Rozdíly

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

--- informatika:maturita:8a [19. 10. 2014, 21.30] – xadam
+++ informatika:maturita:8a [18. 11. 2020, 21.19] (aktuální) – duplexní vlastnost zvukových karet xpetrivalska
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
-====== Karty (grafická, zvuková, síťová) ======
+====== Rozšiřující (přídavné) karty (ang. Expansion cards) ======
-===== Základní rozdělení karet:=====
+===== Úvod:=====
-==== Karty interní ====
+Rozšiřující karty je termín, který se nejčastěji používá pro PCB (printed circuit board) komponenty, které nepočítáme za základní výbavu počítače a které rozšiřují či vylepšují jeho funkcionalitu v určité oblasti. Výjimkou tohoto přístupu jsou tzv. karty integrované, kde jsou buď všechny funkční jednotky karty anebo alespoň ty nezbytné integrovány v rámci jiné komponenty, která do základní výbavy PC patří.
-nejsou integrované v žádné komponentě (standalone), ale jsou "uvnitř počítačové bedny", zapojené do motherboardu většinou pomocí sběrnic:
+===== Základní dělení karet:=====
-**ISA** - stará sběrnice, používaná především ve starých strojích IBM. V roce 1993 nahrazená sběrnicí PCI
+==== Karty dedikované (diskrétní) ====
-**PCI** (Peripheral Component Interconnect) - dnes už také zastaralá sběrnice, nicméně pořád ji najdeme na základních deskách. Pracuje s maximální přenosovou rychlostí 130MB/s.
+- Jde o standardní, samostatné (standalone) PCB komponenty
-**AGP** - sběrnice speciálně vyvinutá pro připojení pouze grafických karet, protože s příchodem nových GUI a multimédií klasická PCI už nestačila (takže se nejedná o sběrnici, ale spíše o slot, protože do AGP lze zapojit pouze jedno zařízení). Dnes překonaná sběrnicí PCIe.
+=== Karty interní ===
-**PCIexpress** - dnes nejvíce používaný sběrnicový standard, nástupce PCI - rychlostně překonal i čistě grafické rozhraní AGP, takže je používán i grafickými kartami. Rozdíl spočívá v tom, že zatímco PCI funguje paralelně, PCIe funguje sériově a to umožňuje pracovat na o hodně vyšší frekvenci a tudíž se zvyšuje i propustnost. Existuje několik verzí: PCIe 1.1, PCIe 2.0, PCIe 2.1, PCIe 3.0 + na rok 2015 se připravuje PCIe 4.0, která by měla mít jednosměrnou propustnost 32 GB/s.Jednotlivé verze se dále dělí podle rychlosti na x1, x4, x8, x16. Současné motherboardy (14.10.2014 :D) jsou většinou vybaveny několika PCIe x16 sloty, několika PCIe x1/x4/x8 sloty a starým PCI slotem, pro připojení starších komponent, nevyžadujících tak vysokou propustnost.
+- Umístěné do PC case, zapojené do slotů (nejčastěji sběrnic) v motherboardu, jejich výhodou je především výkon – tím že jsou připojeny přes nejrychlejší rozhraní a komunikují přímo s motherboardem není jejich výkon nijak dále limitován
-Jaká je výhoda interních karet? Jsou výkonnější, "profesionálnější", specializovanější, ale zabírají o hodně víc místa než integrované, mají vyšší spotřebu, ...
