje jsou umíst:ny polarizátory, ty propoušt:jí pouze sv:tlo polarizované bu\ ve vodorovném nebo svislém sm:ru. Mezi t:mito polarizátory je vrstva tekutého krystalu. V p ípad:, že krystaly pooto.í sv:tlo tak, aby prošlo druhým polarizátorem, jeden bod se rozsvítí. Naopak jsou-li pooto.eny naopak, sv:tlo neprojde a bod z8stane temný. [3] Mezistavy jsou realizovány zm:nou nap:tí p ivád:ného do buJky. U barevného LCD panelu je jeden bod složen ze 3 barev (RGB). LCD panely jsou složit:jší na výrobu a proto i 3 nefunk.ní buJky na panelu jsou v norm: a není to d8vod pro reklamaci. U LCD existuje tzv. nativní rozlišení. Je to takové rozlišení, pro které je LCD vyrobeno. V jiných rozlišeních vypadá obraz „divn:“. Je to jedna z nevýhod LCD.
DSTN (Double Super Twisted Nematic)
- 77 -
Zastaralá metoda ízení bun:k displeje. Zavést vodi. ke každému pixel8 a jednotliv: jej ídit je p íliš náro.né a proto se na jeden sloupcový vodi. se p ivádí pevné záporné nap:tí a sou.asn: na jednotlivé ádky prom:nná kladná nap:tí podle toho, jak mají být odpovídající obrazové body jasné. V míst:, kde se tyto dráhy zk íží vznikají elektrická pole, podle kterých se krystaly v buJce orientují. Tím se ur.í jas bun:k. [3] Každý ádek a každý sloupec pixel8 je ízen jedním tranzistorem – tzv. pasivní displej. Nevýhodou je, že se elektrická pole podél vodivých drah mohou ovlivnit i jiné obrazové body než ty, jimž je nap:tí ur.eno. Tím pak vznikají rušivé linie a stíny. P ekreslování obrazu je pomalé. DSTN je ale mnohem levn"jší a proto nalezl uplatn:ní v prvních noteboocích.
TFT (Thin Film Transistor) Každý obrazový bod je Eízen mikroskopickým tranzistorem (typu FET - Field Effect Transistor), který m8že regulovat elektrické pole mnohem p esn:ji, rychleji a s podstatn: nižším nap:tím než DSTN [3]. Tranzistorová matice je p ímo napaEována na desti.ky filtr8. Nazýváme je aktivním displejem. Bohužel je ale na jeden displej je t eba n:kolika milion8 tranzistor8 a proto je výroba TFT podstatn: náro.n:jší a dražší. Tyto LCD ale reagují daleko rychleji na zm:ny obrazu a nezp8sobují zkreslení a díky tomu byly displeje DSTN nahrazeny technologií TFT.“
- 78 -
Charakteristické vlastnosti LCD zabírají mnohem mén: místa a nezkreslují obraz v okrajích a mají menší spot ebu. Bohužel jsou také mnohem dražší. U p enosných po.íta.8 jsme se setkávali s displeji úhlop í.ek 11,3“, spodní hranicí dnešních typ8 je 13,3“, standardem jsou úhlop í.ky 15“,16“,17“ a maximem 19“. Rozlišovací schopnost je u 13“ a 14“ displej8 obvykle 1024 x 768, u 19“ 1600x1200.
5.2. Zvuková karta Po.íta. ady PC je standardn: vybaven reproduktorem - PC speakerem. Tento reproduktor je p ipojen p ímo na MB. Jeho zvukové schopnosti jsou však velmi omezené a slouží v:tšinou pouze k vydávání jednoduchých zvuk8, jako jsou nap . varovné pípnutí p i vzniku chyby apod. Pokud ale chceme mít zvuk ve špi9kové kvalit" musíme doplnit PC o zvukovou kartu. Je to za ízení, které slouží k po.íta.ovému zpracování zvuku. ZajišNuje kvalitní zvukový výstup z po.íta.e. Ke zvukové kart: lze dále pEipojit následující za ízení: •
Sluchátka.
•
Reproduktory.
•
Zesilova..
•
Mikrofon.
•
Externí zdroje (rádio, magnetofon, ...).
•
Elektronické hudební nástroje vybavené také tímto rozhraním (nap . elektronické varhany, syntetizátory apod.).
Tato karta je schopna provád:t jak záznam, tak reprodukci zvuku.
