Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- informatika:maturita:6a [26. 04. 2015, 15.57] – upraveno mimo DokuWiki 127.0.0.1
+++ informatika:maturita:6a [15. 05. 2025, 19.45] (aktuální) – mini-ATX neexistuje, ITX jako takový taky ne xteslya
@@ Řádek 4: / Řádek 4: @@
 Základní deska (anglicky mainboard či motherboard) je základní hardware většiny počítačů. Hlavním účelem základní desky je propojit jednotlivé součástky počítače do fungujícího celku.
+Jako první základní desku považujeme tehdy nazývaný plošný spoj "planar", který byl použit v IBM PC v roce 1981. Tento počítač společně s jeho základní deskou nastavil standart pro všechen "IBM-compatible" hardware.
 ==== Možné formáty: ====
-  * **ATX** - klasická velikost desky do bedny
+  * **ATX** – klasická velikost desky do bedny; hodně PCIe, RAM slotů
-  * **ITX** - menší formát používaný hlavně v multimediálních centrech
+  * **micro-ATX** - menší velikost; méně slotů než ATX
-  * **mini-ATX (micro-ATX)** - zmenšené ATX určené pro menší bedny, má ale méně slotů než normální ATX
+  * **mini-ITX** – velikostně nejmenší; maximálně 1 PCIe slot a 2 RAM sloty
-Typická základní deska umožňuje zapojení procesoru, operační paměti. Další komponenty (např. grafické karty, zvukové karty, pevné disky, mechaniky) se připojují pomocí rozšiřujících slotů nebo kabelů, které se zastrkávají do příslušných konektorů. Rozšiřující sloty umožňují připojit k počítači další zařízení. Postupem času se vyvinul velký počet druhů. Odlišují se zejména přenosovými rychlostmi a schopnostmi napájet připojená zařízení.
+Typická základní deska jako taková umožňuje zapojení procesoru a operační paměti. Další komponenty (např. grafické karty, zvukové karty, pevné disky, mechaniky) se připojují pomocí rozšiřujících slotů nebo kabelů, které se zastrkávají do příslušných konektorů. Rozšiřující sloty umožňují připojit k počítači další zařízení. Postupem času se vyvinul velký počet druhů. Odlišují se zejména přenosovými rychlostmi a schopnostmi napájet připojená zařízení.
   * **ISA** – Dnes se již nepoužívá. Dřív se používala pro připojení třeba grafických karet (v té době 2D akcelerátorů), zvukových karet a dalších.
   * **EISA** – Dnes se již nepoužívá. Rozšíření ISA slotu.
@@ Řádek 16: / Řádek 18: @@
   * **PCI** – Sloužil jako slot pro většinu rozšiřujících karet, dnes ho nahrazuje PCI Express slot.
   * **AGP** – Navržen speciálně pro grafické karty. Je výrazně rychlejší než PCI, v roce 2009 se ale vyskytuje už jen u starých základních desek. V nových se používá modernější PCI Express.
-  * **PCI Express** – Nástupce PCI a AGP. Funguje jako univerzální slot pro připojení jakéhokoliv standardního typu přídavných karet (grafické, zvukové, síťové a další karty). Dosahuje mnohem vyšších přenosových rychlostí než předchůdci. Zařízení určená pro PCI Express nejsou zpětně kompatibilní s žádným předchozím slotem (AGP, PCI, atd.).
+  * **PCI Express** – Nástupce PCI a AGP (dnes ve verzi 3.0). Funguje jako univerzální slot pro připojení jakéhokoliv standardního typu přídavných karet (grafické, zvukové, síťové a další karty). Dosahuje mnohem vyšších přenosových rychlostí než předchůdci (rychlost je dána počtem kanálů – až x16). Zařízení určená pro PCI Express nejsou zpětně kompatibilní s žádným předchozím slotem (AGP, PCI, atd.).
 Některá zařízení se ale běžně do základní desky integrují (například zvuková karta, síťová karta, u kancelářských počítačů grafická karta, apod.)
