Princip činnosti počítače

Zobrazení čísel a znaků

Většina moderních počítačů je založena na logických členech, které pracují se dvěma stavy: pravda/nepravda; ano/ne; 0/1. Dříve počítače pracovaly v desítkové soustavě, příchodem elektronek a tranzistorů by byly počítače v desítkové soustavě příliš pomalé a systémy poruchové a složité. Vytvořením elektronických obvodů, které pracují pouze se dvěma stavy => zjednodušení obvodů a větší rychlostí zpracování s možností uskutečnění i složitých funkcí.

Práce ve dvojkové soustavě

Snaha o vyjádření informace či stavu skupinou dvou stavů zapisovaných pomocí dvou symbolů. O jaké stavy se jedná, záleží na konkrétní aplikaci: znak z nějaké abecedy, barva pixelu na obrazovce, hlasitost přehrávané hudby atd.  

Kódování čísel a znaků

Každému písmenku a každému znaku řídícímu i interpunkčnímu je přiřazen číselný kód. Neznamená to větší bezpečnost – jen jde o číselné vyjádření tak aby tomu PC rozuměl.

Nejstarší kódová soustava je ASCII kód (v Americe), využíval 7 bitů pro znak (7 bitů = 128 různých čísel)

ANSI (americký národní standardizační úřad)

- vydal standard platný jen pro Ameriku

Kódování národní abecedy – horní sada ASCII tabulky

Čeština (středoevropské jazyky):

windows 1250 – ISO 8859-2

UNICODE - je tabulka znaků všech existujících abeced, která v současnosti obsahuje více než 100 000 znaků.

UTF-8

UTF-16

von Neumannovo schéma

- John von Neumann byl maďarský matematik, žil v USA. Koncepce vznikla kolem roku 1945. Základním principem je, že PC pracuje v binární soustavě, programy a data jsou uloženy v operační paměti => nenačítají se z vnější paměti během výpočtu, k programům lze přistupovat jako k datům => univerzálnost počítače.
Celý počítač se skládá z pěti koncepčních bloků:

1) operační paměť - uschován a data, se kterými program pracuje

2) programový řadič - řídící jednotka, která řídí činnost všech částí počítače

3) aritmeticko-logická jednotka – provádí všechny aritmetické a logické výpočty (společně s programovým řadičem plní tuto funkci dnes procesor)

4) vstupní zařízení - zařízení určená pro vstup programu a dat

5) výstupní zařízení - zařízení určená pro výstup výsledků, které program zpracoval (dříve např. LED diody)

Odlišnosti dnešních PC od von N. schématu: PC se zabývá pouze jedním programem, může mít více než jeden procesor, je možné zavést do paměti pouze část programu a ostatní části zavádět podle potřeby.

Harvardská architektura

Vznikla mírnou úpravou von Neumannova schématu; Jedinou odlišností je to, že paměť určená pro data je oddělená od paměti určené pro úschovu vlastního programu => zrychlení práce celého počítače, protože je možné současně číst instrukce z paměti programu a pracovat i s pamětí dat (zapisovat či do ní číst). I když se práce počítače zrychlila, není univerzální, hodí se spíš pro jednoúčelová zařízení.

Nepřepisovatelná paměť na program hodí se pro jednoúčelové zařízení (GPS)

Porovnání Harvardské architektury a von Neumannova schématu

Harvardská architektura se používá ve specializovaných procesorech (DSP - digital signal processor), obvykle v audio/video technice (např. procesor Blackfin). Na Von Neumanově koncepci jsou založeny PC, PDA, Mobilní telefony a další.

elektrotechnické součástky

Tranzistor je polovodičová součástka. Je základem všech dnešních integrovaných obvodů, jako např. procesorů, pamětí atd.

Elektronka je zařízení, které usměrňuje a zesiluje elektrické signály. Skládá se z několika elektrod v uzavřené vakuové baňce.

Současné trendy vývoje

Vylepšování monitorů

SSD disky – vyrobeny podobně jako flashky, disky bez pohyblivých částí (v noteboocích – mín energie, odolají otřesům, tenký, menší) možná nahradí pevný disky s otáčecí hlavicí

Technologie 3D zobrazení

Blue track – myši u který došlo k vyměnění červeného světla za modre – lepší vlastnosti snímání, jezdit myší po jakémkoliv povrchu

SAS rozhraní – využíváno v serverech, využívá sériový přenos, lze k němu připojovat SAS a SATA disky

Netbooky – nemají zvláštní hardware ; vývoj jde zase k tomu že hardware nemusí být tak dokonalý, netbook potřebujeme jen připojení na net a textový editor

Trend stěhovat všechno na síť