+__Druhy sběrnic:__
-==== Karty externí ====
+**ISA (Industry Standard Architecture)** – Stará sběrnice, používaná především ve starých strojích IBM. Její přenosová rychlost byla v rozmezí 8-16 MB/s. V roce 1993 byla nahrazená sběrnicí PCI
+**PCI (Peripheral Component Interconnect)** - dnes už také zastaralá sběrnice. Pracovala s maximální přenosovou rychlostí 130 MB/s
+**AGP (Advanced Graphics Port)** – Sběrnice speciálně vyvinutá pro připojení grafických karet – jedná se tedy spíše o slot či port, neboť do AGP lze zapojit pouze jedno zařízení. Rozhraní AGP bylo postupně uvedeno na trh ve čtyřech verzích (1x, 2x, 4x a 8x) - přenosové rychlosti byly vyšší než u PCI a to od 256 MB/s u 1x až po 2 GB/s u 8x. Dnes je ovšem toto rozhraní překonané sběrnicí PCIe
+**PCIexpress** – Dnes nejvíce používaný sběrnicový standard, nástupce PCI – rychlostně překonal i čistě grafické rozhraní AGP, takže je používán i grafickými kartami. Rozdíl spočívá v tom, že zatímco PCI funguje paralelně, PCIe funguje sériově – to umožňuje pracovat na o mnoho vyšší frekvenci, a tudíž se zvyšuje i propustnost
+Existuje několik verzí: PCIe 1.0, 2.0, 3.0. a 4.0 Připravuje se také PCIe 5.0, která by měla mít jednosměrnou propustnost 64 GB/s a místo měděných vodičů optické. Jednotlivé verze se dále dělí podle počtu linek na x1, x4, x8, x16. Současné motherboardy jsou většinou vybaveny jedním či dvěma PCIe x16 sloty a několika PCIe x1/x4/x8 sloty. Výhodou PCIe je obousměrná kompatibilita, mechanická podoba sběrnice je identická – PCIe 2.0 komponentu lze tedy zapojit do slotu PCIe 3.0 a naopak. Rychlost bude ovšem limitována pomalejší sběrnicí.
+{{ :informatika:maturita:pcie.png?direct&400 |}}
+=== Karty externí ===
+Podobné interním – nejsou však přímo v PC case připojené přes PCIe (nebo obdobnou sběrnici), ale využívají „vnější porty“ - např. USB, Firewire nebo dnes Thunderbolt, tím se značně redukuje možný datový tok (krom Thunderboltu – nejnovější zvládne 40 Gb/s).
-podobné interním, ale nejsou přímo v bedně připojené přes PCI (nebo obdobnou sběrnici) - místo toho využívají "vnější porty" - např. USB, Firewire nebo dnes Thunderbolt -> tím se značně redukuje možný datový tok(krom Thunderboltu - nejnovější zvládne 20 GB/s) -> některým kartám to nemusí vadit (např. průměrné zvukovce), ale externí obdobu nVidiackého Titanu opravdu nenajdete...
+Zajímavou výjimkou zde je tzv. PCIe riser což je v podstatě připojení k PCIe slotu motherboardu přes kabel – rychlost zde není limitována a kartu lze umístit i externě mimo case jako u běžných externích variant.
-Výhody externích karet? Lze je většinou snadno nainstalovat, odinstalovat, přemísťovat z PC na jiný PC. Největší využití mají u přenosných počítačů, kde nemáte možnost přidání interní karty. Když srovnáte interní kartu a externí kartu stejných parametrů, externí je dražší, protože není chráněná bednou a tak musí mít ještě nějaký obal, nejlépe designově zajímavý.
+Výhody externích karet? Lze je většinou snadno nainstalovat, odinstalovat, a hlavně přemisťovat z jednoho počítače na druhý. Největší využití mají u přenosných počítačů, kde nemáte možnost přidání interní karty, ale potřebujete dočasně vyšší výkon. Když srovnáte interní kartu a externí kartu stejných parametrů, externí bude dražší, protože není chráněná PC case a musí tak mít obal či pouzdro.
 ==== Karty integrované ====
+Jedná se o karty zabudované do jiné komponenty (např. zvuková nebo síťová karta integrovaná do motherboardu, GPU integrované v CPU …). Výhodou integrované karty je především úspora místa a energie (hlavně u integrovaných GPU) a také finanční úspora pro kupujícího. Oproti ostatním kartám ale mají menší výkon, horší parametry a omezenější možnosti (nelze je vyměnit jako karty dedikované).