-**Konektory** na základní desce můžeme dělit na interní a externí (interní se nachází na ploše základní desky uvnitř počítače, externí pak zpravidla na zadní straně skříně). Mezi interní patří například IDE (neboli ATA, připojení pevných disků a optických mechanik), SATA (stejné využití jako IDE, dnes se místo něj používá), konektory pro ventilátory, konektory k připojení kabelů přední strany skříně, apod. Mezi externí patří například USB, D-SUB, DVI, HDMI, LAN, apod.
+{{ :informatika:maturita:isa.jpg?400 | ISA sběrnice}}
-**CPU** (centrální procesorová jednotka) zásuvka nebo slot je elektrická součástka, která se váže k desce plošnými spoji. Jedná se o speciální typ integrovaného obvodu zásuvky určené pro velmi vysoký počet kontaktů. Socket CPU poskytuje mnoho funkcí, včetně fyzické struktury na podporu procesoru, podpory pro chladič. Nejdůležitější je, že tvoří elektrické rozhraní jak s CPU tak i s plošnými spoji na desce. Zásuvky CPU lze nejčastěji nalézt ve většině stolních a serverových počítačů. Typ zásuvky musí podporovat chipset a CPU.
+{{ :informatika:maturita:pci_types.jpg?400 | PCI a PCIe sběrnice}}
-Nejdůležitější součástkou základní desky je tzv. **chipset**. Tato komponenta slouží k propojení všech součástí počítače v jeden funkční celek. Většinou dochází k rozdělení chipsetu na dvě části northbridge a southbridge, které jsou ale navzájem propojené. Northbridge má na starost propojení procesoru, operační paměti a externích grafických karet, jde o rychlejší formu propojení, protože tyto kompoenenty potřebují rychleji komunikovat. Southbridge má na starosti "pomalejší" komponenty jako HDD, CD(DVD, Blu-Ray) mechaniky, myši, klávesnice,...
+**Konektory** na základní desce můžeme dělit na interní a externí (interní se nachází na ploše základní desky uvnitř počítače, externí pak zpravidla na zadní straně skříně). Mezi interní patří například IDE (neboli ATA, připojení pevných disků a optických mechanik), SATA (stejné využití jako IDE, dnes se místo něj používá; i v externí verzi eSATA), M.2 (pro moderní SSD, méně drátů a je-li použit NVMe, 5-6x rychlejší), konektory pro ventilátory, konektory k připojení kabelů přední strany skříně, apod. Mezi externí patří například USB (plus konkurenční Firewire), D-SUB(VGA), DVI, HDMI, LAN…
-**BIOS** (Basic Input-Output System) je firmwarem osobního počítače. Nachází se na základní desce v nevolatilní (stálé) paměti typu ROM, EEPROM nebo v moderních počítačích typu flash. BIOS má na starosti inicializaci a konfiguraci hardwarových zařízení připojených k desce a následné spuštění operačního systému, který poté přebírá kontrolu. Pro starší systémy poskytoval BIOS základní vstupně výstupní funkce (komunikace s klávesnicí, obsluhu řadiče disku, výstup na tiskárnu,...).
+**CPU socket** neboli patice procesoru je konektor určený pro připojení procesoru k základní desce. Většina patic je tvořena několika otvory, do kterých zapadnou piny procesoru. Podpora procesoru může být určená právě počtem potřebných pinů, například řada Intel Skylake využívá Socket 1151 (s 1151 kontakty). Dříve se k napojení procesoru používaly i CPU sloty.
-**UEFI** (Unified Extensible Firmware Interface) je přepracovaná verze BIOSu, která například umožňuje bootovat operační systém z disku větších než (2 TiB). V UEFI byl také přepracovaný systém pro bootování operáčního systému, což vedlo ke zrychlení startu PC a přechodu PC z hibernace. UEFI se přibližně od roku 2008 dává do většiny základních desek, ale některé z nich umožňují svým uživatelům stále používat BIOS.
