Slezská univerzita v Opavě Obchodně podnikatelská fakulta v Karviné TECHNICKÉ PROSTŘEDKY INFORMAČNÍCH SYSTÉMU Josef Botlík Tento výukový materiál vznikl na základě projektu OP VK 2.3 (CZ.1.07/2.3.00/09.0197) Posílení konkurenceschopnosti výzkumu a vývoje informačních technologií v Moravskoslezkém kraji INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIK? Karviná 2011 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 2 OBSAH MODULU ... 1 POČÍTAČE PC - VÝVOJ, HISTORIE, KONSTRUKCE, ZÁKLADNÍ SOUČÁSTI..............................10 1.1 Historie a vývoj počítačů............................................................................................................19 1.1.1 Historie.................................................................................................................................................20 1.1.2 Booleova algebra a její důsledky pro vývoj počítačů...........................................................................26 1.1.3 Von Neumannova architektura.............................................................................................................32 1.1.4 Technologie vycházející z von Neumannovy koncepce.......................................................................38 1.1.5 Vývoj počítačů PC................................................................................................................................47 1.1.6 Vývoj počítačů v ČR............................................................................................................................54 1.2 Rozdělení počítačů......................................................................................................................67 1.2.1 Rozdělení podle generací počítačů.......................................................................................................67 1.2.2 Kategorie počítačů podle velikosti.......................................................................................................69 1.2.3 Rozdělení podle konstrukce..................................................................................................................70 1.2.4 Rozdělení osobních počítačů podle standardů......................................................................................83 1.2.5 Rozdělení podle používaných operačních systémů..............................................................................83 1.2.6 Rozdělení podle výkonu.......................................................................................................................84 1.2.7 Rozdělení podle vzhledu....................................................................................................................106 1.2.8 Rozdělení podle technologie..............................................................................................................107 1.3 Počítače PC - konstrukce, základní části................................................................................114 1.3.1 Základní části počítačů PC.................................................................................................................115 1.3.2 Komponenty počítače - praktické ukázky..........................................................................................123 1.3.3 Stavíme počítač..................................................................................................................................148 2 ÚVODNÍ NASTAVENÍ, POČÍTAČOVÁ DIAGNOSTIKA, TESTY VÝKONNOSTI...........................170 2.1 Bios.............................................................................................................................................171 2.1.1 Bios a start počítače............................................................................................................................171 2.1.2 Autonomní test systému (POST)........................................................................................................178 2.1.3 Informace o Biosu..............................................................................................................................180 2.2 Základní diagnostika a odstraňování problémů....................................................................181 2.2.1 Vyřešte problémy bez cizí pomoci.....................................................................................................181 2.3 Testy výkonnosti........................................................................................................................202 2.3.1 3DMark...............................................................................................................................................207 3 POČÍTAČOVÉ SKŘÍNĚ A ZDROJE..........................................................................................................249 3.1 Počítačové skříně.......................................................................................................................250 3.1.1 Základní rozdělení a parametry..........................................................................................................250 3.1.2 Kvalita zpracování..............................................................................................................................268 3.1.3 Technické doplňky v počítačové skříni..............................................................................................272 3.2 Počítačové zdroje.......................................................................................................................284 3.2.1 Co je to počítačový zdroj....................................................................................................................284 3.2.2 Formáty počítačových zdrojů.............................................................................................................286 3.2.3 Konektory zdrojů................................................................................................................................290 3.2.4 Výkon zdroje a ostatní paramety........................................................................................................301 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 3 RYCHLÝ NAHLED DO PROBLEMATIKY MODULU... Struktura výkladu: náh/ed 1. Počítače PC - vývoj, historie, konstrukce, základní součásti 2. Počítačová diagnostika, testy výkonnosti 3. Detekce typických