-jedná se o karty zabudované do jiné komponenty (např. zvuková nebo síťová karta integrovaná do motherboardu, GPU integrované v CPU,...). Výhody? Především úspora místa a energie (hlavně u integrovaných GPU), také finanční úspora pro kupujícího. Nevýhody? Menší výkon a parametry, omezenější možnosti, nelze je vyměnit zvlášť jako interní či externí... Největší využití proto nachází v přenosné elektronice, kde je úspora místa a energie nutná a žádaná (v tomto případě nemusí platit finanční úspora kupujícího :D). Využití u normálních workstationů mají v případě, že uživatel není náročný a integrovaná verze karty mu výkonově stačí - např. zvukovku používá jenom na skypování s 1W repráčky a není audiofil, který potřebuje nejlepší možný signál do zesilovače k 500W dřevěnému audiosystému s neodymiovými měniči...
+Největší využití proto nachází v přenosné elektronice, kde je úspora místa a energie nutná a žádaná. Využití u normálních počítačů mají v případě, že uživatel není náročný a integrovaná verze karty mu stačí. Toto především platí pro zvukovou nebo síťovou kartu kde jsou integrované verze daleko běžnější než dedikované.
 ===== Grafická karta =====
-bude brzy doplněno...
+Slouží jako grafické výpočetní jádro i výstup počítače. Běžná grafická karta obsahuje GPU (procesor, který je přizpůsoben výpočtům grafiky), potom vlastní paměť (SGRAM), která bývá rychlejší než typické RAM paměti – díky ní nemusí grafická karta zatěžovat operační paměť a výstupy – ty můžou být buď digitální (displayPort, HDMI, DVI, …) anebo analogové (např. VGA) → je potřeba pro ně převést digitální signál na analogový → k tomu slouží RAMDAC (tedy tři digital-to-analog konvertory (3 barvy RGB) s vlastní malou pamětí pro uložení palety barev)
-===== Zvuková karta =====
+Mezi hlavní parametry grafické karty patří architektura a typ grafického čipu, kapacita vlastní paměti (dnes nejčastěji 1–12 GB), frekvence GPU a paměti (v MHz), typy a počet výstupů a spotřeba (ve wattech). Dalším parametrem je například typ paměti (momentálně je nejpoužívanější GDDR5, novým fenoménem pak HBM2). Grafická karta se nejčastěji připojuje k monitoru, nebo k dalším zobrazovacím zařízením (televize, dataprojektor). Moderní grafické karty také podporují zapojení více zobrazovacích zařízení přes módy **klonování** nebo **rozšíření** obrazu.
+__Klonování obrazu__ posílá stejný grafický výstup přes více konektorů, což umožnuje vidět stejný obraz na více zařízeních. Toto se běžně používá v sestavě monitor + dataprojektor.
-slouží jako zvukový procesor a konvertor digitálního signálu na analogový a vice versa - je to zvukový vstup a výstup počítače. Zvukový signál jdoucí z mikrofonu (pokud vytváří analogový signál - je připojený klasickým nesymetrickým TRS konektorem (jack)nebo podobným CINCHem a nebo dokonalejším symetrickým XLR konektorem(narozdíl od TRS je odolný proti rušení)) je potřeba převést z analogové formy do formy digitální, aby mohlo dojít k jeho digitálnímu zpracování počítačem - o to se stará ADC(=Analog to Digital Converter). Naopak z jedniček a nul je potřeba signál zpět převést do analogové verze, abychom ho mohli poslat reproduktorům - k tomu slouží DAC (Digital to Analog Convertor). (Principy těchto konverotrů jsou hezky popsané např. zde: [[http://macao.communications.museum/eng/exhibition/secondfloor/moreinfo/adconverter.html]]) Co se parametrů týče, tak běžného uživatele by mohl zajímat tak akorát podporovaný počet kanálů (2.0 - pouze stereo, 2.1 - stereo + subwoofer, 5.1 - základní prostorový zvuk, 7.1 - o něco lepší prostorový zvuk-central,front,sides,rear reproduktory + subwoofer... a potom se dostáváme do trochu zajímavějších konfigurací typu 10.2 nebo 12.2 a více -> ideální volba pokud chcete mít v obýváku zvuk jako v kině CinemaCity, chce to ale mít větší obývák s ošetřenou akustikou aby to mělo nějaký smysl :D), potom jestli se tam dá zapojit samostatně mikrofon, případně jestli lze vyvést zvukový vstup a výstup na přední panel bedny... Pokročilejší uživatel by mohl hledat optický vstup a výstup.