- 79 -
Záznam zvuku Záznam zvuku je provád:n z analogového signálu (mikrofon, rádio, audio CD). Audio signál se skládá z vln (kmit8). Tento analogový signál se p evádí p es ADC (Analog to digital convertor - p evodník) na signál digitální. Samotný p evod se uskute.Juje pomocí vzorkování (sampling) [4]. Signál je po shodných .ástech zaznamenán. Vím kratší je tento interval, tím vyšší je tato vzorkovací frekvence a tím bude výsledný záznam kvalitn:jší. Ale také prostorov: náro.n:jší – je pot eba víc místa pro uložení záznamu. Dále lze kvalitu ovlivnit po.tem rozlišitelných úrovní v každém vzorku (po.et bit8 na vzorek). V následující tabulce je uvedeno nejobvyklejší d:lení úrovn: kvality záznamu:
Kvalita
Vzorkovací frekvence
Po.et bit8 na vzorek
Po.et vzork8
Délka dig. záznamu
Telefonní kvalita
11025 Hz
8
1 - Mono
11 kB/s
Radio kvalita
22050 Hz
8
1 - Mono
22 kB/s
CD kvalita
44100 Hz
16
2 – Stereo
172 kB/s
Tab. 5.2.1 - Úrovn: kvality záznamu Nicmén: vzorkováním vznikají extrémn: dlouhé (veliké) záznamy, je vhodné provést ztrátovou kompresi (nap . MP3), která využívá nedokonalosti lidského sluchu. Výsledný soubor je pak menší i 10x – 100x. Pokud se jedná o záznam z digitálního signálu (nap . elektronické piano p ipojené prost ednictvím MIDI rozhraní), tak se neprovádí vzorkování, ale zaznamenávají se p ímo jednotlivé Byty zasílané tímto rozhraním (noty) . Takto se zaznamená: •
Nástroj, který tón hraje (piano, housle, varhany atd.).
•
Výška tónu.
•
Délka tónu.
•
Dynamika úhozu na klávesu.
•
Další specifické vlastnosti.
- 80 -
Reprodukce zvuku P i p ehrávání pak karta tento zvuk generuje podle své vnit ní MIDI tabulky nástroj8. M8že k tomu použít dva zp8soby: •
FM syntézu – pomocí FM syntetizátoru (obvod OPL 2, OPL 3 nebo OPL 4) skládá vln"ní a tím generuje zvuk. Tato metoda najde nejlepší uplatn:ní u her a p ehrávání hudby.
•
Wave Table syntéza - se používá u dražších zvukových karet, kdy je využit p ímo navzorkovaný signál skute.ného nástroje uložený v pam:ti karty. Vždy je uložen jen jeden tón od každého nástroje. R8zných výšek tohoto tónu se dosáhne r8znou rychlostí p ehrání vzorku.
5.3. Reproduktory Abychom mohli ádn: ocenit zvuk generovaný zvukovou kartou, je t eba mít ádné reproduk.ní za ízení. Vasto dostanete k PC malé reproduktory a myslíte si, že tím je zaru.en poslech. Bohužel frekven9ní rozsah reproduktoru je .asto opomíjenou veli.inou. Existují t i základní frekven.ní pásma – basy, st edy a výšky. R8zné reproduktory mají r8zné schopnosti v"rn" (bez zkreslení) reprodukovat takovýto signál. K silným a kvalitním reproduktor8m pot ebujeme zesilova9. Dnešní zvukové karty .asto podporují minimáln: zvuk typu 5.1, tj. levý, st ední, pravý, levý zadní a pravý zadní kanál a k tomu všemu ješt: subwoofer (reproduktor pro nízké frekvence). Možná namítnete, pro. sta.í jen jeden subwoofer. Je to dáno tím, že lidské ucho nedokáže p esn: rozlišit odkud p ichází zvuk o nižší frekvenci a proto se z ekonomických d8vod8 používá takovýto „podvod“. Tímto domácím kinem (v kombinaci s velkým monitorem pop . televizí) dosáhneme naprosto realistický požitek z nap . DVD filmu.
