Title: Základní součásti počítače
Course: Didaktika ICT > Section: Základní pojmy informační činnosti

Cíl

V tomto tématu si představíme základní části počítače a stručně probereme jejich význam, funkce a parametry.

Průvodce studiem

V následujících kapitolách se podrobněji podíváme na význam, funkci a parametry základních součástek počítače. Téma pěkně shrnuje video s Pavlem Liškou, které najdete v kapitole Dále doporučujeme. Celkově ba vám studium nemělo zabrat více než dvě vyučovací hodiny, včetně splnění testu, úkolu a doplňkových aktivit.

Výklad učiva

V každém počítači jsou stovky součástek, které dohromady tvoří složitý celek. V následujících kapitolách si stručně představíme základní součástky, které jsou pro provoz počítače nezbytné.

Základní deska

Základní deska (motherboard), někdy také mainboard) tvoří základní hardwarové vybavení počítače. Jsou k ní připojeny další součástky (procesor, paměti, rozšiřující karty, pevný disk, optická mechanika apod.), které spolu vzájemně komunikují. Její funkci můžeme lépe pochopit na praktickém příkladu, jakým je sledování filmového DVD na obrazovce počítače. při přehrávání čte optická mechanika data z filmového DVD (pro počítač jsou to jen jedničky a nuly) a posílá je dále do základní desky. Na základní desce jsou speciální obvody, které určují, kam a jak se budou data dále zpracovávat v dalších součástkách (jako je např. procesor, grafická karta a operační paměť). Kromě vzájemného propojení součástek řídí základní deska také jejich vzájemnou komunikaci. Díky tomu se stane, že jedničky a nuly z DVD se postupně dostanou do operační paměti, zpracuje je procesor a nakonec doputují do grafické karty, která je spolu s monitorem přemění na obraz, který na monitoru sledujeme.

Procesor

Procesor (CPU, Central Processing Unit) je součástka, která spolu se základní deskou výrazně ovlivňuje výkon celého počítače. Se základní deskou je spojený pomocí patice (socket). Na procesoru je umístěn chladič, který je zpravidla opatřený ventilátorem. Procesor bývá často přirovnáván k srdci nebo mozku počítače. V každém případě je to součástka, která zpracovává strojové instrukce a provádí miliony operací za sekundu. Rychlost procesoru ovlivňuje ovlivňuje několik faktorů, k těm nejdůležitějším patří:

- Frekvence (udává se v GHz). Je to vlastně rychlost, s jakou provádí procesor operace. Čím vyšší je frekvence, tím více operací procesor za sekundu provede.
- Počet jader. Obecně platí, že čím více jader procesor má, tím lépe a rychleji nám umožní provozovat více aplikací najednou. Pokud budeme například psát text v textovém procesoru, u toho bude spuštěný program na přehrávání písniček a zároveň se bude na pozadí do počítače kopírovat několik gigabajtů dat z externího disku, bude práce určitě plynulejší s dvoujádrovým procesorem než v jednojádrovým.
- Velikost vyrovnávací paměti (cache, udává se v MB). Vyrovnávací paměť procesoru je sice oproti ostatním pamětem v počítači velmi malá, ale zato několikanásobně rychlejší. Procesor si do ni ukládá data, se kterými často pracuje. Díky tomu jsou data přístupná daleko rychleji, než kdyby je např. načítal z operační paměti. Velikost vyrovnávací paměti má velký vliv na výkon procesoru, čím má procesor této paměti více, tím lépe.
- Další parametry (patice, architektura, spotřeba atd.).

Procesor je velmi složitá součástka, jejíž výkon ovlivňuje několik vzájemně provázaných parametrů. Při porovnávání procesorů musíme vzít proto v úvahu všechny, nelze posuzovat každý zvlášť. Proto například neplatí, že procesor s pracovní frekvencí 3 GHz bude rychlejší než procesor s frekvencí 2,5 GHz. Záleží totiž také na tom, kolik mají jednotlivé procesory jader a jak velkou mají vyrovnávací paměť.

Porty

Slovo port, jak určitě víte, může mít několik významů. Může znamenat přístav (např. Port Arthur v Tasmánii), útočiště. My se ale pohybuje v oblasti počítačů a tam je význam jednoznačný. Port představuje fyzické rozhraní, ke kterému se připojují vnější zařízení pomocí kabelu. Pravděpodobně jste už někdy slyšeli USB port.