+__Rozšíření obrazu__ vytvoří jeden virtuální displej s rozlišením všech připojených zařízení dohromady a tento obraz pak rozdělí do připojených periferií. Toto se používá v sestavě více monitorů postavených těsně u sebe a umožňuje rozšíření pracovní plochy pro vyšší produktivitu.
-Důležité jsou také parametry zvuku, které karta zvládne přehrát/nahrát - tedy bitová hloubka a vzorkovací frekvence. Zvuk oficiální CD kvality má 44,1kHz / 16bit, což osobně považuju za spodní hranici kvality zvuku, který lze pustit na nějakém větším audiosystému nebo do lepších sluchátek... Když se profesionálně nahrává, tak má každý kanál minimálně 96kHz / 24bit ...
+Pro svoji vysokou výpočetní sílu -- jediný moderní čip je schopen předvést výkon rovný teraflopu (trilión operací v plovoucí čárce za sekundu) -- našly grafické karty v dnešní době široké uplatnění i v řešení zcela jiných problémů, než je zpracování obrazu. Na moderních grafickém akcelerátoru tak lze například trénovat neuronové sítě, těžit kryptoměnu nebo simulovat komplexní fyzikální, chemické či biologické procesy, což napomáhá značně urychlit výzkum na poli vědy. Zajímavým příkladem je software Folding@home, jehož upravená verze běží právě na grafických kartách a urychluje tak proces výroby léků mimo jiné na rakovinu či Alzheimerovu chorobu.
-A tím se dostáváme do další enormní kapitoly... kapitoly sound-masteringu. Pokud chcete něco alespoň semi-profesionálně nahrávat, mixovat, případně alespoň semi-profesionálně ozvučovat, tak vám integrovaná zvuková karta opravdu stačit nebude :D. Teď se dostáváme do oblasti, která je z 95% krytá právě zvukovými kartami externími, připojovanými nejčastěji Firewirem, dnes Thunderboltem, případně optikou a nadupanými velkým množstvím super-přesných předzesilovačů, zesilovačů, konvertorů, EFx jednotek, ... Není čas to tu rozebírat, takže pokud vás to zajímá, zeptejte se mě osobně..
+{{ :informatika:maturita:81qusmp88bl._sl1500_.jpg?400 |}}
+===== Zvuková karta =====
+Slouží jako zvukový procesor a konvertor digitálního signálu na analogový a vice versa – je to zvukový vstup a výstup počítače. Zvukový signál jdoucí z mikrofonu (většinou připojený přes jack nebo CINCH) je potřeba převést z analogové formy do formy digitální, aby mohlo dojít k jeho digitálnímu zpracování počítačem – o to se stará ADC (Analog to Digital Converter). Naopak z binárního kódu je potřeba signál zpět převést do analogové verze, abychom ho mohli poslat reproduktorům – k tomu slouží DAC (Digital to Analog Converter). Většina dnešních zvukových karet je plně duplexní. To znamená, že proces konverze přicházejícího signálu na digitální a vysílaného na analogový může probíhat souběžně a komunikace tedy může probíhat současně oběma směry. U starších zvukových karet však nahrávání a přehrávání zvuku současně nebylo možné.
+Mezi základní parametry patří podporovaný počet kanálů (2.0 - pouze stereo, 2.1 - stereo + subwoofer, 5.1 - základní prostorový zvuk, 7.1 - o něco lepší prostorový zvuk: central, front, sides a rear reproduktory + subwoofer). Dalším kritériem je, zdali lze mikrofon zapojit samostatně, případně ještě vyvést zvukový vstup a výstup na přední panel PC case. Pokročilejší uživatel by též mohl hledat optický vstup a výstup.