+Nejdůležitější součástkou základní desky je tzv. **chipset**. Tato komponenta slouží k propojení všech součástí počítače v jeden funkční celek. Většinou dochází k rozdělení chipsetu na dvě části northbridge a southbridge, které jsou ale navzájem propojené. Northbridge má na starost propojení procesoru, operační paměti a externích grafických karet, jde o rychlejší formu propojení, protože tyto kompoenenty potřebují rychleji komunikovat. Southbridge má na starosti "pomalejší" komponenty jako HDD, CD(DVD, Blu-Ray) mechaniky, myši, klávesnice…
+**BIOS** (Basic Input-Output System) je firmwarem osobního počítače. Nachází se na základní desce v nevolatilní (stálé) paměti typu ROM, EEPROM nebo v moderních počítačích typu flash. BIOS má na starosti inicializaci a konfiguraci hardwarových zařízení připojených k desce a následné spuštění operačního systému, který poté přebírá kontrolu. Pro starší systémy poskytoval BIOS základní vstupně výstupní funkce (komunikace s klávesnicí, obsluhu řadiče disku, výstup na tiskárnu…).
+**UEFI** (Unified Extensible Firmware Interface) je přepracovaná verze BIOSu, která například umožňuje bootovat operační systém z disku větších než (2 TiB). V UEFI byl také přepracovaný systém pro bootování operáčního systému, což vedlo ke zrychlení startu PC a přechodu PC z hibernace. UEFI se přibližně od roku 2008 dává do většiny základních desek, ale některé z nich umožňují svým uživatelům stále používat BIOS. UEFI také umožňuje vytvářet speciální programy pro UEFI, které mohou bez problému využívat samotný hardware počítače – je zde tedy například možnost vytvoření webového prohlížeče pro UEFI.
+**Blokové schéma základní desky**
+{{:informatika:maturita:800px-motherboard_diagram.svg.png?400|}}
+**Porovnání velikostí jednotlivých variant základních desek**
+{{:informatika:maturita:motherboards_form_factors.svg.png?400|}}
 ===== Procesor =====
-Procesor můžeme označit jako mozek celého počítače. Provádí veškeré programovací instrukce a matematické operace. Je to velmi složitý integrovaný obvod s mnoha vývody.
+Procesor (CPU = Central Processing Unit) můžeme označit jako mozek celého počítače. Provádí veškeré programovací instrukce a matematické operace. Je to velmi složitý integrovaný obvod s mnoha vývody.
+==== Funkce procesoru ====
+Princip veškerých dnešních výpočetních systémů, a tedy i procesoru, je založen na zpracování binárních operací, které lze snadno reprezentovat napěťovými úrovněmi. Základní stavební jednotkou procesoru je tranzistor. Jeho úkolem je měnit stav mezi logickou nulou a jedničkou. Jeden samotný tranzistor by příliš výpočtů realizovat nemohl, proto jich v dnešních procesorech nalezneme miliardy, díky čemuž je možné provádět i nejsložitější operace.
+Jednotlivé operace dohromady skládají instrukce, jejichž svazky se nazývají programy. Program je zpracováván sekvenčně, což znamená, že jeho instrukce procesor provádí jednu po druhé v takzvaných instrukčních cyklech.
 ==== Parametry procesorů ====
-{{:informatika:maturita:parametry_procesoru.png|}}
+^ Parametr ^ Popis ^ Jednotka ^ Běžné hodnoty ^
+| **Frekvence jádra** | Počet instrukčních cyklů vykonatelných za sekundu | GHz | 2–4 GHz |
+| **Počet jader** | Počet jader integrovaných v procesoru | | 1–12 |
+| **Počet vláken** | Počet vláken, se kterými je procesor schopen pracovat | | 1–24 |
+| **Technologie výroby** | Výrobní velikost tranzistorů v procesoru | nm | 22–10 nm |
+| **TDP** | Maximální tepelný výkon, u dnešních procesorů prakticky také spotřeba | W | 2–100 W |
+| **Cache** | Velikost cache uvnitř procesoru | MB | 2–12 MB |
+| **Šířka slova** | Maximální bitová šířka operandů instrukcí | bit | 4–128 bitů |
+| **Počet instrukčních kanálů** | Počet instrukcí proveditelných jedním jádrem v jednom taktu | | 1–4 |
+| **Výkon FPU** | Počet základních operací, které dokáže FPU provést | FLOPS | až desítky GFLOPS |
+| **Šířka datové sběrnice** | Množštví informace jednoho čtení z RAM | bit | 2-64 bitů |
-//(Původní obsah, nechce se mi mazat...