- 81 -
Kapitola 6 – Periferie Periferie lze definovat jako za ízení, které není nezbytn" nutné k provozu po.íta.e, ale rozšiEuje jeho schopnosti. Periferie se k PC p ipojují prost ednictvím rozhraní. Rozhraní jsou r8zného typu, ale v podstat: jen slouží ke komunikaci mezi periferií a MB. Typy rozhraní ze specifikace ATX [6] nejlépe ilustruje následující obrázek 6.1
Obr. 6.1 – Rozhraní podle specifikace ATX Typy rozhraní zastoupené v ARMCORE modulu (.ipu na MB) jsou tedy COM, LPT, RJ-45, Flash Disk, PCMCIA, LCD, USB, PS/2, IrDA, IDE, AC97 a další. To znamená, že dnešní chipsety podporují všechny výše uvedené typy rozhraní, je však .ist: na výrobci MB, které obvody se využijí a které z8stanou nevyužité.
Nejobvyklejší rozhraní Tato kapitola je v:nována vý.tu a stru.nému popisu n:kterých periferií: •
Faxmodemové karty – karty pro p íjem a odesílání faxových zpráv pomocí po.íta.e. Tyto karty také dovolují propojení po.íta.8 pomocí telefonní sít:.
•
Karty pro zpracování videa (stEihové karty) – dokážou zpracovat videosekvence v reálném .ase.
•
Karty pro pEíjem teletextu – umožJují PC p ijímat teletext.
•
Televizní a radio karty – p ijímají televizní a rádiový signálu na po.íta.i.
•
Karty pro pEipojení m"Eicích pEístroj/ – specializované karty pro p ipojení r8zných m: icích p ístroj8 (osciloskopy, multimetry).
•
Bezpe9nostní karty – slouží k ochran: dat na PC, kódují veškerý obsah pam:ti a znemožJují cizí p ístup bez jména a hesla.
- 82 -
•
Tablety – za ízení pro profesionální práci s CAD. Vypadá jako myš, ale snímací za ízení je umíst:no v podložce. Variantou m8že být perový tablet (místo myši je pero).
•
Trackbally – za ízení funk.n: podobné myši, jen se s ním nepohybuje, ale pohybuje se p ímo s detek.ní kuli.kou. Pohyb je pak p eveden na kurzor.
•
Touchpad – dotyková podložka
•
Touchscreen – dotyková obrazovka
•
Sníma9e 9arového kódu – využívá laserový paprsek k p e.tení .arového kódu. Ten pak data odešle jako sekvenci .íslic místo klávesnice.
•
Plottery – za ízení pro vektorový výstup na papír. Plotter obsahuje pohybliv: upevn:nou hlavu s bodovým perem, kterým pak pohybuje nad papírem a tvo í tvary. Výhodou je v:tší kvalita .ar oproti rastrovému tisku z tiskárny a je vhodný pro CAD.
•
SíDové karty – zprost edkovávají spojení PC mezi sebou. Existuje hodn: standard8 p enosu po síti, ale jejich rozbor by byl nad rámec této práce. Ilustra.ní obrázky jsou k dispozici v prezentaci.
- 83 -
6.1. TISKÁRNY Typy tiskáren Tiskárny se podle principu tisku d:lí na jehli9kové, inkoustové a laserové. Principy si rozebereme v jednotlivých kapitolách.
6.1.1. Jehli4ková tiskárna U jehli.kové tiskárny se k tisku využívá tisková hlava, která obsahuje sadu jehli9ek na elektromagnetech, které pak magnetické pole vyst eluje skrz pásku na papír a tím „te9kuje“ výstup. V závislosti na po.tu t:chto jehli.ek jehli.kové tiskárny d:lí na: •
7 jehli.kové – Využívají se jen v prodejnách, jako pokladny. Nevýhodou extrémn: nízká kvalita tisku.
•
9 jehli.kové – umožJují tisk v tzv. NLQ režimu (Near Letter Quality) - blízký dopisní kvalit:. Odpovídá asi tak psacímu stroji.
•
24 jehli.kové – umožJují pom:rn: kvalitní LQ režim (Letter Quality) režim tisku. Navíc umožJuje pom:rn: rychlý tisk – v rámci jehli.kových tiskáren.
Jsou pom:rn: hlu9né a pomalé, ale zase levné na provoz. Výhodou je též možnost tisku p es „kopírák“, který jiné typy tiskáren nepodporují. Nejobvyklejší tvar vystihuje obr. P11.
6.1.2. Inkoustová tiskárna Inkoustová tiskárna tiskne pomocí inkoustu, který je z pohybující se tiskové hlavy tryskami po kapi.kách vyst ikován na papír. Kapi.ky i trysky jsou mikroskopické. Vím menší kapi.ky se poda í výrobci dosáhnout, tím lepší je výsledek tisku. Hlava pak obsahuje takovýchto trysek n:kolik desítek.
