Technické vybavení počítačů OKRIT 2024
Diagrama de temas
-
- Podmínky, průběh a zakončení výuky
- Registrace a orientace v Moodle
- Informace o předmětu
-
- Vyberte si z nabízených témat dle svých preferencí.
- Zaměřte se na historické souvislosti a porovnejte se současností.
- Vypracujte soudobý přehled dostupný zařízení, včetně technických specifikací a aktuálních cen (můžete využít nabídek počítačově zaměřených e-shopů).
- Podmínky, průběh a zakončení výuky
-
- Ve světě x bývalem ČSSR
- Mechanické, elektromechanické/elektromagnetické (relé), elektronické - elektronka ("lampa"), tranzistor
- Miniaturizace, integrace - integrované obvody (IC)
- Časový přehled
- Mezníky ve vývoji
- Možnosti v blízké budoucnosti
- Osobnosti
-
- Vyhledejte počítače určené primárně pro školní účely.
- Seznamte se z možnostmi IQ-151, jeho technickou specifikací.
- Zorientujte se v nabídce herních konzolí.
-
- Kybernetika - systém, řízení (regulace, zpětná vazba), chování systému/black box, homeostáza; automatizace
- Informatika, infomační technologie, ICT; HW, SW
- Komunikace - přenos dat, režimy; data, informace (bit, byte)
- Číselné soustavy (desítková, dvojková,...), znakové sady (ASCII, UTF-8,...)
- Pojem digitální (číslicový) - digitalizace, analogový a digitální signál
- Základní el. prvky - rezistor, kondenzátor, cívka, dioda, tranzistor
- Integrovaný obvod (čip), miniatutrizace, technologie výroby; mikroprocesor (CPU)
- Logické obvody (hradla) - sekvenční (klopné obvody), kombinační
- Plošné spoje (PBC), osazování; nepájivé pole (breadboard)
- Princip fungování počítače
- Algoritmus, instrukce, program
- Architektuta PC - von Neumann, Harvardská
- Funkce - ALU, řadič (Controller), sběrnice (Bus)
- Počítač, univerzální x jednoúčelové (embedded) počítače, servery; jednočipový počítač (mikrořadič/microcontroller, mikročip) - např. Arduino; jednodeskové počítače (mikropočítače/SoC) - např. Raspberry Pi
- IBM PC kompatibilní (x86; x86-32, x86-64)
-
- Prostudujte kapitolu "Základní pojmy".
- Dejte do souvislostí von Neumannovo schéma počítače se současným stavem.
- Zaměřte se na organizaci paměti v PC.
- Kybernetika - systém, řízení (regulace, zpětná vazba), chování systému/black box, homeostáza; automatizace
-
- motherboard/mainboard, deska plošných spojů (PCB)
- standardy, rozměry (AT/ATX)
- principy, funkce, blokové schéma
- architektura - můstková (bridge - N, S), hubová (IHA - MCH, ICH), System Agent (Uncore)
- výrobci (Intel, Gigabyte, MSI,...)
- chipset (NVIDIA, AMD, VIA, SiS, Intel,...)
- BIOS (xROM)/Setup, UEFI; Flash BIOS; fy. AMI, Award, Phoenix; firmware
- beep kódy, LED signalizace, znakový displej
- CMOS baterie, jumper, reset CMOS
- spuštění PC (POST)
- komunikace na MB - IRQ, PIO, DMA
- sběrnicový systém
- rozhraní historická - VL-Bus, ISA, EISA, AGP, PCI, PCI-X; ATA - PATA/(E)IDE, PCMCIA
- diagnostika (sysinfo) - AIDA, SiSoft SANDRA, GPU-Z, 3DMark, HD Tune, CoreTemp,...
- Benchmarky (např. CPU)
- motherboard/mainboard, deska plošných spojů (PCB)
-
- vodiče - napájecí, datové, adresní, instrukční, řídící
- provedení M (male/samec; vidlice/zástrčka, kolík), F (female/samice; zásuvka, dutinka)
- barevné značení, konvence; drát, lanko/licna (LYC)
- data, video, audio, multimediální,...