+Dnešní procesory také mohou mít zabudované další specifické funkce, například možnost přetaktování či dočasného zrychlení jediného jádra.
-Některé současné procesory obsahují více jader, takže v jednom pouzdru je obsaženo více samostatných procesorů.
-Základním parametrem procesoru je jeho výkon. Ten je ovlivněn mnoha činiteli, z nichž nejvýznamnější je pracovní frekvence. Udává se v GHz. Tato hodnota značí, kolik instrukčních cyklů je procesor schopen vykonat za jednu vteřinu. Dnešní nejnovější procesory pracují na frekvencích až 4GHz (jedno jádro). Další činitel může být vyrovnávací paměť procesoru - cache. Ta slouží k dočasnému ukládání často používaných dat, aby byly rychleji přístupné. Dnes se používá L1 cache (stejně rychlá jako procesor, je součástí procesoru, má malou kapacitu), L2 cache (pomalejší, ale s větší kapacitou, mezi procesorem a operační pamětí, dnes se umisťuje do pouzdra s procesorem) a L3 cache (je společná pro všechny jádra procesoru a má několik mebabajtů).
-)//
 ==== Typy procesorů ====
-Existují dvě varianty procesorů - procesory určené pro patice slot a procesory určené pro patice socket. Procesory do slotu mají tvar přídavné karty s vývody uspořádanými do jedné řady. Toto řešení používaly starší procesory Intel Pentium III a Intel Celeron. Procesory určené pro patici socket mají tvar čtverce, po jehož obvodu jsou umístěny v několika řadách vývody. Dnes se prakticky vyskytují jen procesory s paticí Socket.
+Existují dvě varianty procesorů – procesory určené pro patice slot a procesory určené pro patice Socket. Procesory do slotu mají tvar přídavné karty s vývody uspořádanými do jedné řady. Toto řešení používaly starší procesory Intel Pentium III a Intel Celeron. Procesory určené pro patici Socket mají tvar čtverce, po jehož obvodu jsou umístěny v několika řadách vývody. Dnes se prakticky vyskytují jen procesory s paticí Socket.
 ==== Části procesoru ====
@@ Řádek 52: / Řádek 74: @@
   * Některé procesory obsahují jeden (nebo více) matematických koprocesorů (FPU, anglicky Floating Point Unit), které provádějí operace v plovoucí řádové čárce.
-Procesory zpravidla obsahují mnoho dalších rozsáhlých funkčních bloků jako například **paměť cache**, která slouží jako vyrovnávací paměť mezi procesorem a operační pamětí (procesor pracuje podstatně rychleji než operační paměť a načítání dat do rychlejší mezipaměti(cache) zajišťuje jeho plynulejší běh - nemusí čekat na operační paměť). Paměť cache je v dnešních procesorech většinou trojúrovňová:
+Procesory zpravidla obsahují mnoho dalších rozsáhlých funkčních bloků jako například **paměť cache**, která slouží jako vyrovnávací paměť mezi procesorem a operační pamětí (procesor pracuje podstatně rychleji než operační paměť a načítání dat do rychlejší mezipaměti (cache) zajišťuje jeho plynulejší běh – nemusí čekat na operační paměť). Paměť cache je v dnešních procesorech většinou trojúrovňová:
   * **L1 cache** (velmi rychlá ale s malou kapacitou)
   * **L2 cache** (pomalejší, ale s větší kapacitou)
-  * **L3 cache** (zase pomalejší, ale větší - bývá společná pro všechny jádra procesoru a mívá dnes několik MB)
+  * **L3 cache** (zase pomalejší, ale větší – bývá společná pro všechny jádra procesoru a mívá dnes několik MB)
   * //Pozn. Intel začal u Haswellů s integrovanou Iris Pro grafikou používat ještě 128MB eDRAM paměti, což lze považovat za L4 cache//
-V dnešní době mohou být povážovány za součást čipu s procesorem i další subsystémy, např. integrované procesory pro zpracování grafiky //(Intel HD graphics, Iris Pro)// ...