poruch a jejich odstranění - praktické ukázky 4. Základní desky počítačů, typy, možnosti 5. Procesory - typy, výkon, parametry 6. Paměti - SIMM, DIMM, RIMM, DDRAM apod. 7. Rozhraní a sběrnice - IDE, EIDE, SCSI, paralelní, sériové, ISA, PCI, VLBUS, AGP 8. Vstupní zařízení - klávesnice, myš, tablet a nestandardní zařízení 9. Disky - typy, údržba, záchrana dat na vadném médiu 10. Monitory a scannery: typy, funkce, konstrukce, praktické seznámení 11. Grafické karty - možnosti zobrazení 12. Tiskárny - typy, způsob činnosti, použití 13. Komunikační prostředky - modemy, 14. Novodobé periferie - CD-ROM, DVD mechaniky 15. Zálohovací zařízení - ZIP mechaniky, MG pásková zařízení 16. PCMCIA karty - typy, použití 17. Ukázka atypických periferních zařízení, využití jednoduchých možností PC 18. Trendy vývoj e technických prostředků IS 19. Parametry rozhodující při pořizování technických prostředků Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 4 ÚVODEM MODULU TECHNICKÉ PROSTŘEDKY INFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ Dostává se vám do rukou výukový text pomocí kterého se máte seznámit s technickými prostředky a informačními technologiemi používanými v podnikatelské praxi. Vzhledem k tomu, že informační technologie a výpočetní technika se vyvíjí obrovským tempem, doporučuji v průběhu studia doplňovat informace na Internetu. Porovnávejte a doplňujte své poznatky především ze stránek prodejců hardware a ze stránek uvedených v textu. V těchto skriptech se taky vychází z těchto zdrojů. Vzhledem k tempu vývoje těchto technologií mohou být už při vašem studiu některé údaje zastaralé a to i přesto, že jsem se snažil v době psaní těchto skript vycházet z nejnovějších technologií. Převážná část skript se věnuje počítačům PC, jejich vývoji a architektuře. Počítače tvoří a nadále budou tvořit jádro technických prostředků informačních systémů. Vše ostatní se ve větším či menším měřítku odvíjí od počítače, jeho komponentů, priferií či vstupů a výstupů. Přesto, že tento výukový materiál je určený především pro studenty e-learningu, kteří nemají možnost seminářů, bezprostředního kontaktu s pedagogem ani přístupu do laboratoří, kde by si mohli případně technologie „osahat" v praxi, jsou v těchto skriptech i náročné a poměrně složité pasáže. Znovu ovšem zdůrazňuji - informační technologie se velmi rychle rozvíjejí a chtě nechtě budete při studiu muset spolupracovat především s Internetem. Tam si budete moci doplňovat informace popřípadě se zde seznámíte s novými technologiemi, které mohly vzniknout až po napsání těchto skript. Proto i korespondenční úkoly budou směrovány to této oblasti. Protože nemáte možnost si „železo" osahat v praxi, je v tomto textu poměrně velké množství obrázků. Bohužel, ani já, ani naše fakulta nemůže vlastnit nepřeberné množství počítačových komponentů, proto jsou většinou tyto obrázky převzaty z www stránek. Proto jsou v textu uváděno u jednotlivých částí odkazy na URL adresy, odkud bylo čerpáno. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 5 CIL MODULU Po úspěšném a aktivním absolvování tohoto MODULU Budete umět: • Orientovat se v informačních technologiích. • Posoudit náklady na informační technologie. • Posoudit výkonnost j ednotlivých součástí a j ej ich vliv na výkon počítače. • Orientovat se v hardwaru počítače. • Orientovat se obecně ve výpočetní technice. • Orientovat se v informačních a komunikačních technologiích, s nimiž můžete během praxe přijít do kontaktu. Budete umět Získáte: • Přehled o dostupných technologiích v oblasti informačních a komunikačních technologií. • Znalosti o hardware počítačů. • Přehled o parametrech používaných technických prostředků. Získáte Budete schopni: • Prakticky zacházet s hardwarem informačních technologií. • Instalovat a deinstalovat komponenty počítačů. • Stanovit kritéria pro nákup a používání technických prostředků. • Srovnávat produkty na trhu podle parametrů. Budete schopni ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Čas potřebný ke studiu celého modulu nelze absolutně posoudit. Jedná se o látku běžně probíranou v průběhu semestru u klasické formy studia. Orientačně je možno říci, že studenti prezenční formy studia mají 10 týdnů dlouhý semestr, v každém týdnu mají celkem 3 hodiny přenášek a seminářů. Mimo to se věnují individuálně přípravě na semináře, seminárním pracím a konzultacím. Pokud připočteme i studium nových informací na Internetu, předpokládám minimální rozsah okolo 50 hodin. Tento čas je však naprostým odhadem, protože ne všichni studenti mají stejné vstupní znalosti. PRŮVODCE STUDIEM 1 Jak už bylo dříve uvedeno, konzultujte pravidelně údaje v těchto skriptech s údaji především na Internetu. I v praxi, budete-li například vyhledávat nové technické prostředky pro vaši potřebu, sáhnete především po tomto zdroji. Nejvíce informací se zpravidla dozvíte na stránkách prodejců informačních technologií. Tyto stránky vám dají přehled o komponentech dostupných v daném Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů čase, o novinkách v oblasti, ale také zde zpravidla najdete základní údaje o jednotlivých produktech. Vaše znalosti si potom můžete dále rozšířit vyhledáním dalších informací o těchto produktech, například na stránkách výrobce. Jako příklad se podívejte na stránku například firmy PowerComp Třinec. http://powershop.cz/inshop/scripts/shop NF.asp? ß, Power Comp - Windows Internet Explorer □©(E) O Podl ÉO P É-o/hlad Základní desky Earebone Paměti Paměťové karty Flash disky B Ľ> Pevné disky ■Q> Radiče ■O Optické mechaniky B O Disketové mechaniky Ě ;> Iomega mechaniky Grafické karty W tunery a videostřih Monitory řrojektory iříne j Přetec USB 2.C iny Luxury Flash disk ' Najrrarľ USE zisk ra šv-átá! Rozlirar': korrpatibilr" =■ UEE 2.0, není nutné externí napájení. Funkce ZIP/HDCWFDD, podpora OS: Windows XF/ZK/ME, Linux 2.4 a vyssí a WftC OS 9.2 a vyl li Přenosová rychlost: ctěn' BUB/s. zapit 7UBřs. Rozměry: 42 - 16 - 4.5 mm. Provozní teplota: 0:C az 7Q:C. skladovací teplota: -205C az BO^C. // OLYMPUS \i DIGITAL600 silver CCD 6,0 MP, kovové voděodolné těb. i k optický zoom, 35-105mm, Í3,1, supermakro od 7 cm, 23 scénick^h režimů, závorka 4 - 1/1000 s., ISO Auto. 64-400 {ISO 800. 