Skip to content
Poznámky

Architektura počítače

Základní stavební prvky počítače a jejich funkce. Druhy pamětí, hierarchie paměti, periferní zařízení.

  • Popište Von Neumannovu koncepci univerzálního počítače.
  • Popište následující obrázek
  • Jmenujte alespoň tři vstupní a tři výstupní periferní zařízení.
  • Vysvětlete pyramidu hierarchie paměti.

Von Neumannova koncepce

Podle přednášek Johna von Neumanna byla vytvořena tzv. Von Neumannova koncepce univerzálního počítače. Tento počítač měl nahradit počítače, ve kterých byl program dán napevno a tedy jakákoliv změna potřebovala úplnou změnu hardwaru. Tento lepší design se tedy skládá z:

  • Procesoru, ten je tvořen řadičem (ten čte instrukce jednu za druhou, dekóduje je a provádí) a ALU (aritmeticko-logická jednotka, probíhají v ní aritmetické výpočty - sčítání, odčítání, bitový posun, … a logické výpočty)
  • Operační paměti - velmi rychlá paměť, ale malá kapacita, používá se na dočasná data na pomoc při výpočtech
  • Vnější paměť - tam se ukládají data pro další použití
  • Vstupní a výstupní zařízení - poskytuje a sbírá data z procesoruarchitektura_neumann.png

Popis obrázku základní desky

architektura_motherboard.png

  • VGA, HDMI, DVI jsou na výstup grafiky, dnes se používá hlavně HDMI a moderní DisplayPort
  • USB zdířky slouží pro připojení periferních zařízení pomocí protokolu USB (Universal Serial Bus), dnes různé verze a typy (MicroUSB, USB-C, …)
  • Ethernet slouží pro připojení k internetu pomocí kabelu RJ-45
  • Audio zdířky slouží k výstupu a vstupu zvuku
  • CMOS baterie se používá pro napájení BIOSu
  • SSD slot slouží k zapojení SSD disku, dnes typický M.2 standard
  • PCI je slot, do kterého se dává grafická karta, zvukovka, capture card, …
  • SATA porty jsou na disky
  • Heatsink odvádí teplo
  • RAM sloty slouží k připojení paměti RAM
  • VRM dodává a rozděluje napětí

Periferní zařízení

Dělí se na: - Vstupní - Dodávají data do počítače, pomocí nich ho ovládáme; myš, klávesnice, herní ovladač, mikrofon, kamera - Výstupní - Počítač posílá data ven; tiskárna, monitor, reproduktor, sluchátka

Pyramida hierarchie paměti

architektura_pyramida.png - Od shora dolů roste kapacita, ale klesá rychlost - Registry jsou přímo v procesoru, mají obvykle jenom 16-64 bitů a používají se na pomoc při provádění instrukcí - Cache je fyzicky blízko procesoru, používá se pro uložení často používaných dat, aby procesor prováděl operace rychleji - Hlavní paměť (RAM) se používá primárně pro data aplikací a systému, která se po vypnutí počítače vymažou - Druhotné paměti jsou HDD a SSD, používají se na data, která zůstanou i po vypnutí