+V dnešní době mohou být považovány za součást čipu s procesorem i další subsystémy, např. integrované procesory pro zpracování grafiky //(Intel HD graphics, Iris Pro)//…
-==== Historické procesory ====
+{{ :informatika:maturita:cpu.jpg?400 | Části procesoru}}
-**Intel 4004** -  4bitový mikroprocesor, který byl uveden na trh 15. listopadu 1971 firmou Intel. Byl prvním obchodně úspěšným mikroprocesorem. Vyvýjeli ho - z Intelu Stan Mazor, Ted Hoff (myšlenka integrovat funkce dvanácti obvodů do jednoho), Federico Faggin a zástupce japonského výrobce kalkulaček, pro kterého byl původně procesor vyvíjen - Masatoshi Shima. Prosadil se především díky programové univerzálnosti.
+==== Jádra procesoru ====
+Dnes už také najdeme procesory vícejádrové. Jádra jsou samostatné výpočetní jednotky, a tak vícejádrový procesor lze považovat za vysoce integrované zapojení více jednojádrových. Jádra jsou na sobě nezávislá, a tak je procesor schopen v jednu chvíli zpracovávat více různých instrukcí.
-**Intel 8080** - 8bitový procesor vyvinutý v roce 1974. Byl to jeden z nejrozšířenějších procesorů své doby, který měl široké využití od průmyslových aplikací po první domácí počítače.
+Z pohledu operačního systému se instrukce dělí na vlákna, která jsou vůči sobě zpracovávána paralelně, což při efektivním naprogramování dané aplikace umožňuje jejich rychlejší provádění.
-Jeho přímý 8-bitový nástupce je procesor Intel 8085, 16bitový nástupce je Intel 8086. Na procesor navazoval i procesor Z80 firmy Zilog. Procesor byl často kopírován jinými výrobci. Vyráběl se například i v bývalém Československu pod označením – Tesla MHB8080A.
-**Zilog Z80** - 8-bitový mikroprocesor, navržený firmou Zilog a prodávaný od července 1976, Z80 a jeho klony tvoří jednu z nejvíce používaných CPU sérií všech dob. Byl navrhnut jako vylepšení Intelu 8080 bývalými inženýry intelu.
+Dříve bylo standardem, že jedno procesorové jádro mohlo zpracovávat pouze jedno softwarové vlákno, dokud ovšem nepřišla technologie Hyper-Threading od firmy Intel, ta umožňovala aby jedno fyzické jádro zpracovávalo vlákna dvě. Z toho důvodu se o těchto procesorových vláknech mluví také jako o virtuálních nebo logických jádrech.
-**Intel procesory 80286, 80386, 80486** -
-  * Intel 80286 - Jeden z nejúspěšnějších 16 bitových procesorů firmy Intel vydaný roku 1982. Vybrala si ho firma IBM k implementaci do IBM AT počítačů. Byl vyroben ze 134 000 trabzistorů, 24bitová adresace dovolila adresovat 16MB paměti a 1GB virtuální paměti.
-  * Intel 80386 - První 32bitový mikroprocesor. Přinesl krom nové architektury také hardwarovou správu paměti, což umožnilo multiprocessing.
-  * Intel 80486 -přepracovaný 32bitový procesor s optimalizovanou instrukční sadou, rozšířenou sběrnicí a volitelně integrovanou jednotkou po operace v pohyblivé čárce(FPU) - všechny procesory 80486 byly vyráběny s FPU, ale pokud se při testech ukázalo, že je tato jednotka vadná, bylo laserem přerušeno napíjení a přístup ke sběrnici - procesor byl prodán jako levnější verze bez FPU.
-**Intel Pentium** - byl uvedený na trh roku 1993. Je to superskalární procesor, tj. během jednoho hodinového cyklu dokáže vykonat více operací, čímž se výrazně zvýší výkon mikroprocesoru. Toho dosahuje tím, že má ne jednu, ale dvě pipeline: U a V (některé instrukce ovšem bylo možné provádět jen ve V). Obsahuje také velmi výkonnou jednotku FPU.