1600 £ Bright Captnre). video 640x480 15fps. TniePic Turbo, histogram, podpora přímého tisku - PictBridge, TV vystup, velká 6,4cm LCD obrazovka, tech rolog e ErkjhtCapture prc Zde najdete údaje o produktech, přehledně rozdělených do jednotlivých kategorií Upřesňující údaje k nabízenému komponentu Obrázek 1 - přehled technických prostředků Na této stránce můžete názorně vidět, že prodejci zpravidla nabízejí přehled kategorií technických prostředků. Ten vám může sloužit jako vodítko, například při nákupu. Nejen, že se zde dozvíte například to, z čeho se počítač skládá, ale i dostupné periferie, možnosti propojení, dostupné prostředky i jejich parametry. Navíc získáte orientaci v parametrech, výkonu a v neposlední řadě i v cenových relacích. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů Jako další si ukážeme stránku firmy Alfa Computer Ostrava. Můžete si všimnout, že stránky jsou přibližně stejně orientované. Opět zde vidíte rozdělení na skupiny zboží, v podstatě shodné s kategoriemi technických prostředků. Po výběru příslušné skupiny zboží získáte katalog dané skupiny, přehled nabízených komponent i jejich popis. http://www.alfacomp.cz/php/zbozi.php?akc=2&mnu=2&zob=2&pol=0 0 ALFA COMPUTER CZ, s.r.o. - pc sestavy, počítače, notebooky, digitální fotoaparáty, grafické kar - Windows Int... [V| [□][><] \tfwww. alfacornp. cz/php/zbozi. php ?akc=ZSrnnu = ZSiob=ZSpol=0 v \XJ Live Search File Edit View Favor itES Tools Help Qdkazy ^\ Customize Links ALFA COMPUTER CIP s.r.o. -pc sestavy, počítače, n.. S ~ S ' Page - & Tools - (*alfa computer Nepřihlášen. Zboží: kód One 7.10.200&V 1.2:27 hod. Novinky a akční zboží Zobrazit podle Skupin zboží (dle poradí} Skupin zboží (dle abecedy] Výrobců zboží (dle abecedy] .Zlevněné zboží, výprodej (7) Alfa PC sestavy (13} Audio, video zařízení [LI] Barebone (2L] Bezdrátové síté (89] Boxy a stojany (44] Brašny, pouzdra, obaly (121] Cartridge a refilly Canon (SO) Cartridge a refilly Epson (40) Cartridge a refilly HP (GB] Cartridge a refilly Lexmark [7] CD-ROM mechaniky [3] CD-RW mechaniky (4) Čistící ubrouskyr spreje (14] Datové přepínače (21] Diskety a kazety [4] DVD mechaniky (43] DVDr MP3r CD přehrávače (116) Fotoaparáty digitální (SI] Fotoaparáty příslušenství (73) Grafické- karty (114) < m E-shop Sestavy Pod para Kontakty KSS ^ i archn Najdi Nähled/ (zap.) Nápověda ! / Ni ALFA PC sestavy Ceníky on-line Ceníky off-line Ceník e-mailem Vlastní PC Creative ZEN V 1GB e-shop: prodejna: 2Ů51 Kč s D-PH 2 920 Kč £ D-PH Formáty MP3, WMA, WAV, JPEG Dť Přehled skupin zboží (dle abecedy) 1 Tisk Zobrazeno 1-75 z 75. Stránky [1] .Zlevněné zboží, výprodej (7) AlFa PC sestavy (13) Audio, video zařízení (11] Barebone (21) Bezdrátové síté (89) Boxy a stojany (44] Brašny, pouzdra, obaly [121] Cartridge a refilly Canon (SO] Cartridge a refilly Epson (40] Cartridge a refilly HP (SB] Cartridge^e^r^fJllyLexmark (7) !B-ROM mechaniky [ ľD-RVJ mechaniky [4 Čistící ubrousky, spreje (14] □ atově přepínače (21] Diskety a kazety (4) DVD mechaniky (43] DVD, MP3, CD přehrávače (1L&) Ostatní (30] Ostatní komunik. zařízení (39) [130] Zde si můžete všimnout, jak můžou stránky prodejce sloužit jako vodítko. Pokud by jste se v problematice hardware ještě neorientovali, stránky vás navede nato, že existují nějaké procesory, paměti, CDROM nebo CD-RWM. Na tomto základě si sami postupně můžete vytvořit přehled o dostupných technických prostředcích._ Obrázek 2 - stránka prodejce Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů Pro zajímavost uvádím ještě www stránky firmy AutoCont, která patří mezi největší prodejce technických prostředků v republice. http://www.autocont.cz/zbozi-katalog.cml fS Katalog zboží - AutoCont CZ a.s. - Windows Internet Explorer íf^Jr T ß http://www,autocontcz/zbozi-katalog,cnil ■v Ľ*}ľJ LíveSeaľdl File Edit View Favorites Tools Help Odkaiv {!_, Custorniie Links .£ Katalog zboží-AutoContCZ a,s, Ö T lir Page ' Tools - E] AutoCont > Ěesky > Slovensky > English Hledat zboží: > Úvod > □ společnosti > Události > Tiskové zprávy > Zaměstnání > Kontakty > Napište nám Katalog zboží £■ Informace ke stažení £■ Nápověda Registrace/Přihlášení ■> Košík '{r Zákazník/Objednávky £■ Výprodej Úvod | Katalog zboží Katalog zboží Stolní počítače Přenosné počítače Kapesní počítače Monitory Uživatel: Nepřihlášen, :- Jak se v našem katalogu lépe vyznat?1 Jak probíhá zpracování objednávky? -e o-iline! > Snížení cen a nové modely počítačů AutoCont > Hit pro podnikové síté -náhrada stolních PC c:::n~ HPr HF~:::FC:::'-JF:G. -ľ : : £ více.,, Pľojektoľy ňCER, A5U5r HP, HF~:::FC:::'-JF:^. LanwVw, PREM .3 více,,, Tiskárny ňCERr ň5U5r HP ŕ více,,, Skenery ňCERr HPr HYUNDAI, SONY, VIEWSONIC £■ více... Spotřební materiál pro tiskárny > Originální náhradní díly i ke starším přístrojům? a CEK, BENS, h:~^:h:, hp, TOSHIBA S. uíro CANON, EPSON, HP, on, TEtcmoNix ŕ- více,,, EPSON, HP, JMA ŕ více,,, CANON. EPSON, HP, OK], TEKTRONIX £ více,,. ^ Internet Obrázek 3 - www stránky firmy AutoCont Pro upřesnění dalších informací se již obrátíte na odborné stránky. Ne vždy je výhodné se hned obracet na stánky výrobce. Mohli by jste se tím dostat do pozice, že přehlédnete jiné, možná výhodnější řešení. Pro tyto účely najdete na Internetu mnoho stránek, je však nutné rozlišit, jaká je jejich úroveň a jak aktuální informace zde najdete. Asi najedete kvalitnější informace na profesionální stránce než na stránce, kde jsou seminární práce učňů. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 9 Velmi kvalitní stránky jsou například : http://www.svethardware.cz/ Svět hardware - titulní stránka • Windows Internet Explorer Obrázek 4 - odborné stránky Další stránky, které doporučuji vašemu zájmu jsou http://www.pctuning.cz/. KORESPONDENČNÍ UKOL 1 Najděte dvě www stránky prodejců počítačů (mimo ty, které jsou uvedeny v tomto učebním textu). Najděte rozčlenění nabídky kategorií nebo skupin zboží a zašlete tutorovi. Termín odeslání je do druhého tutoriálu. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 10 1 POČÍTAČE PC - VÝVOJ, HISTORIE, KONSTRUKCE, ZÁKLADNÍ SOUČÁSTI RYCHLÝ NÁHLED DO PROBLEMATIKY KAPITOLY POČÍTAČE PC- VÝVOJ, HISTORIE, KONSTRUKCE, ZÁKLADNÍ SOUČÁSTI V této kapitole se seznámíte se základními komponenty počítačů PC, s konstrukcí a principy náh/ed fungování počítače. Seznámíte se i s historií a vývojem počítačové techniky. Na konkrétních příkladech uvidíte konstrukci a tvorbu počítače, jednotlivé části i jejich základní popis a jejich umístění v počítači. Tato kapitola vám dá hrubou představu kterou budete v dalších kapitolách postupně rozšiřovat. CÍLE KAPITOLY POČÍTAČE PC - VÝVOJ, HISTORIE, KONSTRUKCE, ZÁKLADNÍ SOUČÁSTI Po úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLY Budete umět: • Orientovat se v jednotlivých komponentech ze kterých je složený počítač • Orientovat se v historickém vývoji výpočetní techniky • Základní principy fungování počítače Získáte: • Přehled o historii a vývoji počítačů • Přehled o základních komponentech počítačů • Znalosti o konstrukci počítače Budete schopni: • Demontovat a skládat počítač na úrovni jednotlivých komponentů ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Celkový doporučený čas k prostudování KAPITOLY je 10 hodin Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 11 CAST PRO ZÁJEMCE 1 Tuto kapitolu začnu trochu netradičně. Někteří z vás se již s počítačem seznámili blíže a bez problémů dovedou počítač rozdělat a měnit jeho komponenty. Někteří však mají strach z pouhého zapojení nějakého konektoru. Proto na úvod pro zájemce zařazuji praktickou ukázku toho, jak si můžete poskládat počítač. Tato část slouží k pochopení umístění jednotlivých počítačových komponentů a pro lepší představu toho, jak to vlastně vypadá uvnitř počítače. Tento popis je převzat z http://www.stavbapocitace.wz.cz/ kde ho najdete v plném znění, berte ho pouze jako orientační seznámení s problematikou. Kurzívou označený text jsou vložené komentáře k původnímu textu. V prvé řadě bychom si měli připravit pořádný křížový šroubovák, nejlépe elektrický. Vrhneme se tedy na základní desku. Ještě než ji zasadíme do case (krabice), měli bychom na ni nainstalovat procesor s větráčkem a paměti, ušetříme nervy od pořezaných rukou a všeho toho, když nám něco nejde. Umístíme si MB (základní desku) (mainboard, motherboard) na stůl, kde máme dostatek prostoru a odaretujeme patici procesoru, kterou snad pozná každý, vložíme procesor, kdyby vám to náhodou nešlo, tak to zkuste všemi směry, jednou se trefit musíte. O páncích procesoru se budeme bavit později. Patice mohou být různých typů, proto se v tuto chvíli orientujte podle obrázku 5. Procesor ze strany konfakfů_ Základní deska (main board)_ Patice procesoru Obrázek 5 - patice procesoru Nezapomeňte, že pracujete s citlivými elektronickými prvky. Desku si umístěte na měkkou antistatickou podložku a nepracujte v oděvu z umělých vláken. Minimalizujte vznik statického náboje. To bylo velmi lehké, mnohem těžší je připevnit procesor. Procesor v patici Aretační páčka, sklopí se tak, aby byla rovnoběžně s procesorem Obrázek 6 - aretace procesoru Jdeme na to! Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 12 Tady musíte velmi opatrně, minimálně u AMD, u Intel (hlavní výrobci procesorů) je procesor zakryt kovem (toto není obecná zásada, uvidíte to v kapitole týkající se procesorů), což ale neznamená že vydrží vše. Uchycení procesoru provedete zpětným zaklapnutím aretovací páčky slotu (viz obrázek 6). Ne u všech typů patic (slotů) je tento způsob zajišťování. Nepokoušejte se zasouvat procesor jinak než má být. Na straně kontaktů najdete vodítko pro orientaci procesoru - zpravidla chybí v určitém rohu nějaká „ nožička ", obdobně v patici chybí v jednom rohu otvory pro „ nožičku ". Ještě před upevněním chladiče bychom měli nanést tenkou vrstvu teplovodivé pasty, která vyhlazuje mikroskopické nerovnosti na procesoru, a tak velmi zvyšuje účinnost chlazení. Pro upevnění chladiče slouží dva zobáčky po stranách patice, za které se chytí upevňovací systém chladiče nejdřív na jedné straně (tam, kde nečouhá, není kus patice s jejím označením) a potom dotáhnete a zacvaknete i na té druhé, (viz obrázek 7) Páčky jsou ale většinou velmi malé, atak je zapotřebí šroubováku. Chladící ventilátor chladič ,packy" pro uchycení Obrázek 7 - uchycení ventilátoru na procesor U Intelu je to jednodušší, tam je totiž kolem patice plastová konstrukce do které chladič pěkně zapadne, a příslušné zobáčky sednou přímo do otvorů, kde se zachytí. Stačí jenom přehodit dvě nápadné páčky na povrchu chladiče, čím se celý systém vzepře a napevno uchytí v patici. / v tomto případě však uvidíte později, že možností montáže existuje více. Na závěr samozřejmě musíme zapojit konektor větráku do příslušného zobáčku (napájecího konektoru) na desce. Na desce je jich víc, ale ten pravý je buď přímo na desce označen nápisem CPU, nebo ho najdete v manuálu. Pokud ho zapojíte špatně, tak se vám pravděpodobně nezapne ani počítač... Ale náhoda je blbec a procesor se velmi rychle poškodí. Zasazení pamětí do příslušných slotů je oproti instalaci procesoru úplná brnkačka. Musíte dát jenom pozor na malý výstupek uprostřed patice, který zajistí správné otočení modulu DIMM v patici. Ten taky slouží jako pojistka, abyste nepoužili jiný typ pamětí. Instalace paměťového modulu je na obrázku 8. Instalací procesoru a pamětí jsme prozatím skončili s základní deskou a teď se vrhneme na skříň. Dovnitř se dostaneme jednoduše tak, že odšroubujete po dvou šroubcích na zadní straně každé boční stěny a vysunete je směrem dozadu. Dnes je již více způsobů demontáže skříně. Pro každý typ je postup popsaný v manuálu dodanému se skříní. Jako první umístěte záslepku konektorů základní desky do připraveného obdélníku na zadní stěně hned pod zdroj tak, že dva otvory pro klávesnici a myš (většinou jsou označené ikonkou) budou navrchu. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 13 Paměťový modul Sloty pro paměťové moduly Obrázek 8 - instalace paměťových modulů Další důležitou akcí je zašroubování zvláštních šroubků s otvory (obrázek 9) na předem daná místa tak, aby přesně sedly na připravené otvory v základní desce. Díky spoustě standardů a také svobodné vůli výrobců je ve skříni pro jistotu připraveno poněkud víc otvorů na zašroubování oněch sloupků, tak že je lepší desku zkusmo zasadit a zapamatovat si ty správné dírky. Obrázek 9 - úprava skříně Počítejte taky, že ne všechny otvory na MB musí mít své protějšky ve skříni, a tak je třeba použít někdy plastové podložky dodávané stejně jako šroubky s bednou. Ty se používají proto, aby se zadní strana desky náhodou nedotýkala kovové kostry skříně, což by asi jaksi nemělo zrovna nejlepší vliv na funkci celého systému. Nakonec musíme ještě sundat záslepky předních otvorů skříně podle instalovaných zařízení, jako je CD či DVD (velká pozice 5,25" pozice) anebo disketová mechanika (3,5" pozice). Jen si dejte pozor, protože u některých levnějších skříní se za záslepkou skrývá ještě kovová lišta. Stačí ji jenom vyviklat, ale musíte dát pozor abyste se nepořezali. Ještě než přišroubujeme základní desku, atak si značně ztížíme přístup, doporučuji zapojit „malé" konektory zajišťující funkci tlačítek power a reset počítače, indikačních kontrolek zapnutí harddisku a nakonec i systémového reproduktoru. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 14 Obrázek 10 - propojení kombinovaného konektoru V naprosté většině případů je najdete v pravém dolním rohu MB (když bereme výstupy externích konektorů jako levý horní roh) a pro jejich správné zapojení je třeba se podívat do manuálu. I když jsou totiž řady pinů - nožiček vystupujících ze základní desky, označené alespoň základními zkratkami, které by měly napovědět správné zapojení kabelů, je třeba ještě znát správnou polarizaci konektorů pro indikační kontrolky. Tam totiž záleží i na správném zapojení +/- vodičů, přičemž platí, že barevný (zelený či červený) vodič je plus a černý nebo bílý bývá mínus. Obrázek 11 - připevnění základní desky šroubky k počítačové skříni Když už máme konektory správně zapojené, můžeme začít šroubovat MB k zadní desce počítačové skříně. Po správném usazení a napasování na příslušné otvory pro externí konektory je občas dobré třeba trochu na desce zatlačit od pravé strany směrem k zadní straně počítače, abyste našli příslušné otvory na šroubky. Sroubky nezapomeňte podložit izolačními kroužky červené barvy, aby zbytečně nespojovaly desku s kostrou počítače, Utahujte jenom jemně, protože i když vypadá deska s tištěného spoje odolně, přece jenom ukrývá několik vrstev obvodů a může se snadno poškodit. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 15 Když už je deska na svém místě, je nejvyšší čas zamontovat mechaniky, dokud je ve skříni ještě relativně dost místa. První nainstalujeme disketovou mechaniku, která musí sedět na jedné či dvou určitých pozicích, jež mají otvor na přením čele skříně. Pěkně si ji vycentrujte, aby zbytečně nevyčuhovala a přišroubujte ji čtyřmi šroubky s jemným závitem. V dalších kapitolách se blíže seznámíte s různými typy počítačových skříní. Ne ve všech skříních jsou vnitřní prostory uspořádané stejně. Jak taky poznáte později, disky se mohou instalovat i pomocí přídavných rámečků. Limitujícím faktorem může být délka datového kabelu, obzvláště pokud na něj jsou připojeny dvě mechaniky, například disk a CD mechanika. Obrázek 12 - šachtice pro umístění disku Druhý na řadě je harddisk, který patří většinou patří pod disketovou mechaniku, až do úplně spodní pozice. Ne abyste ho nacpali hned pod disketovou mechaniku, čím víc volného prostoru okolo něj bude, tím lépe bude proudit vzduch a ochlazovat ho. Dotáhneme tentokrát šroubky s větším závitem, ideálně se pro to hodí zkrácené verze šroubků. Když už jsou malé mechaniky usazené, podíváme se na ty velké. (Vpodstatě nerozdělujeme jednotky na „velké" a malé" ale na dvou, tří nebo pěti palcové, jak bylo již dříve zmíněno). Správný miditower (miditower je označení jedné z možných velikostí počítačové skříně) by měl mít ideálně čtyři velké pozice, takže si můžeme snadno vybrat, kam to CD či DVD mechaniku, případně šuplík na harddisk a další komponenty, umístíme. U velkých mechanik použijeme zase šroubky s jemným závitem. Zbylé volné pozice zakryjeme dodávanými záslepkami, aby se nám zbytečně neprášilo do bedny, (viz dříve uvedený obrázek 9) Dalším krokem bude zasazení všech přídavných karet, které zrovna ta vaše mašina bude potřebovat. Jako první umístíte grafickou kartu do AGP nebo PCIe slotu, který je vždycky nejvýš a je povětšinou hnědý nebo černý. Musíte na ni pořádně přitlačit, protože nejde zasadit zrovna nejlíp. Nezapomeňte také sundat příslušné záslepky v pozicích kam budete instalovat potřebné karty. (Záslepky jsou „krycíplíšky" v zadní části počítačové skříně.) Většinou jsou přichyceny šroubkem, nebo v novějších skříní drží samy a stačí je jenom rukou vysunout. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 16 Grafická karta Konektor sběrnice (slot) Obrázek 13 zasunutí grafické karty do slotu Rozšiřující karty PCI pak pasují do bílých pozic, kterých je na desce tři až šest (podle typu základní desky jich může být i méně, víc se dozvíte v části věnované základním deskám). Karty jsou menší a lépe se zasazují. Je třeba si jen dát pozor, do kterých pozic je umístíme. Ono totiž není PCI jako PCI (PCI je typ jedné se sběrnic počítače). Zvuková karta Slot sběrnice PCI Obrázek 14 - umístění zvukové karty do slotu PCI Každá karta v počítači komunikuje pomocí přiděleného IRQ přerušení, kterých není moc, a tak je v některých případech třeba sdílet je mezi několika perifériemi. Procesor potom ví, že má posílat instrukce příslušnému zařízení. To pochopitelně nemají některé komponenty rády, speciálně pak třeba zvukové karty Creative nebo přídavné IDE řadiče. Princip práce pomocí přerušení vidíte na obrázku 15. Zjednodušeně si ho můžeme vysvětlit následovně: zařízení potřebují komunikovat s procesorem, s pamětí i mezi sebou. Informace a data si posílají prostřednictvím tzv. sběrnice. Procesor (i ostatní zařízení) potřebují vědět, které zařízení chce komunikovat. Přerušení si můžeme představit tak, že každé zařízení má přidělené číslo. Chce-li komunikovat, pošle na sběrnici své číslo, čímž řekne ostatním zařízením: „přerušte práci, chce komunikovat zařízení s číslem 5 ". Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 17 Takže je dobré vědět, že první PCI pozice hned pod grafickou kartou s ní sdílí přerušení a není ji dobré obsazovat. Naopak druhá pozice bývá často volná, takže se hodí pro právě takhle citlivá zařízení. Zbylé sloty pak často sdílí IRQ s některým integrovaným zařízením. Dneska si sice většina zařízení se sdílením poradí, ale přesto je dobré vědět, kde hledat chybu. procesor Zvuková karta Grafická karta modem sběrnice procesor Zvuková karta K ^f Grafická karta ^F modem Pozor, zařízení 4 chce komunikovat, přerušte práci procesor Zvuková karta Grafická karta modem Procesor komunikuje se zařízením 4 3f£ Obrázek 15 - princip přerušení Dnes už je ale síťová a zvuková karta pro obyčejné lidi většinou zbytečná, protože na MB již jsou integrované a dostatečně výkonné. Při montáži karet také dbejte, aby minimálně grafická karta měla kolem sebe dostatek prostoru. Obrázek 16 - zapojení napájecích konektorů Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 18 Teď už se konečně blížíme do finále, takže můžeme zapojovat nejrůznější kabely a konektory. V prvé řadě jsou to ty zdrojové. Ten velký a široký je