+Důležité jsou také parametry zvuku, které karta zvládne přehrát/nahrát – tedy bitová hloubka a vzorkovací frekvence. Zvuk oficiální CD kvality má 44,1kHz / 16bit. Obecně logicky platí, že čím vyšší obě hodnoty jsou, tím kvalitnější zvuk bude – navyšovat je má smysl ovšem pouze tehdy, jde-li zvuk v dané kvalitě opět přehrát.
+{{ :informatika:maturita:turtle_beach_sound_card_catalina_.png?400 |}}
 ===== Síťová karta =====
+Slouží k propojení počítače se sítí. Důležitým parametrem je rychlost možného připojení (100Mb/s, 1Gb/s, …)
+**Boot ROM** – Paměť pro bootování ze sítě – počítač nabootuje z boot serveru → v ROM paměti na síťové kartě je v podstatě něco jako BIOS pro bootování ze servru, respektive rozšíření/plug-in do BIOSU.
+**PXE (Pre-boot Execution Environment)** - slouží k výše zmíněnému bootování počítačů ze sítě. Využívá se pro klienty, u nichž není pevný disk, pro diagnostiku, pro automatické instalace operačních systémů apod. Funguje na výše zmíněném principu → na síťové kartě je rozšíření BIOSu (většina dnešních běžných základních desek má síťovou kartu integrovanou a PXE je přímo integrovaný v BIOSu)
+**WakeOnLAN** – Technologie umožňující zapnutí vypnutého počítače přes počítačovou síť. Podpora WakeOnLAN musí být zabudována do základní desky. Většina moderních základních desek s integrovanou síťovou kartou standard WakeOnLAN podporuje. Funkce WakeOnLAN musí být povolena v BIOSu, kde musí být zvoleno neustálé napájení síťové karty i po vypnutí počítače – síťová karta je neustále připojená do sítě a čeká na probouzející signál (tzv. magic packet), který poté předá motherboardu.
+{{ :informatika:maturita:max_522328pro.jpg?400 |}}
-slouží k propojení počítače s vnějším světem, slouží k zapojení do sítě. Důležitým parametrem je rychlost možného připojení (100Mb/s, 1Gb/s,...)
+===== Televizní tuner =====
-**Boot ROM** = paměť pro bootování ze sítě - počítač se nabootuje ze servru -> v ROM paměti na síťové kartě je v podstatě něco jako BIOS pro bootování ze servru, respektive rozšíření/plug-in do BIOSU...
+Televizní tuner umožňuje přijímat a dekódovat analogový televizní signál pro přehrávání v PC, běžně je pak k dispozici i jeho záznam. Takovéto karty jsou většinou dedikované, výjimečně je lze nalézt integrovány do karty grafické.
-**PXE** = Preboot execution environment, slouží k výše zmíněnému bootování počítačů ze sítě. Využívá se pro klienty, které nemají pevný disk, pro diagnostiku, pro automatické instalace operačních systémů apod. Funguje na výše zmíněném principu -> na síťové kartě je rozšíření BIOSu (většina dnešních běžných základních desek má síťovou kartu integrovanou a PXE je přímo integrovaný v BIOSu)
+{{ :informatika:maturita:imgw.jpg?400 |}}
-**WakeOnLAN** = technologie umožňující zapnutí vypnutého počítače přes počítačovou síť. Podpora Wake on LAN musí být zabudována do základní desky. Většina moderních základních desek s integrovanou síťovou kartou standard WakeOnLAN podporuje. Funkce Wake on LAN musí být povolena v BIOSu, kde musí být zvoleno neustálé napájení síťové karty i po vypnutí počítače - síťová karta je neustále připojená do sítě a čeká na probouzecí signál, který poté předá motherboardu dnes už většinou přímo PCI sběrnicí.
+===== Jiné typy karet =====
+Příklad jiného typu interní karty: různé řadiče, např. řadič USB, řadič IDE/SATA, řadič paralelního portu...