- přenos dat, přenosová rychlost/přenosový výkon; baud; Tx/Rx, šířka sběrnice; b/s (bps)
- bezdrátové - IrDA, BT (LE, EDR, A2DP), Wi-Fi (IEEE 802.11b/g/n/ac/ad; 2,4 GHz, 5 GHz; WiMAX); Wi-Fi 6, Mesh Wi-Fi
- drátové - USB (USB-PD; Wireless, OTG), FireWire (i.Link), RJ-45 (LAN; Straight/Crossover), Jack (TS/TRS/TRRS), CINCH (RCA), HDMI (CEC), DisplayPort, eSATA, M.2, koaxial (F konektor, SMA, IEC; 50Ω, 75Ω; terminátor), D-SUB/VGA, DVI, MIDI, XLR, Lightning, Thunderbolt, PCIe, SAS
- drátové historické - LPT, Centronics, SCSI, COM (RS-232), RJ11/RJ12 (tel. modem), DIN, PS/2, SCART (mini), TV Out, S-Video, GamePort, LapLink, mSATA
- spojky, propojky, adaptéry, redukce (aktivní/pasivní), přechodky, rozdělovače/slučovače (splittery), rozbočovače (huby)
- magnetický konektor; feritové kroužky; Hot Plug/Hot Swap/Plug&Play; riser cable
- nářadí - stahovací kleště (stripovací), lisovací kleště (krimpovací), narážecí nástroj (boxer), antistatický náramek , multimetr
- v průmyslu - např. Profibus
-
- mikroprocesor (IC), CPU
- (mikro)architektura, mikrokód
- strojový kód/strojová instrukce; assembler
- vnitřní, vnější frekvence; clock generátor
- instrukční sada (ISA) - RISC, CISC, rozšíření instrukční sady (ISE)
- 32b, 64b (x86-64), PAE
- core (jádro) - registry, ALU, FPU, cache L1, L2, L3; System Agent (Uncore) - QPI, pipeline, memory controller; FSB
- 1 a více jaderné procesory, Pipelining, HT Technology, Turbo Boost, virtualizace (VT-x), multithreading; fyzický x logický procesor
- fyzické provedení - pouzdro, patice (SOCKET, SLOT; PGA/LGA)
- výroba (wafer, fotolitografie), nm technologie
- energetická náročnost
- výpočetní výkon (FLOPS, MIPS)
- Accelerated Processing Unit (APU), multiprocessing
- overclocking
-
- Seznamte se se základním procesorem Intel 8086, zejména s:
- adresací paměti
- ovládání V/V zařízení
- instrukčním repertoárem
-
- základní parametry (kapacita, rychlost čtení/zápisu, přístupová doba, přenosová rychlost/propustnost, energetická závislost - volatilní/non-volatilní, statické/dynamické, přístup přímý/sekvenční, spolehlivost, destruktivnost při čtení, cena za bit, životnost); charakteristika - frekvence, časování, latence
- vnitřní paměti ("krátkodobé, dočasné", bitové) - elektronické (čipové/polovodičové); počítačové
- registry, operační paměť, cache (asociativní paměť)
- ROM, PROM, EPROM, EEPROM
- FLASH (NAND, NOR; SLC, TLC, MLC)
- RAM (SRAM, DRAM - synchronní/asynchronní; NVRAM), DDR SDRAM; Dual Channel; SIMM/DIMM/RIMM; Memory Banks, Memory Ranks; Single-sided/Double-sided RAM; on-board paměť (RAM, uživatelská)
- ECC, RM
-
- vnější ("dlouhodobé, trvalé", souborové); uživatelské
- média, mechaniky/vystavovací mechanismy
- uložení záznamu - mechanické, (elektro)magnetické, magnetooptické, optické, elektronické
- SSS - USB Flash, SSD (TRIM), Memory Card (např. SD, MMC, MemoryStick, XQD; FlashAir)+čtečka paměťových karet; USF
- pevný disk - HDD, SSHD, SSD
- externí/interní; 1.8" (ZIF), 2.5", 3.5"