určený pro napájení základní desky a díky speciální konstrukci ho nemůžete špatně zapojit. Pokud skládáte počítač s Pentiem, je třeba zapojit ještě další menší zdrojový konektor označovaný jako ATX12V, který vypadá jako menší verze toho velkého uspořádanými do čtverečku. (Blíže v kapitole o napájecích zdrojích a základních deskách) Pokud už máte zapojené napájení základní desky, přijdou na řadu všechny ostatní periferie. Velké konektory patří do harddisků a nejrůznějších mechanik. V poslední době se používají také jako napájení do výkonných grafických karet. Menši konektory jsou třeba pro disketové mechaniky nebo pro ZIPky (ZIP mechaniky patří mezi tzv. výměnné disky. Jsou to externí paměťová zařízení určená především k archivaci). Naopak pozor si musíte dát až takový konektor budete oddělávat, je třeba ho nadzvednout pak opatrně vytáhnout, má totiž tendenci se ulomit a vzít svůj protějšek s sebou. Obrázek 17 - konektory kabelů k disketové mechanice a pevnému disku Další na řadě jsou pak ploché kabely, které všude překážejí a slouží pro zapojení disketové mechaniky, harddisků a CD. Naštěstí dnes již existují tzv. harddisky SATA, které mají kabel tenčí. Pro diskety je to užší 34 žilový kabel s překříženou částí vodičů u jednoho konce. Ten patří do disketové mechaniky orientovaný tak, aby výstupek na jedné straně konektoru zapadl do otvoru na disketové mechanice, pokud tam není, což je většinou případ starších kabelů, tak se musíte orientovat podle červeně označeného vodiče na jedné straně kabelu. Ten se vždycky zapojuje tak, aby byl blíže ke zdrojovému konektoru. Ten ale může být umístěn poněkud nestandardně nad konektorem pro datový kabel a potom musí být červený vodič uprostřed mechaniky a ne na jejím kraji. Každopádně špatným zapojením nic nezkazíte, maximálně vám nebude disketa fungovat. Další na řadě jsou o něco širší 40 nebo 80žilové IDE kabely, kterými se zapojují harddisky, CD mechaniky a některá další zařízení. Na každém kabelu můžou být maximálně dvě zařízení, která je třeba ještě nastavit pomocí jamperů podle pozic, na které se nacházejí. Na konci kabelu je vždycky nastavení Master or Single Drive, ve kterém má zařízení větší prioritu, kdežto uprostřed kabelu Slavě. Pokud nastavíte jumpery špatně, připojené zařízení se jednoduše nedomluví a nebudete je moci používat. Přesto ale z důvodu kompatibility je pak lepší každé zařízení umístit zvlášť. Pokud ale máte v systému CD-RW a DVD mechaniky, bude lepší je zapojit na jeden kabel a náročnější harddisk nechat samotný. Po zapojení kabeluje už počítač v podstatě funkční, ale ještě než se dostaneme do velkého finále a s toužebným výrazem zmáčkneme tlačítko Power, čeká nás jeden důležitý úkon. Uspořádání kabelů. K tomu nám poslouží nám poslouží nejrůznější prostředky, jako jsou třeba vázací dráty, kterých najdete při montování počítače určitě spoustu. Jenže co s těmi plochými kabely od harddisku (pokud nemáte disk SATA ) a diskety? Buď můžete použít gumičky, která ovšem časem zpuchří důsledkem proudění vzduchu bednou, nebo použijte pečetící pásky. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 19 Obrázek 18 - kabely v počítači Horliví zájemci si v této části mohli prohlédnout, jak se vlastně takový počítač sestavuje a z jakých hlavních komponentů se skládá. Pokud jste některým pojmům prozatím nerozuměli, nezoufejte. V následujících kapitolách se blíže s jednotlivými komponenty seznámíte. 1.1 Historie a vývoj počítačů DALŠÍ ZDROJE |QJ| V této části se budeme věnovat historii a vývoji výpočetní techniky. Text vychází mezi jiným z následujících www stránek, které jsou v některých pasážích citována doslova, pokud chcete své znalosti v této oblasti dále rozšiřovat, najdete tyto stránky na: http://ftp.manualy.sk/archiv/a406c501.htm http://ftp.manualy.sk/archiv/a406c502.htm http://ftp.manualy.sk/archiv/a406c503.htm http://ftp.manualy.sk/archiv/a406c504.htm http://ftp.manualy.sk/archiv/a406c505.htm http://ftp.manualy.sk/archiv/a406c506.htm http://www.markonet.ez/vyuka/principv/p 07.html http://referaty-seminarky.cz/historie-pocitacu-l http://referaty-seminarky.cz/historie-pocitacu-4/ http://sen.felk.cvut.cz/sen/index cz.html?historie/genl .html http://cs.wikipedia.org/wiki/Historie po%C4%8D%C3%ADta%C4%8D%C5%AF http://cs.wikipedia.org/wiki/D%C4%9Bjinyjo%C4%8D%C3%ADta%C4%8D%C5%AF" http://www.markonet.cz/vyuka http://www.pcsvet.cz/art/article.php?id=3267 http://sen.felk.cvut.cz/sen/index_cz.html7historie/ Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 20 PRŮVODCE STUDIEM 2 Historie a vývoj výpočetní techniky není záležitostí posledních desetiletí, jak se může někomu jevit. Je však pravda, že výpočetní technika v podobě v jaké ji známe dnes nemá až tak dlouhou historii. Stávající konstrukce počítačů vychází ze tří základních principů. Prvním je vytvoření Booleovy algebry a binární soustavy, druhým je von Neumannova koncepce která definovala základní části a principy jejich vzájemné komunikace. Třetím je potom koncepce založená na otevřené architektuře díky které je v podstatě počítač modulárním systémem. 1.1.1 Historie ČÁST PRO ZÁJEMCE 2 Pomůcky, které by jim usnadnily provádění nej různějších numerických výpočtů, si lidé vyráběli od nepaměti. Jednou z nej starších forem byl tzv. abakus, po kterém následovaly dokonalejší pomůcky typu logaritmických pravítek, mechanických sčítaček, násobiček a jiných kalkulátorů. Stále to však byly jen pasivní pomůcky, které prováděly jednotlivé úkony na bezprostřední pokyn člověka (či přímo pod jeho řízením), ale samy si nedokázaly volit další pokračování či další akce. Ty jim opět musel předepisovat člověk, který se tak musel sám starat o to, čemu se dnes říká řízení (anglicky: control). Obrázek 19 - počítadlo Abakus V dnešní době, kdy nové modely počítačů vznikají doslova jak houby po dešti, je téměř nemožné získat o nich úplný přehled - to je snad možné jen tehdy, pokud se zaměříme pouze na produkty určité konkrétní firmy. Ovšem v počátcích výpočetní techniky tomu bylo poněkud jinak. Tehdy ještě bylo v lidských silách zaznamenávat vývoj v celé jeho šíři. 1617 - Napierovy kostky (některá literatura uvádí Napierovy „kosti") Skotský matematik John Napier (1550-1617) vymyslel logaritmy které umožnily převést násobení a dělení na sčítání a odčítání. John Napier se však proslavil především objevem tzv. Napie-rových kostek, což bylo deset hůlek, na kterých byla vyryta multiplikační tabulka. S její pomocí bylo možno velice rychle násobit za předpokladu, že alespoň jedno z násobených čísel bylo jednociferné. