Princíp počítača, Von Neumannova schéma

Ostatné » Informatika

Autor: macxo
Typ práce: Maturita
Dátum: 21.06.2009
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 1 273 slov
Počet zobrazení: 9 843
Tlačení: 542
Uložení: 541
Von Neumannova schéma
Číslicový počítač je zariadenie na spracovanie dát, grafických údajov alebo údajov z výrobného procesu, ktorý pracuje podľa vopred pripraveného programu, ktorý sa nachádza v pamäti.
Časť, v ktorej sa vykonávajú výpočty, sa nazýva procesor. Procesor počítača tvorí riadiaca a operačná (aritmeticko-logická) jednotka. Údaje a programy vkladáme do počítača cez vstupné zariadenie (napr. klávesnica, pevný disk, disketa, optický disk a i.).
Spracované výsledky sledujeme pomocou výstupného zariadenia (napr. monitor, tlačiareň, súradnicový zapisovač a i.)
 
Komponenty počítača
Pamäť slúži na uloženie (zaznamenanie) informácií a inštrukcií vstupujúcich do počítača, medzivýsledkov, výstupných údajov ale aj grafických informácií. Pamäť počítača delíme na operačnú (vnútornú), ktorá zabezpečuje uchovanie údajov v čase, kedy počítač pracuje a na pamäť používateľskú (vonkajšiu), ktorá uchováva údaje a programy v čase, kedy je počítač vypnutý.
Jednotlivé časti počítača sú navzájom prepojené. Prepojenie, ktoré zabezpečuje vzájomnú výmenu dát medzi jednotlivými komponentmi počítača nazývame zbernica. Vstupné a výstupné zariadenia a vonkajšie pamäte tvoria periférne zariadenia počítača.
 
Pamäť (memory) je funkčná jednotka na uchovávanie dát. Jej základom je elementárna (najzákladnejšia) bunka, ktorá je schopná uchovávať dva základné logické stavy 0 a 1 (binary digit - bit, dvojková číslica), pričom 8 bitov tvorí 1 slabiku - byte (B). Jedno slovo (word) sa skladá z 1 až 4 bajtov.
Byte (bajt) je pamäťová jednotka, ktorá je schopná uchovať jeden znak (napr. písmeno). Ako príklad môžeme uviesť bežnú stranu písaného textu, ktorá obsahuje 30 riadkov po 60 znakov. Dohromady je to 1 800 znakov na stranu, teda 1 800 B počítačovej pamäte. Rozsah pamäte je vyjadrený v počte bajtov, ktorý je mocninou dvojky. Na vyjadrenie veľkosti pamäte sa používajú jednotky kilobajt (KB), megabajt (MB) a gigabajt (GB).
 
1 KB = 1024 B = 210 B
1 MB = 1 048 576 B = 210 KB = 220 B
1 GB = 1 073 741 824 B = 210 MB= 220 KB = 230 B
 
Vnútornú pamäť z hľadiska spôsobu uloženia a čítania dát delíme na dve základné skupiny:
pamäť ROM - Read Only Memory - trvalá (permanentná) pamäť je energeticky nezávislá, ktorá umožňuje len čítanie dát. Jej obsah sa zapíše už pri výrobe a nedá sa viac meniť. Určená je na zapamätanie štandardných programových prostriedkov.
pamäť RAM - Random Access Memory - pamäť s priamym prístupom je energeticky závislá, pričom umožňuje čítanie aj zápis údajov z/do pamäte. Má adresovateľnú každú pamäťovú bunku a jej obsah možno ľubovoľne meniť.
 
Pamäť ROM uchováva údaje aj po vypnutí počítača zo siete, a preto spravidla obsahuje obslužné programy počítača. Sú v nej uložené:
-  testovací program základných technických prostriedkov počítača - technický zavádzač operačného systému,
-  program BIOS (Basic Input/Output System), ktorý slúži na komunikáciu operačného systému s technickými prostriedkami počítača.
-  v súčasnej dobe je pamäť ROM nahrádzaná pamäťou EPROM (programovateľná pamäť), pri neodbornej manipulácii je tu riziko poškodenia BIOS-u (poškodenie môžu spôsobiť aj špeciálne vírusy).
 
Operačná pamäť - hlavná pamäť počítača (RAM) musí byť dostatočne rýchla (čítanie alebo zápis trvá < 1 s) a slúži na ukladanie:
-  základných informácií o systéme
-  jednotlivých zložiek operačného systému
-  programov a dát používateľa počítača
 
Cache - veľmi rýchla pamäť (síce menšia ako RAM, ale rýchlejšia ako RAM), do ktorej sa ukladajú práve používané údaje a informácie (128, 256, 512 kB), typ L1 - cache je na základnej doske, typ L2 - cache je priamo na procesore

Mikroprocesor (microprocessor) je monolitický integrovaný obvod veľkej integrácie (hustoty) v jednom puzdre, obsahujúci aritmetickú jednotku, univerzálne a jednoúčelové registre a ďalšie logické obvody. Riadený je riadiacimi signálmi a vykonáva aritmetické a logické operácie, presuny dát a iné operácie.
Úlohou mikroprocesora je vykonávať inštrukcie - príkazy a zaisťovať prenos dát medzi jednotlivými časťami počítača. Cesty, ktorými "prúdia" tieto údaje, sa nazývajú zbernice. Zbernice majú významný podiel na rýchlosti prenosu dát v počítači. V starších typoch počítačov sa využívali 16-bitové zbernice ISA, novšie modely s procesorom 80386 a 80486 využívajú 32- bitové zbernice VESA - LOCAL BUS, najnovšie architektúry PC používajú rýchle zbernice s označením PCI.
 
