Struktura osobního počítače

O osobním počítači budeme mluvit po zbytek roku, hlavně o jeho hardwaru. Budeme hovořit pouze o počítači třídy PC. (Proti PC si na konci roku budeme povídat o přenosném PC).
Pc jsme si zvolili hlavě kvůli myšlence firmy IBM -> modulární struktura. Struktura osobního počítače má za cíl možnost vytvořit si PC na míru a složit si ho jako skládačku. Různé komponenty se dají dokupovat a tím se dá vylepšovat celý hardware PC.

PC se bude skládat ze Základní desky, která je umístěna ve skříni (tzv. Case). Základní deska je vybavena porty a konektory. Obsahuje třeba patici pro procesor. Zadní strana desky nese konektory, které jsou přímo připojeny na plošný spoj. -> Zde se propojují tzv. přídavná zařízení.
Základní deska má normalizaci, která říká, jde mají být umístěny např. ventylátory popř. kde mají mít výfuk.
Pevné disky slouží jako záložní data pro počítač. Přenosné zařízení jsou DVD, CD, USB atd.
Grafické karty mohou být i dvě (pro hry, střih či jiné graficky náročné práce), zvuková karta, síťová karta, specifické karty (které se používají hlavně v průmyslu) kvůly paralelní a sériovému rozhraní.
Počítač obsahuje tlačítka: vypnout, reset či zapnout síť, dále počítač obsahuje konektory (např. audio).
Skříň je vybavena zdrojem, který převede proud na potřebné napětí. Zdroj je spínavý.
Pro zobrazení se musí použít monitor. My se budeme bavit o LSD monitorech, ale také o historii monitorech.
Do struktury osobního počítače můžeme zahrnout klávesnici, která je nejdůležitější (více než myš) protože je vše textové. Např. pro obsluhu MSDOS stačí pouze klávesnice.
Myš je polohovací zařízení, kterým určujeme proměnnou polohu.
Další zařízení mohou být Tiskárny, digitální fotoaparát či modem.

 

Počítačová skříň (Case)

Počítačová skříň (Case) je zařízení osobního počítače, které má za úkol uložit všechny mechanicé součástky. Klasický materiál pro šasí je plech, který drží všechny komponenty, dají se namontovat držáky apod. Obal skříně může být z vylysovaného plechu či nějaké slitiny.

Tyto materiály se používají kvůli vlastnostem, které mají např. vedení tepla nebo váha. Na tloušce plechu záleží také hluk, který bude vydávat z krabice. Ideální šířka je 1,2 mm, rezonance je poté minimální. Počítačová skříň může být různě orientovaná, na ležato se používají tam, kde se musí šetřit místo. “Tower” skříň na výšku. Tower se rozděluje na:

  • Mini tower (kancelářský)
  • mid tower (domácí – obsahuje až 6 šachet)
  • height tower (upravený počítač)

Chlazení počítače:

  • pasivní (např. vodiví materiál)
  • aktivní (např. větrák)

Zdroje: 300V pro hrací pc 800V pro server

Zdroje se musí chladit, protože se tam vytváří nárazově velice velké teplo.
Pevní disk, životnost a funkčnost záleží na chlazení procesoru. Procesor se musí chladit kvůli stovkám milionů rezistorů, které jsou uvnitř a vyvíjejí velké teplo.

Založní pamět (HDD)
Operační paměť pracuje s paměťovými místy, je to polovodičová paměť. (Dá se skládat)
Mezipaměť (polovina) rychlá vyrovnávací paměť.
Registry (má instrukce po dobu zpracování)

Paměť (polovodič)
Typ ROM a RAM

Druhy a proncipy ROM
Paměť mikroprogramu. Kontaktuje pomoci 0 a 1, dostavaji se instrukce. PROM – programovatené
EPROM – mazatelné programovatelné.