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 21 Obrázek 20 - Napierovy kostky 1621 - Logaritmické pravítko (Oughtred) Anglický matematik William Oughtred (1575-1660) sestrojil v roce 1621 soustavu soustředných kruhů s možností vzájemného otáčení. Na okraje jednotlivých kruhů pak nanesl stupnice, používající Napierovy logaritmy. Svůj výtvor, který nazval "Circles of Proportion", byl vlastně prvním logaritmickým pravítkem (i když kruhového tvaru). Obrázek 21 - logaritmické pravítko 1623 - První mechanický kalkulátor (Shickard) Profesor Wilhelm Schickard (1592-1635), vynalezl mechanickou kalkulačku. Pracovala již se systémem plovoucí řádové čárky. Byl to mechanický stroj, schopný násobit a dělit, přičemž tyto dvě operace převáděl pomocí logaritmů na sčítání a odčítání (k reprezentaci desítkových čísel přitom používal kolečka s desíti zuby). Obrázek 22 Shickardova kalkulačka 1645 - První automatický mechanický kalkulátor (Pascal) Blaise Pascal (1623-1662) vymýšlel různé varianty počítacích strojů (vymyslel údajně asi 50 různých variant). Definitivní model své kalkulačky (nazvané příznačně: "Pascaline") pak sestrojil v roce 1645. Jako první byla založena na velmi přesných mechanických převodech. Pascalova kalkulačka měla rozměry 51 x 10 x 7,5 cm a byla zhotovena z kovu. Její součástí bylo osm číselníků, kterými se pohybovalo jakousi jehlou. Byla schopna provádět pouze operace sčítání a odčítání. Určitou nevýhodou Pascalova počítacího stroje bylo to, že výsledky výpočtu nemohly být přímo odečítány, ale musely být nejprve poměrně složitým způsobem interpretovány. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 22 Obrázek 23 - Pascaline 1666 - První mechanická násobička (Morland) Sir Samuel Morland (1625-1695), vrchní mechanik na dvoře anglického krále Karla II., sestrojil první počítací stroj, který dokázal přímo násobit a dělit (a nerealizoval tudíž tyto operace převodem na sčítání a odčítání). Mechanická konstrukce však byla mnohem méně spolehlivá, než u Pascalova počítacího stroje. 1673 - První univerzální počítací stroj (Leibnitz) Německý filosof a matematik Gottfriend Wilhelm von Leibniz (1646-1716) sestrojil v roce 1673 svůj vlastní stroj, ve kterém použil ozubené kolo, známé také jako tzv. Leibnitzovo kolo. Výsledkem byl počítací stroj, který dokázal pracovat s 5 až 12-místnými čísly, a splňoval tehdejší požadavky matematiků. V roce 1694 sestrojil tzv. krokový kalkulátor, který uměl násobit, dělit a provádět druhou odmocninu. Leibniz toho dosáhl tím, že nahradil původní jednoduché ploché ozubené kolo, které bylo srdcem mechanizmu, ozubeným válcem. Tento válec, na němž byly umístěny kovové kolíčky reprezentoval jakýsi pevný program, který se měnil s výměnou tohoto válce. Obrázek 24 - Leibnitzův krokový kalkulátor 1786 - Koncepce diferenciálního stroje (Miieller) J.H.Můeller přichází v roce 1786 s myšlenkou tzv. "diferenciálního stroje", neboli specializovaného kalkulátoru pro výpočet hodnot polynomu na základě rozdílu (diference) mezi hodnotami funkce v definovaných bodech (což je použitelné pro všechny funkce, které jsou na zvoleném intervalu aproximovatelné polynomiální funkcí). Můeller však nedokázal sehnat dost finančních prostředků pro praktickou realizaci svého projektu, a tak od něj nakonec ustoupil. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 23 1820 - První sériově vyráběný počítací stroj (Colmar) Francouz Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870) sestrojil počítací stroj, který používal zjednodušenou a zdokonalenou verzí Leibnitzova kalkulátoru. Tento přistroj zvaný aritmometr uměl čtyři základní matematické operace - sčítání, odčítání, násobení a dělení. Těchto kalkulaček se používalo v první světové válce a dokonce i za druhé světové války pro výpočty vědců pracujících na atomové pumě. Kalkulačky založené na tomto principu se používaly až do šedesátých let našeho století, kdy byly nahrazeny nejprve elektronickými kalkulačkami, posléze pak elektronickými počítači. Válečky s devíti zuby různé délky v tomto stroji poháněly malá posuvná kolečka, jejichž pohyb se přenášel na čítače. Celkem bylo vyrobeno a prodáno asi 1500 aritmometrů. Obrázek 25 - aritmometr 1833 - Analytical Engine (Babbage) Angličan Charles Babbage (1792-1871) oživil myšlenky diferenciálních stroje, a v roce 1922 začal s jeho konstrukcí. V roce 1832 dokončil fungující prototyp svého diferenciálního stroje, ale místo dalšího pokračování na něm se raději rozhodl pro "analytický stroj", který by byl schopen provádět jakékoli numerické výpočty. Babbageův Analytical Engine měl být poháněn parním strojem, a měl být řízen programem na děrných štítcích. Měl pracovat s padesátimístnými čísly, měl být schopen měnit další průběh výpočtu v závislosti na jeho dosavadním průběhu (měl tedy mít podmíněné skoky), a počítal dokonce i s možností volání podprogramů. Poslední verze projektu předpokládala, že Analytical Engine bude mít paměť pro 50 40-místných slov (čísel) a dva střadače (akumulátory), a celkem tři snímače děrných štítků pro program a data. Sčítání dvou čísel měl stroj zvládnout za 3 sekundy, a násobení či dělení mu mělo trvat 2 až 4 minuty. Obrázek 26 - Babbageův analytický stroj Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 24 1848 - analytický stroj Naprostý převrat byl zaznamenán roku 1848, kdy začal vznikat pod názvem analytický stroj, všeobecně použitelný počítač pracující na mechanické bázi. (zajímavostí je, že o správu financí výzkumu a na přepracování plánů analytického stroje pomáhala Augusta Ada, kněžna z Lovela-ce. Zároveň byla i jakýmsi tiskovým mluvčím. Jelikož znala konstrukci a funkčnost stoje, mohla sestavit seznam instrukcí, čímž se vlastně stala první programátorkou. Na její počest pak v 80. letech americké ministerstvo obrany pojmenovalo po ní nový programovací jazyk - ADA. Obrázek 27 - analytický stroj z roku 1848 Tento stroj se disponoval i čtecím zařízením pro zadávání pracovních instrukcí zakódovaných na děrných štítcích. III IM MM RMM -mm inmni l > ti m ľ.........-..-.i.- iu u 1111111»......£ »• ♦ > >« ••♦•*«« litdil jínili«11011 UMiiiUiir)*iui*Oii*ii Mř» r* i^m nitirtnf>*f?trr nmm mi u'( u lil MM »H4ii.i u II lil li i i»Mr»iwiwi» ir»mi# »'•1 ••'».....I Obrázek 28 - děrný štítek Nápad s děrnými štítky byl nápadem Joseph-Maria Jacquardovým, který jej použil pří řízení tkalcovského stavu. 