- principy, fce HDD - cluster, plotna, track, sector, cylindr, heads; ot./min (rpm); LBA/CHS; helium
- rozhraní - ST-506/ESDI/PATA/SATA (NCQ)/SCSI; režim přenosu - PIO/(U)DMA (Ultra ATA)
- HDD - kanály (E)IDE Primary, Secondary; režim - Single/Master/Slave/Cable Select
- S.M.A.R.T
- RAID/LVM
- bootování, MBR/GPT, Boot Loader, partition
- fragmentace/defragmentace; optimalizace
- HDSentinel
- optické - CD, DVD, BD; HD DVD; CD - Land/Pit (pit x bit)
- páskové paměti (lineární), streamer (zálohy, archivy)
- historie - FLOPPY, ZIP, LS-120, SyQuest disk/SyJet, Bernoulliho disk, Floptical disk, JAZ disk; DAT (DDS), Ditto, MC, MD
- formátování - File System - FAT, FAT32, NTFS, ISO 9660; ext3, ext4, ReiserFS
- online úložiště (cloud)
-
(interní/externí) - grafická
- AMD (ATI), NVIDIA, Intel, ASUS; integrovaná/diskrétní (dedikovaná)
- rozhraní, porty, zapojení, napájení, chlazení, parametry; PCIe
- GPU, GDDR, VRAM, RAMDAC
- CUDA, ATI Stream; OpenGL
- SLI, CrossFireX
- zvuková
- Creative (SoundBlaster), ASUS, Realtek
- parametry, zapojení, konektory; digitalizace - vzorkovací frekvence (Shannonův teorém), bitová hloubka (kvantizační úroveň, kódování); kanály (mono, stereo, 5.1; Dolby, SRS), frekvenční rozsah
- převodníky - DAC, ADC; PCM, bitrate (kbps), kodeky
- balanced line
- Hi-res audio (DSD)
- AudioCheck
- síťová
- RealTek, Broadcom, Intel, 3Com, Qualcomm Atheros
- rozhraní, konektor RJ-45, specifikace, přenosové rychlosti (FUP, agregace)
- Twisted pair (UTP, STP/GND), ethernet
- TCP/IP, strukturovaná kabeláž
- ISO/OSI; Ethernet physical layer
- Internet/Intranet
- NetTest (certifikovaný speedtest)
- Subnet Calculator
- TV karta (tuner)
- analogový/digitální příjem, hybridní karta
- PCIe/USB
- MPEG2/MPEG4 (H.264/AVC)
- H.265 (HEVC)
- vstupy/výstupy
- telefonní modem
- speciální karty - např. střihové, měřicí, laboratorní, doplnění/rozšíření portů apod.
-
- principy, funkce
- digitron/itron, VFD, segmentový display, maticový display, Dot-matrix, bubble display
- CRT - maska (např. Trinitron), stínítko (luminofor), elektronové dělo; FLAT
- monochromatické/barevné (počet barev)
- frekvence - horizontální (řádková; kHz)/vertikální (obnovovací; Hz)
- režim - prokládaný (Interlaced)/neprokládaný (Non-Interlaced/Progressive scanning)
- poruchy geometrie obrazu (Tilt, Barrel, Pincushion, Parallelogram, Trapezoidal distortion; Moiré)
- energetická náročnost, TCO
- LCD - kontrast, jas, úhly pohledu, odezva; STN (Twisted nematic), TFT (Thin Film Transistor) - IPS (In-Plane Switching); podsvícení (CCFL, LED); reflexní, transmisivní, transreflexivní; invertor
- OLED (PMOLED, AMOLED)
- E-paper (E-Ink), Mirasol
- obrazový bod (pixel), rozlišení, barevný model RGB, PPI, Dot Pitch
- uhlopříčka; formáty 4:3, 16:9; OSD
- Touchscreen (rezistivní, kapacitní; digitizer)
- HDTV (HD, FHD), UHDTV (4K, 8K); 2K, QHD (1440p), 5K; Intel WiDi
- Retina Display
- herní, 3D zobrazení
- Head-up display (HUD)
- Výrobci panelů - HannStar, LG Display, SHARP,...