Jednou z dôležitých vlastností mikroprocesora je frekvencia CPU udávaná v MHz (megahertz - jednotka frekvencie). Počítače radu PC-XT používali CPU s frekvenciou 4,77 MHz, modely PC-486, resp. PENTIUM používajú CPU s frekvenciou až do 200 MHz.
Ďalšou vlastnosťou mikroprocesora je šírka slova, t. j. najväčšie číslo, ktoré je možné spracovať v rámci jednej operácie (8, 16, 32, 64 bitov).
 
Zbernica (bus) je skupina "vodičov" spájajúca moduly a jednotky počítača s cieľom výmeny dát medzi nimi.
 
Riadiaca jednotka (Control Unit) sprostredkováva prenos riadiacich signálov medzi CPU a periférnymi zariadeniami, akými sú pevný disk, pružný disk, klávesnica alebo monitor. Spravidla je tvorená jedným čipom na základnej doske (najmä v základných doskách pre PENTIUM), príp. osobitnou doskou - radič diskov.
 
Sériové rozhranie - port RS-232 má jednoduchú koncepciu, ktorá je založená na prenose dát po jednom bite za sebou (sériovo - t. j. bit za bitom). Používa sa najmä na komunikáciu počítača so zariadeniami, ako sú myš, modem atď. Prenosové vzdialenosti sú radovo desiatky až stovky metrov.
Paralelné rozhranie, často nazývané aj port CENTRONICS, je výrazne rýchlejšie ako sériový port, pretože prenáša naraz 8 bitov (1 bajt) cez paralelné vedenie. Nevýhodou sú ruchy "nachytané" pri takomto prenose, čím je obmedzená prenosová vzdialenosť paralelných spojení cca na 3 metre.

Pevný disk (Hard Disk) je tvorený zväzkom magnetických diskov a záznamových hlavičiek, ktoré sú umiestnené spolu s pohonným motorčekom do hermeticky uzavretého obalu. Dôležité údaje, ktoré charakterizujú pevný disk i ďalšie pamäťové médiá, sú tieto veličiny: kapacita disku, doba prístupu (čas, za ktorý sa vyhľadajú dáta na disku), rýchlosť prenosu dát (čas, za ktorý sa dáta z disku prečítajú).
 
Pružný disk (disketa) spolu s disketovou jednotkou (Floppy disk drive) tvoria ďalší, neodmysliteľný druh pamäte počítača. Disketa je pružný kotúč, tvorený z nemagnetickej podložky, na ktorej je nanesená záznamová magnetická vrstva. Tento kotúč je uzavretý v tuhom alebo polotuhom obale. Výhodu pružných diskov je možnosť jednoduchého prenosu programov a dát medzi počítačmi. Najbežnejším rozdelením pružných diskov je ich delenie podľa veľkosti - rozmeru, prípadne podľa hustoty záznamu.
Štandardnou veľkosťou pružných diskov používaných v starších typoch PC bol rozmer 5.25", v novších modeloch PC je to rozmer 3.5". Pružný disk sa skladá z magnetického nosiča informácií a ochranného obalu, ktorý ho chráni pred mechanickým poškodením a prachom.
Základnou funkciou disketovej jednotky je snímanie a ukladanie informácií z pružného disku pomocou tzv. hlavičiek, ktoré sa nachádzajú v disketovej jednotke a sú v tesnej blízkosti so záznamovým magnetickým médiom, ktoré sa otáča pomocou malého motorčeka (najčastejšie 300 otáčok za minútu).
Pri výbere diskiet si pamätajme tieto základné označenia typov diskiet:
SS - jednostranná disketa (Single Sided)
DS - obojstranná disketa (Double Sided)
SD - záznam s normálnou hustotou (Single Density)
DD - záznam s dvojitou hustotou (Double Density) - 360/720KB
HD - záznam s vysokou hustotou (High Density) - 1.2/1.44 MB
 
Väčšina počítačov používa na zobrazenie informácií zobrazovaciu jednotku - monitor. Na to, aby mohol počítač komunikovať s monitorom, musí obsahovať grafickú kartu (adaptér zobrazovacej jednotky). V grafickej karte sa uchovávajú a pripravujú dáta určené na zobrazenie a vytvára sa tu výstupný signál, ktorý je spracovávaný vstupným obvodom monitora počítača. V súčasnosti existujú grafické karty, ktoré sa navzájom líšia najmä rozlišovacou schopnosťou a možnosťou zobrazovania farieb. Ich delenie je takéto:
 
CGA Color Graphics Adapter (640 x 200 bodov),
MGA  Monochrome Graphics Adapter (používal sa len na zobrazovanie textu),
HERCULES  Adaptér MGA s grafickou rozlišovacou schopnosťou 720 x 348 bodov
v monochromatickom režime,
EGA Enhanced Graphics Adapter (rozšírený grafický adaptér s možnosťou
grafického farebného zobrazovania s rozlíšením 640 x 350 bodov),
VGA  Video Graphics Array (zmodernizovaný adaptér EGA s rozlíšením
640 x 480 bodov - štandard pre počítače PC),
VHRGA 8514/A  Very High Resolution Graphics Adapter (s vysokou rozlišovacou
schopnosťou 1024 x 768 bodov - označenie XGA),
SVGA  Super VGA (novú generáciu grafických kariet tvoria adaptéry
s vysokou rozlišovacou schopnosťou 1600 x 1200 bodov)
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


Odporúčame

Ostatné » Informatika

:: KATEGÓRIE - Referáty, ťaháky, maturita:

0.018