Technické vybavení počítačů

• Druhy počítačů, von Neumannovo schéma, základní počítačové komponenty
• Základní parametry, datová úložiště, vstupní a výstupní zařízení
• Paměti, optimalizace zdrojů

Druhy počítačů

• Osobní počítače (PC): Stolní a přenosné počítače určené pro běžné uživatele
• Mobilní zařízení: Chytré telefony, tablety a další přenosná zařízení
• Vestavěné systémy: Počítače integrované do zařízení (auta, domácí spotřebiče, ...)
• Servery: Výkonné počítače určené pro poskytování služeb a ukládání dat
• Superpočítače: Extrémně výkonné stroje používané pro vědecké výpočty a simulace

Von Neumannovo schéma

Von Neumannovo schéma | RNDr. Jaroslav Pelikán, Ph.D. | FI MUNI

Jedná se o model počítače, který popisuje základní komponenty a jejich interakce.
Všechny programy a data jsou uloženy v sjednocené paměti. CPU se skládá z ALU a řadiče.

• ALU (aritmetickologická jednotka): jádro, provádí výpočty a logické operace
• Řadič: řídí tok dat mezi komponentami (most mezi pamětí a ALU)
• Paměť: ukládá data a instrukce
• Vstupní zařízení: umožňují zadávání dat (klávesnice, myš)
• Výstupní zařízení: zobrazují výsledky (monitor, tiskárna)

Základní počítačové komponenty

• Motherboard (základní deska): hl. deska, na které jsou připojeny všechny komponenty
• CPU centrální procesorová jednotka: mozek počítače, vykonává instrukce
• RAM operační paměť: dočasné úložiště pro data a programy během jejich běhu
• HDD SSD Pevný disk: trvalé úložiště dat
• GPU Grafická karta: zpracovává grafiku a vizuální výstupy
• PSU Napájecí zdroj: dodává energii všem komponentám

Základní parametry

• GHz Rychlost procesoru: určuje, kolik operací může CPU vykonat za sekundu
• GB Velikost RAM: určuje, kolik dat může být současně uloženo pro rychlý přístup
• GB TB Kapacita úložiště: určuje, kolik dat může být trvale uloženo
• GB/s Rychlost čtení/zápisu: určuje, jak rychle může být data načítána nebo zapisována na úložiště
• Typ paměti: různé typy pamětí mají různé rychlosti a vlastnosti (DDR4, DDR5, NVMe)
• Rozhraní: různé způsoby připojení komponent (SATA, PCIe, USB)
• Chlazení: zajišťuje optimální teplotu komponent (vzduchové, vodní)

Datová úložiště

• HDD (Hard Disk Drive): tradiční pevné disky s mechanickými částmi
• SSD (Solid State Drive): rychlejší a spolehlivější než HDD, bez pohyblivých částí
• Flash paměti: USB flash disky, paměťové karty
• Optická média: CD, DVD, Blu-ray disky pro ukládání dat
• Cloudové úložiště: online služby pro ukládání dat (Google Drive, Dropbox)

Vstupní a výstupní zařízení

• Vstupní zařízení: klávesnice, myš, skener, mikrofon, webkamera
• Výstupní zařízení: monitor, tiskárna, reproduktory, sluchátka
• Kombinovaná zařízení: kombinace (dotykové obrazovky)

Paměti

• RAM (Random Access Memory): operační paměť pro dočasné ukládání dat během běhu programů
• ROM (Read-Only Memory): paměť pouze pro čtení, obsahuje základní instrukce pro spuštění počítače
• Cache paměť: malá, rychlá paměť uvnitř CPU pro dočasné ukládání často používaných dat
• Virtualní paměť: využívá část pevného disku jako rozšíření RAM

Cache zároveň vyrovnává rychlost mezi pomalejší pamětí RAM a rychlejším procesorem.
Dnes se ROM skoro nepoužívá a BIOS/UEFI je spíše na Flash paměti (aby šel aktualizovat).

Optimalizace zdrojů

• Správa paměti: efektivní využití RAM a virtuální paměti
• Optimalizace procesoru: využití více jader a vláken pro paralelní zpracování
• Optimalizace úložiště: defragmentace HDD, využití SSD pro rychlejší přístup
• Chlazení: zajištění optimální teploty pro stabilní výkon
• Aktualizace ovladačů: zajištění kompatibility a výkonu komponent
• Správa místa na disku: pravidelné čištění nepotřebných souborů a aplikací

Defragmentace se týká pouze HDD, protože SSD mají jiný způsob ukládání dat a defragmentace by mohla zkrátit jejich životnost.