- 84 -
K tisku se využívá: •
Termoelektrický princip – inkoust se oh eje a je tlakem par vyst elen na papír.
•
Piezoelektrický princip – krystal se po p ivedení proudu prohne a vyst elí kapi.ku.
Kvalita tisku je závislá na použitém papíru, ale v:tšinou je o n:kolik ád8 lepší než jehli.ková tiskárna. Použitím barevné tiskové hlavy m8že bez problém8 tisknout barevn:. Jsou vcelku rychlé (10 str/min) a tiché, trochu dražší na provoz. Fotografie je na obr. P12
6.1.3. Laserová tiskárna Nejlepší dostupná tiskárna, ale také nejdražší, jak na po ízení tak na provoz. Lze tisknout velmi kvalitn: - –až 1200 DPI(Dots per inch – te9ek na 9tvere9ní palec) a rychle – i 20str/min. Princip tiskárny je na obr. 6.1.3.1 ze [4]
Obr. 6.1.3.1 z [4] – Princip laserového tisku Data jsou nejprve p evedena na videodata, která se odešlou na na vstup polovodi.ovému laseru. [4] Polovodi9ový laser pak vyšle laserový paprsek, který je p esm:rován p es zrcadla na rotující válec. Kam tento paprsek na válec dopadne, dojde k jeho nabití statickou elekt inou. Rotující válec se to.í okolo toneru (barvícího prášku), kde na sebe p itáhne .ástice prášku vlivem statické elekt iny. Papír, který vstoupí do tiskárny ze vstupního podava.e, je nejd íve nabit statickou elekt inou na vyšší potenciál než válec. Když tento papír prochází kolem válce p ejde toner na papír. Toner je do papíru dále zažehlen a papír je nakonec zbaven elektrostatického náboje a umíst:n do výstupního zásobníku. Rotující válec pak projde okolo sb"ra9e elektrostatického náboje a 9isti9e od toneru. Barevný tisk je u laserových tiskáren možné docílit použitím r8znobarevných toner8.
- 85 -
6.2. Scanner UmožJuje pEevést p edlohu do digitálního obrázku do PC. Základem skeneru je vždy ádkový CCD sníma.. Jde o t í ádkový sníma., s tím že každá ádka snímá jednu složku sv:tla (RGB ). Tento sníma. se pak pohybuje a snímá jednotlivé ádky. [14] Na jeden pr8chod je v:tšinou zpracována celá plocha p edlohy, protože sníma. na ší ku obsáhne celý ádek. Lze snímat prakticky cokoli, co jde p itisknout na sklen:nou desku za ízení. Royli3uj9 se dva typy p edloh: •
Pr8svitné (transparentní) p edlohy.
•
P edlohy odrazivé.
Denzita Jedním z parametr8 d8ležitým pro snímání je denzita.Ur.uje ur.uje, kolik r8zných intenzit sv:tla je schopen scanner dosáhnout. Vím je vyšší, tím lépe si skener poradí s velmi tmavými a velmi sv:tlými oblastmi. U levných skener8 se denzita ani neudává jak je nízká, ale u profesionálních za ízení jde o jeden z hlavních parametr8.
Hloubka barev Mezi další parametry pat í bitová hloubka barev. CCD sníma. je vybaven ADC (analogov: digitální p evodník), který dokáže rozlišit jen ur.ité množství barev. M8žeme se setkat s r8zn: uvedenou bitovou hloubkou. Nej.ast:ji v bitech. Tedy nap íklad 24, 30, 36 nebo 42 bit8.
Lze je d:lit na: •
Ru9ní scanner (P13) : uživatel musí scannerem sám rovnom:rn: pohybovat. Dnes se již tém: nevyužívá.
•
Stolní (deskový) scanner (P14): CCD .tecí prvek se pohybuje pomocí servomotorku sám a tím je dána lepší kvalita snímání.
- 86 -
Rozlišení Je po.et DPI, které dokáže scanner rozlišit. Je dáno t emi faktory: •
Po.et snímacích bun:k sníma.e. Každá buJka fyzicky snímá vždy jeden bod na ádku.
•
Optická soustava – ur.uje pom:r zv:tšení obrazu
•
P esnost krokového motorku – Ten zajišNuje posun snímací hlavy, musí se posunovat vždy rovnom:rn:. Vím menší krok dokáže motorek zajistit, tím v:tší rozlišení m8že být.
