Hardware počítače

Hardware (HW) je veškeré fyzické vybavení počítače. Hardware vykonává instrukce zadávané softwarem a společně se softwarem utváří funkční výpočetní systém. Vývoj a počet tranzistorů na hardwarových zařízeních podléhá Moorovu zákonu.

Von Neumannova architektura

Von Neumannova architektura je model počítače, který byl vytvořen roku 1945 maďarským matematikem Johnem von Neumannem. Tento model je tvořen vstupním a výstupním zařízením, procesorem, rozděleným na řídící a aritmeticko-logickou jednotku, pamětí, která je společná pro instrukce i data. Paměť a procesor propojuje systémová sběrnice. Tato architektura je v současnosti stále využívána v některých mikročipech, většinou ale byla nahrazena architekturou harvardskou.

Přehled základních částí hardware

Osobní počítače

Osobní počítač je spolu s laptopem, díky své univerzálnosti a relativně nízké ceně, nejrozšířenější typ výpočetního systému. K obvyklému hardwaru osobních počítačů patří vstupní a výstupní zařízení (např.: monitor, tiskárna, klávesnice) a vlastní hardware počítače, umístěný v počítačové skříni (case).

Case

Počítačová skříň (case) je obal většiny komponent počítače. Slouží k ochraně komponent před vnějšími vlivy (například prach) a zabezpečuje cirkulaci vzduchu uvnitř obalu pomocí systému chladičů, dále umožňuje a usnadňuje připojení dalších zařízení k počítači pomocí vstupních a výstupních portů (usb hub). K připevnění hardwaru do casu slouží sloty, do kterých mohou být umístěny komponenty jako například základní deska, zdroj, pevné disky, optické mechaniky nebo čtečky karet.

Základní deska

Základní deska (nebo také motherboard) patří mezi základní hardware počítače. Tato deska má za úkol propojit další připojené komponenty a poskytnout jim zdroj napájení. Do základní desky lze typicky připojit operační paměť a procesor. Dále na ni můžeme najít paměť ROM, ve které je uložen systém BIOS. Další komponenty jako např. grafická a zvuková karta, disky a mechaniky se připojují pomocí různých kabelů a slotů. Na základní desce jsou též vstupy, výstupy a porty – například jack (kabel) nebo síťový kabel. V současnosti základní desky často obsahují integrovaná zařízení, která jsou součástí vlastních obvodů desky, ale dříve byla realizována jako samostatné jednotky (obvykle karty). K takovým zařízením patří zvukové a síťové karty, u laptopů se často využívají integrované grafické karty. Integrovaná zařízení napomáhají ke zmenšování a snižování ceny osobních počítačů.

Intel Celeron D

Procesor

Procesor (CPU) bývá také často označován jako „mozek počítače“. Procesor je jedna z nejdůležitějších součástek počítače, bez něj není schopen vykonávat žádné operace. Důležitým parametrem procesoru je tzv. taktovací frekvence, která je udávaná v GHz. Tato frekvence udává počet operací za určitý čas. Procesor vykonává základní aritmetické a logické operace tzv. strojové instrukce, do kterých je přeložen program spuštěný na počítači. Procesor je obvykle tvořen aritmeticko-logickou jednotkou, řadičem a registry. V současné době se pro zvýšení výkonu obvykle kombinuje několik procesorových jednotek do jedné, vzniká tak vícejádrový procesor.

Architektury

Procesory se dělí historicky na několik generací dle typu užité bitové architektury, v současnosti je nejrozšířenější 64bitová architektura. Hlavní výhodou je možnost přímé využití více jak 4GiB fyzické paměti. Podporované operační systémy u 64bitové architektury: DOS, Linux, Os X, Solaris, Windows, BSD.

8800 ULTRA

Grafická karta

Grafická karta (GPU) přeměňuje datový signál z počítače na obrazový – zajišťuje obraz. Dnešní grafické karty jsou zapojovány do základní desky za pomocí určitého typu sběrnice. Existuje také integrovaná grafická karta (vestavěná), která se dá však vypnout a nahradit zapojením jiné. Každá grafická karta a dané zobrazovací zařízení (monitor, projektor) mají určitý výstup pro připojení kabelu. Přenos dat může být digitální a analogový.

Analogový

• VGA - nejstarší, ale přesto pořád velmi používaný

Digitální

• HDMI
• DVI
• Display port

Ostatní přídavné karty

• síťová karta - slouží pro připojení počítače do sítě a ke vzájemné komunikaci počítače s jiným PC
• zvuková karta - rozšiřující karta pro vstup a výstup zvukového signálu

Zdroj

Nápájecí zdroj (Power Supply) je zařízení, které slouží k napájení ostatních komponentů počítače.

Superpočítače

Superpočítač ASC purple

Tímto názvem se označují velmi výkonné počítače či spojení velkého množství běžných počítačů v jeden celek, takzvanný cluster. Tyto výkonné počítače jsou používány po celém světě pro výpočet nejsložitějších úloh, od výpočtu jaderných výbuchů, kryptoanalýzu až po výpočet předpovědi počasí. Současným nejvýkonějším superpočítačem na světe je Tianhe-2 (MilkyWay-2), zprovozněný v roce 2013, jež disponuje maximálním výkonem 33,8 TFPS při spotřebě 17,8MW.

Odkazy

Související články

• Informační a komunikační technologie
• Moorův zákon

Klíčová slova

hardware, software, počítač, počítačové komponenty