Princip portu můžeme také přirovnat k elektrické zásuvce. Abyste mohli do zásuvky připojit třeba lampičku, musí mít kabel lampičky kompatibilní vidlici (zástrčku), kterou můžete připojit do zásuvky. Když zástrčku připojíte a zapnete vypínač, začne elektrickým obvodem lampičky protékat elektrický proud a lampička se rozsvítí. Kompatibilita se ale netýká jen fyzické stránky (zásuvka a zástrčka mají odpovídající tvar), ale také způsobu komunikace a typu dat, který port přenáší. Chvíli ještě zůstaneme u příkladu s elektrickou zásuvkou: určitě víte, že na světě existují země, které mají fyzicky podobné nebo stejné zásuvky, ale je v nich jiné napětí. Kdybyste např. připojili spotřebič určený pro napětí 110 V, do naší elektrické sítě (ve které je napětí 230 V), nejspíše by nefungoval správně nebo by mohlo dojít k jeho poškození. I když na první pohled zástrčka přístroje vypadá jako kompatibilní s naší běžnou zásuvkou, je ještě nutné ověřit, zda přístroj zvládne používané napětí (typ dat).

Nebo si představte další situaci: aby se dva lidé mohli domluvit po telefonu, musí každý z nich mluvit do mikrofonu a poslouchat druhou stranu v reproduktoru svého telefonního přístroje. Kromě hardwarové kompatibility (ucho - reproduktor, ústa - mikrofon) je další důležitou podmínkou, aby oba účastníci rozhovoru mluvili stejnou řečí.

Port nám umožní připojit zařízení k počítači, ale kromě toho je nutné zajistit, aby zařízení i počítač "mluvili stejnou řečí". Ve světě počítačů se této řeči říká protokol. Podrobněji se portům budeme věnovat v následujících tématech.

Operační paměť

Operační paměť (RAM) slouží pro dočasné uložení zpracovávaných dat a spouštěných programů. Její význam si můžeme ilustrovat na praktickém příkladu. Pokud chcete na počítači napsat dopis, spustíte textový procesor, který máte nainstalovaný na pevném disku. Při spuštění se nejprve programový kód textového procesoru zkopíruje do operační paměti a procesor ho začne vykonávat  (zpracovávat). Výsledkem tohoto zpracování je, že se vám zobrazí okno (aplikace) textového editoru. Text který píšete se rovněž ukládá do operační paměti, dokud ho neuložíte do souboru na pevný disk. Když textový procesor ukončíte, odstraní se jeho programový kód z operační paměti a paměť se uvolní.

Čím více má počítač operační paměti, tím více aplikací může být spuštěno najednou. Velikost operační paměti ale není důležitá jen proto, abychom mohli mít spuštěných najednou více aplikací. Často i jedna aplikace může operační paměť hodně vytížit, zvlášť pokud pracuje s paměťově náročnými daty – typickým příkladem je úprava fotografií v grafickém editoru. Pokud má zpracovávaná fotografie více megapixelů, bude grafický editor potřebovat stovky a někdy i tisíce megabajtů operační paměti. Velikost operační paměti se udává v gigabajtech (GB), dnešní počítače mají většinou 4 nebo více gigabajtů RAM.

Shrnutí

Seznámili jsme se základními součástmi počítače a jejich funkcí. Měli byste umět charakterizovat tyto součástky a poznat. Tyto součástky najdete nejen v počítači, ale také v mobilu nebo tabletu.

Kontrolní otázky a úkoly; testy

- Všechny představované součásti najdeme také v mobilním telefonu, jen jsou třeba menší nebo trochu jinak uspořádané. Jaké porty má váš mobilní telefon?
- Vícejádrové procesory umožňují plynulý běh více aplikací najednou. Dokážete spočítat, kolik aplikací máte spuštěných, když pracujete na počítači?

Pojmy k zapamatování

Neměly Vám uniknout následující pojmy:

- základní deska,
- procesor,
- port,
- operační paměť.

Literatura

NAVRÁTIL, Pavel a Michal JIŘÍČEK. S počítačem nejen k maturitě - 1. díl. Deváté vydání. Prostějov: Computer Media, 2016. ISBN 978-80-7402-252-4.

Dále doporučujeme

Podívejte se na hezké video, kde máte všechno pěkně pohromadě. V hlavních rolích počítač a Pavel Liška :-)

https://youtu.be/v2UEReHF7YY