-
- Nastudujte technické specifikace zobrazovacích zařízení.
- Porovnejte jednotlivé principy zobrazování.
- Zaměřte se na barevný model RGB, jeho vlastnosti a charakteristiku.
-
Periferní zařízení, zařízení vstupu a výstupu; znaková (např. tiskárna), bloková (např. pevný disk)
Vstupní
- myš (kuličková, optická, laserová; herní)
- klávesnice (ergonomická, herní,...)
- touchpad
- trackball
- trackpoint
- tablet
- herní ovladače (konsole, joystick,...)
- web kamery, vizualizéry, mikroskopy
- skenery (ruční, ploché, protahovací, bubnové, filmové, knižní, 3D) - principy, funkce
- rozlišení, DPI, barevná hloubka, snímací režimy, rychlost snímání, denzita/opacita
- CCD, CIS, PMT, CMOS
- OCR
- interpolace
- čtečky čárových kódů
- čtečka otisku prstu (fingerprint)
- světelné pero
- mikrofon
- zobrazovací jednotky (AMOLED, LCD, CRT)
- tiskárny (jehličkové; inkoustové - Inkjet/Bubblejet, tankové; laserové; sublimační) - princip, funkce; cartridge, toner
- rychlost tisku, kvalita tisku, DPI, počet barev, spotřeba, hluk, provozní náklady
- barevný model CMYK
- speciální tiskárny - voskové, řetězové, tepelné, daisy-wheel; tabelační (traktorový) papír
- multifunkce
- Wi-Fi, BT konektivita
- plotry
- 3D tisk, tisková struna
- dataprojektory (LCD, DLP, LCoS, LED, CRT; mobilní)
- reproduktory (RMS, PMPO; dB; brum 50/60 Hz), sluchátka (neodymové měniče); Hi-Fi; ABX test
- Interaktivní systémy
- Zpětnovazebná zařízení
-
- AT/ATX (miniATX, microATX), zdroje (PSU), výkon; spínaný zdroj
- napájení (3.3V, 5V, 12V), AC, DC, 230V/50Hz (120V/60Hz); polarita, barevné značení vodičů (Ground/Neutral/Live)
- potenciometr, reostat, trimr; zesilovač; diskrétní součástky
- PWR, GND, Tx/Rx
- IEC 60320
- signál PowerGood (POK)
- konektory - Molex, Berg, Standard ATX
- chlazení - pasivní, aktivní; hliníkové chladiče, ventilátory (fans), heatpipes, vodní chlazení (radiátor, pumpa, expanzní nádoba), olejové, kapalinové; tepelné vyzařování
- vedení x proudění x sálání tepla
- APM, ACPI
- Cool'n'Quiet (AMD)
- UPS
- Power over Ethernet (PoE)
- akumulátory (NiCd, NiMH, Li-Ion, Li-Pol), knoflíková baterie, mAh; paměťový efekt; článek, baterie; nabíječka
- bezdrátové nabíjení, rychlo nabíjení, Qi system
- Power Banka
-
- Stavba PC, opravy, výměna komponent, upgrade, údržba
- Intel Light Peak
- Li-Fi
- Embedded systém
- RFID, EAS
- Nositelná elektronika, IoT, Průmysl 4.0
- Kvantové počítače, molekulární počítače (DNA computing)
- Memristor, spintronika
- CeBIT, CES, Invex, Amper, IFA, MWC, AVS, Bett
-