Rozlišení skeneru je v:tšinou udáváno dv:ma hodnotami (nap .: 600x1.200 dpi). Nižší hodnota znamená po.et bod8 rozlišovaných na ádku. Jeden bod má ší ku 0,042 mm. Druhý rozm:r je ur.en p esností krokování motorku. [14]
Rozhraní Scanner se k po.íta.i m8že p ipojit pomocí: •
vlastní karty
•
SCSI rozhraní
•
sériového portu
•
USB
- 87 -
6.3. Klávesnice Je nejobvyklejším prost edkem komunikace PC a .lov:ka. Obsahuje 101 (US standard) nebo 102 (European standard) kláves. Tyto klávesy lze rozd:lit do 4 blok8 : •
Abecední pole: obsahuje znaky abecedy, .íslice, speciální znaky a speciální klávesy (SHIFT, CTRL, ALT, ENTER, apod.)
•
Funk9ní klávesy: klávesy ozna.ené F1 až F10, jejich funkce závisí na práv: spušt:ném programu.
•
Kurzorové klávesy: klávesy pro ovládání kurzoru
•
Kurzorové a numerické klávesy: obsahují klávesy pro .íslice pop . ovládání kurzoru
Obr. 6.3.1 – Pole klávesnice Pro Windows se ješt: p idávají speciální klávesy – Win (Start) a kontextové menu pro ovládání. Další mutací jsou ergonomické klávesnice jako nap . na obr. P. 16 Dále podle realizace funkce jednotlivých kláves je možné rozd:lit klávesnice podle [4] na: •
Pracující na principu spína9/ - používá pro každou klávesu mikrospína.
•
Kapacitní: stisknutí klávesy vyvolá zm:nu na kapacitním modul, jenž vysílá pat i.né signály, které jsou potom interpretovány obvodem 8048 umíst:ným p ímo v klávesnici. Tyto kódy jsou pak vysílány do po.íta.e.
- 88 -
Klávesnice bývá k po.íta.i pEipojena v:tšinou 5 kolíkovým PS/2 konektorem nebo DIN5 konektorem. Obr. 6.3.2 je PS/2 konektor
6.4. Myš Myš (mouse) je za ízení jež p enáší pohyb po podložce na kurzor. Dnes rozlišujeme dva základní typy myší:
•
Mechanické myši – p enáší pohyb kuli.ky na vále.ky (h ídelky), které jsou napojeny na optickou závoru. Tento pohyb pak vyhodnotí .ip umíst:ný v myši a odešle do PC. Každá myš pak obsahuje n:kolik spína.8, ty reagují na stisk tla.ítek. Velkou nevýhodou je, že musí se .asto .istit vále.ky p enášející pohyb.
Detail útrob myši je na obr. P15 •
Optické myši – Optický senzor rozpoznává pohyb po podložce, funguje na principu korelace. V myši je umíst:na malá kamera (CCD .i CMOS prvek s maticí o velikosti n:kolik desítek bod8). Ta snímá obraz v nízkém rozlišení, ale zato velmi .asto (1000-6000 snímk8 za sekundu). Plochu pod kamerkou osv:tluje LED dioda. Detail rozebrané optické myši je na obr. 6.4.1 z [15].
Je zna.n: p esn:jší a nezne.išNuje se. Levn:jší modely mívají problémy s rychlým pohybem. Detail kvalitn:jší optické myši Microsoft na obr. P14
Obr. 6.4.1 – útroby optické myši
- 89 -
Kapitola 7 – Záv"r
Myslím si, že hlavní cíle práce, tj. vytvo it ucelený materiál, sloužící pro výuku p edm:tu Principy po.íta.8, se mi poda ilo splnit. Bohužel pro obsažení celé této problematiky bylo pot eba výrazn: rozší it po.et stran tohoto materiálu. Navíc díky rozsahu práce bylo na n:kolika místech pot eba, zejména u obrázk8, d:lit kapitoly až do páté úrovn:, což by se možná dalo vy ešit jinou segmentací práce, ale myslím si, že by to bylo na úkor p ehlednosti a kompaktnosti. Hlavním problémem, se kterým jsem se setkal, bylo rozhodnout a zhodnotit relevanci obsahu jednotlivých knih, z nichž nejedna má p es 500 stran. Takovéto publikace nejsou rozhodn: ur.eny pro za.áte.níky a orientace v nich je zna.n: nep ehledná a i cena je vysoká. Myslím si, že výb:r, který jsem provedl, by m:l naprosto posta.it student8m p edm:tu Principy po.íta.8, pro které je navržen. P iložená prezentace v MS PowerPoint, ur.ená pro promítání p i hodin: by m:la usnadnit pedagogickou .innost p i výkladu. Myslím si, že se mi poda ilo upozornit na hlavní úskalí spojená s nákupem PC marketing, který je výrazn: znát nap íklad u grafických karet. V této práci jsem Vám nastínil funkce po.íta.e jako souhrnu komponent, které spolu komunikují a ovlivJují se navzájem. Doufám, že moje vysv:tlení jejich funkce bylo dostate.né a pakliže Vám tato práce rozší ila Vaše chápaní po.íta.e, jsem spokojen.