+==== Historické procesory ====
-==== Současné procesory ====
+**Intel 4004** – 4bitový mikroprocesor s frekvencí až 108kHz, který byl uveden na trh 15. listopadu 1971 firmou Intel. Byl prvním obchodně úspěšným mikroprocesorem. Vyvíjeli ho – z Intelu Stan Mazor, Ted Hoff (myšlenka integrovat funkce dvanácti obvodů do jednoho), Federico Faggin a zástupce japonského výrobce kalkulaček, pro kterého byl původně procesor vyvíjen – Masatoshi Shima. Prosadil se především díky programové univerzálnosti.
-Od **Intelu** - architektury Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell
+**Intel 8080** – 8bitový procesor vyvinutý v roce 1974. Byl to jeden z nejrozšířenějších procesorů své doby, který měl široké využití od průmyslových aplikací po první domácí počítače.
+Jeho přímý 8bitový nástupce je procesor Intel 8085, 16bitový nástupce je Intel 8086. Na procesor navazoval i procesor Z80 firmy Zilog. Procesor byl často kopírován jinými výrobci. Vyráběl se například i v bývalém Československu pod označením Tesla MHB8080A.
-od **AMD** - AMD Vishera, AMD A8 (platforma Kaveri)
+**Zilog Z80** – 8bitový mikroprocesor, navržený firmou Zilog a prodávaný od července 1976, Z80 a jeho klony tvoří jednu z nejvíce používaných CPU sérií všech dob. Byl navrhnut jako vylepšení Intelu 8080 bývalými inženýry Intelu.
+**Intel procesory 80286, 80386, 80486**
+  * **Intel 80286** – jeden z nejúspěšnějších 16bitových procesorů firmy Intel vydaný roku 1982. Vybrala si ho firma IBM k implementaci do IBM AT počítačů. Byl vyroben ze 134 000 tranzistorů, 24bitová adresace dovolila adresovat 16 MB paměti a 1 GB virtuální paměti.
+  * **Intel 80386** – první 32bitový mikroprocesor. Přinesl krom nové architektury také hardwarovou správu paměti, což umožnilo multiprocessing.
+  * **Intel 80486** – přepracovaný 32bitový procesor s optimalizovanou instrukční sadou, rozšířenou sběrnicí a volitelně integrovanou jednotkou pro operace v pohyblivé čárce (FPU) - všechny procesory 80486 byly vyráběny s FPU, ale pokud se při testech ukázalo, že je tato jednotka vadná, bylo laserem přerušeno napájení a přístup ke sběrnici – procesor byl prodán jako levnější verze bez FPU.
+**Intel Pentium** – byl uvedený na trh roku 1993. Je to superskalární procesor, tj. během jednoho hodinového cyklu dokáže vykonat více operací, čímž se výrazně zvýší výkon mikroprocesoru. Toho dosahuje tím, že má ne jednu, ale dvě pipeline: U a V (některé instrukce ovšem bylo možné provádět jen ve V). Obsahuje také velmi výkonnou jednotku FPU.
+==== Současné procesory ====
-určitě stojí za zmíňku i **ARMové procesory** - mezi největší výrobce patří Qualcomm (např. řada Snapdragon), Samsung (Exynos), nvidia (Tegra 3, Tegra 4),...
+  * **Intel** – architektury Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell, Skylake, Kaby Lake, Coffee Lake, Comet Lake, Rocket Lake, Alder Lake (Intel Core i3-7300, Core i5-7400, Intel Core i7-7700, Intel Core i9-8950HK…)
+  * **AMD** – AMD Vishera, AMD A8 (platforma Kaveri), Zen 2 (Ryzen 5 3600...), EPYC
+  * **ARM** – pro mobilní zařízení (kvůli nízké spotřebě energie – TDP klidně jen 2 W). Mezi největší výrobce patří Qualcomm (např. řada Snapdragon; Snapdragon 821…), Samsung (Exynos; Samsung Exynos 7420…), nVidia (Tegra 3, Tegra 4; Tegra 4 T114…), MediaTek (MT6893 Dimensity 1200…)