Základní deska

Základní deska je tvořena plastem na který je nanesena měď. Dají se tam indukovat poměrně vysoké obélníkové signály, které se nacházejí v jednotlivých obdelnících. Základní deska byla vytvořena určitou skupinou firem rozdílně, teprve po vstupu firmy Intel na trh se vytvářely optimalizované součástky. Původně základní desky připomínaly bývalé desky pro nesení součástek různých elektronických zařízení, teprve později s rozvojem osobních počítačů se začat formovat rozměl. Poprvé se desky vytvářely vytvářely desky v Asii, kde je výroba levněšjí a znikaly tam určité zvyklosti a tím tam vznikly první rozměrové řady AT a baby AT.

Po modernizaci se zde objevila řada ATX, které měli rozměry již s bohadčí nabídkou a pevným optimálním uspořádáním. Kdybychom se blíže podívali na desku, uvidíme, že zběrnice (čáry mezi sloty a paticí procesoru) je vidět že vedou soběžně, ale tam kde je křivení jsou vodiče prodlouženy, aby byli stejné hardware parametry.

Navrhnout kvalitní desku plošného spoje, hlavně díky frekvenci je celkem velké umění. Rozložení součástek je dáno tím, jaký bude chipset. Kromě základní částí proccesorem, který je pro komunikaci, jsou tam obvody, které vedou do grafické karty.

Dále jsou tam konektory pro vstupní a výstupní zařízení. Integrovaná síťová karta je také připojena, dále jsou tam konektory, které jsou starší např. konektory PS2 (přenosová rychlost: desítky kilobitů) ale také novější konektory USB 2 (kolem 480 mb/s přenosové rychlosti) popř. i USB 3. Umístění slotů pro paměnti DRAM jsou velmi blízko k vlastnímu procesoru, aby byli rychlejší zběrnice systému. Čím delší je vodič, kterým procházejí signály, tím silnější je to rušič signálu.

Dalé na základní desce můžeme nalézt podle druhu karty také sloty pro další karty (např. externí grafická karty, CD/DVD mechanika atd.) Toto řešení je hlavně kvůli ceně více vrstvého spoje, který je na ploše základní desky. Další zběrnice (rozhraní) jsou pro připojení diskové jednotky. Diskové jednotky jsou zde přípojeny pomocí sériového zapojení.

Součástky, které jsou podstatné pro základní desku jsou “čipsety” (chipset). Čipset v paměti obsahuje BIOS, většinou jsou řízeny někým jiným než hlavním procesorem. BIOS řídí se zálohování dat a zápis do vyrovnávací paměti. Další typ paměti je CMOS, ve kterém je SETUP počítače. RAM udrží informace i po vypnutí napájení, pokud chceme data číst musí být ale připojen k napětí. Naopak CMOS musí mít po vypnutí náhradní zdroj (baterie) udržuje např. systémový čas.

Napájení desky je pomocí 20 pinového napájecího zdroje přímo z hlavního zdroje. Vstupní hodnota je 3,5V ale dále se tato hodnota rozděluje např. do chipsetu.

Základní desky pro počítače průmyslového zařízení jsou vybaveny úplně jinak než normální typy.

Sběrnice

Sběrnice má přenosovou rychlost, která je odvozena od protokolu přenosu (za jak dlouho stihne vybavit data adresou a intervalu (taktu) a poslat je dál). Sygnály sběrnice jsou: read, write. Sběrnice rozdělujeme na sériové a paralelní

Interval který je v protokolu je důležítý, proto, aby se některá data dala posílat zasebou. Často se sběrnicí pracuje tzv. třetí strana (pouze u palelní sběrnice).

Z několika obvodů se ke směrnici připojí jen dva piny.

Čipová sada

Čipová sada je jeden nebo více integrovaných obvodů. Tyto obvody pracují ve vzájemné společnosti a prodávají se jako celek. První deska měla 300×300 mm a kvůli tomu, že se na desku nevešlo vše bylo tam různých součástek, které se nedají nazvat jako paměti, ale spíše jako soušástky.

Přímí přístup nebo přerušení fungují jako komunikace mezi souřástkamy. S první základní deskou AT jsme již měli 10 typu obvodů. Stará se hlavně o komunikaci mezi mezi procesorem, sběrnicemi, sloty, řadiči a dalšími součástmi na základní desce.

Mezi nejznámější producenty čipů patří společnostem jako NVIDIA, AMD, VIA Technologies, SiS a Intel.