- 90 -
1. PEíloha – Obrázky P1. Von Neumannova architektura po.íta.e
P2. MB a další p ipojené jednotky – b:žné PC
- 91 -
P3. Pam:N DDR a DDR II – náb:žná a sestupná hrana
P4. Komunikace pomocí sb:rnice
- 92 -
P5. Microtower case
P6. Vodní chlazení firmy AQCOOL
- 93 -
P7. SECC PII P8. Jádro .ipu Intel Pentium 4 (Northwood) [17]
- 94 -
P9. Nvidia vs. ATI a marketing [10]
- 95 -
3. PEíloha – CD-ROM
PEiložené CD obsahuje:
•
text této práce v .pdf formátu
•
prezentaci v MS PowerPoint
- 96 -
PEehled použité literatury:
[1] MINASI, Mark. Velký pr8vodce HARDWAREM. 1. .eské vydání, Grada publishing, 2002, 768 s. ISBN 80-2470273-8 [2] MUELLER Scott, Osobní po.íta. Hardware, Upgrade,Opravy. 1. .eské vydání, Computer Press, 2003, 862 s. ISBN 80-7226-796-5 [3] HORÁK, Jaroslav. HARDWARE u.ebnice pro pokro.ilé, 1..eské vydání, Computer Press, 2001, 365 s. ISBN 807226-553-9 [4] PELIKÁN, Jaroslav. Technické vybavení po.íta.8 [online]. [cit. 2004-04-23]. URL:
. [5] KLIMEŠ, Tomáš. Poznej a postav si své PC [online]. Vydáno dne 31. 05. 2003, [cit. 2004-04-23]. URL: [6] ATX specification v. 2.03[Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< www.formfactors.org/developer%5Cspecs%5Catx2_1.pdf > [7] Souborový systém ext3[Online], petricek, [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.petricek.cz/clanky/ext3.html> [8] DVD+R(RW) levn: NEC ND-1100A, PCtuning.cz [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.pctuning.cz/titulnistrana/hardware/cddvdrw/Default.aspx?CatID=206&LayId=2&ArtId=17903 > [9] KUVERA, J., Vývoj grafických zobrazova.8 [Online] [cit. 2004-04-23]. URL: [10] 3D hitparáda - shrnutí, PCtuning.cz [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.pctuning.cz/titulnistrana/testyarecenze/Default.aspx?CatID=236&LayId=2&ArtId=18809&ChapID=4472> [11] D:jiny výpo.etní techniky, VVUT [Online] [cit. 2004-04-23].
URL:< http://sen.felk.cvut.cz/sen/historie/index_cz.html#Historie>
- 97 -
[12] GIGABYTE HOME SITE, GIGABYTE [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://tw.giga-byte.com/> [13] FIŠER, Ji í. PRINCIPY OPERAVNÍCH SYSTÉMn, 1. Vydání, Edi.ní st edisko PF UJEP, 2003, 99 s. ISBN neuvedeno [14] BERAN, Radek, Hardware [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.beranr.webzdarma.cz/hardware/hardware.html> [15] Chipmunk, An Optical Mouse on the inside, [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.chipmunk.nl/ProMouse/part5.html> [16] DDR II: Mémoire de demain, [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.net2hardware.com/article.asp?ID=52&P=2> [17] Hans , Looking at Intel's Prescott die, [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://chip-architect.com/news/2003_04_20_Looking_at_Intels_Prescott_part2.html> [18] Computer tutorial.de, [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.hw-welt.de>
[19] NpMEC, Milan, Detailní popis NTFS, [Online] [cit. 2004-04-23]. URL:< http://www.zive.cz/h/Uzivatel/Ar.asp?ARI=6724&CAI=>
- 98 -