1890 Děrnoštítkový stroj (Hollerith) Děrné pásky se staly základním komunikačním prostředkem člověka s počítačem. V roce 1889 je použil americký vynálezce Herman Hollerith při sčítání obyvatelstva. Sčítání lidí totiž zabralo sedm let a to se zdálo velmi zdlouhavé vzhledem k přírůstku obyvatelstva. Hollerith tyto děrné pásky využil jako nosiče dat, které byly potřeba zpracovat - každá vyražená dírka představovala jednu číslici, kombinace dvou dírek pak jedno písmeno. Touto metodou se veškeré sčítání zkrátilo na šest týdnů. Tento systém se používal až do druhé poloviny 20. století. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 25 Obrázek 29 - děrnoštítkový stroj 1905 počítací stroj (Willgodt Odhner) V roce 1905 sestrojil Willgodt Odhner počítací stroj, který pracoval se systémem ozubených koleček. Tento stroj se stal velmi populární a jeho prototyp se dostal až do Ruska, kde byl sestrojen roku 1972 pod názvem Felix. Obrázek 31 - počítací stroj Felix Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 26 1.1.2 Booleova algebra a její důsledky pro vývoj počítačů ... 1. milník... Vývoj a architekturu počítacích strojů významně ovlivnil pokrok v teoretických disciplínách, které poskytly potřebný aparát pro navrhování, vývoj, ladění a další související činnosti. 1854 - Booleova algebra (George S. Boole) V roce 1854 anglický logik George S. Boole (1815-1864) navrhl model matematické logiky, ve kterém vystačil jen se třemi základními operátory (and, or a not), a s jejich pomocí dokázal z jednotlivých výroků sestavovat složitější formule stejným způsobem, jakým se v matematice (konkrétně v algebře) sestavují matematické vzorečky. Svou logiku pak mohl formálně vybudovat jako algebru, které se dodnes říká Booleova algebra. Původně byla navržena pro obecný počet prvků, nejméně však jako dvouprvková. Booleovy algebry využil William S. Jevons (1835-1882), který sestrojil mechanický stroj, provádějící logické operace právě na bázi Booleovy algebry, používal však ještě čtyřprvkovou Boo-leovu algebru. V roce 1937 ukázal Claude Shannon na souvislost dvouprvkové Booleovy algebry s číslicovými obvody. Booleova algebra není algebrou čísel, s jakou se setkáváme v matematice, aleje to algebra stavu. Vzhledem ke klasické algebře, je proto jinak definovaná, např. v ni vůbec neexistují operace odčítání a děleni. Základní funkce Booleovy algebry jsou: • Logicky součet (disjunkce) • Logicky součin (konjunkce) • Negace Logické stavy, logickou jedničku a nulu se zpravidla zapisují symboly 1, 0. Pro operace logického součtu a součinu budeme používat symboly ( + ) a (.). Logicky součet ( OR): Y = A + B a b y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Výstupní proměnná Y má hodnotu 1 tehdy, má-li alespoň jedna ze vstupních proměnných hodnotu 1. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 27 Logicky součin (AND ): B Y = A . B a b y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Výstupní proměnná Y má hodnotu 1 tehdy, má-li hodnotu 1 obě vstupní proměnné. Negace: Výstupní proměnna Y má vždy opačnou hodnotu než vstupní proměnná. Uvedené tři základní funkce lze rozšířit na libovolný počet vstupních proměnných a to v přímém i inverzním tvaru. Kombinací takových funkcí pak vznikají obecné logické rovnice pro N proměnných. Pravidla pro práci s Booleovou algebrou jsou většinou formálně shodná s pravidly vžitými s číselnou algebrou až na některé odchylky, vyplývající z omezeni, že máme k dispozice dvě hodnoty a to 1 a 0. Práce s logickými proměnnými a binární abeceda umožnila definovat libovolnou činnost a rozložit ji na elementární stavy (něco se stane - něco se nestane, ano - ne, existuje signál - neexistuje signál). Tento princip umožnil vytvořit základy algoritmizace. Současně umožnil libovolné číslo zobrazit pomocí dvou stavů a s takovými čísly provádět matematické operace. m [Q [□J lín i -ľ^HjHjHjHJl LOM ! Obrázek 32 - vyjádření čísla 0 a 3 binárně a reprezentace těchto čísel dvoustavovými přepínači Dalším mezníkem pro interpretaci této logiky do dnešní, elektronické podoby, umožnil vynález klopného obvodu. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 28 1919 - dvoustavový klopný obvod (Eccles a Jordán) V roce 1904 sestrojil angličan J.A.Fleming první diodu, a v roce 1906 Američan Lee de Forest první triodu. Všechny elektronky jsou analogovými součástkami, které pracují s analogovými veličinami (elektrickým proudem a napětím). V roce 1919 však přichází W.H.Eccles a F.WJordan na myšlenku zapojit dvě elektronky "proti sobě" takovým způsobem, aby se navzájem udržovaly v rovnovážném stavu. Tím se zrodil první tzv. klopný obvod se dvěmi rovnovážnými stavy, který již ve svém názvu nese možnost "překlápění" obvodu z jednoho stavu do druhého. Díky tomu, že každý z obou možných stavů klopného obvodu je rovnovážný, obvod v něm dokáže "vydržet" libovolně dlouho, dokud není vnějším popudem přinucen "překlopit se" do druhého stavu. Dva možné stavy, ve kterých se klopný obvod může nacházet, pak mohou reprezentovat dvě různé diskrétní hodnoty - například dvě logické hodnoty (ano-ne), dvě číslice (např. 0 a 1) apod. Tento princip společně s Booleovou algebrou dal základ binární logice a jejímu využití v dnešních počítačích. 1936 - abstraktní model počítače (Alan Turing) V roce 1936 definuje anglický matematik Alan Mathison Turing (1912-1954) abstraktní model číslicového počítače - tzv. Turingův stroj. Tím poskytuje základní teoretický aparát pro vědeckou disciplínu - teoretickou informatiku (theoretical computer science). 1937 - základní aparát pro navrhování číslicových obvodů (Claude Shannon) V roce 1937 Claude E. Shannon poprvé ukazuje na paralelu mezi dvouprvkovou Booleovou algebrou a tzv. kombinačními obvody, které jsou základem číslicových počítačů. Shannon ukázal, že funkci libovolného kombinačního obvodu lze popsat formulí Booleovy algebry, a že naopak libovolnou formuli Booleovy algebry lze implementovat ve formě kombinačního obvodu. Tento zásadní objev pak umožnil použít již tehdy poměrně propracovaný aparát Booleovy algebry pro navrhování kombinačních obvodů. Claude Shannon je vnímán i coby zakladatel teorie informace jako disciplíny, která se zabývá přesnou kvantifikací objemu informací, přenášených sdělovacími kanály, efektivností využití těchto informací atd.. Jedním z bezprostředních a velmi praktických důsledků Shannonovy práce na tomto poli bylo i stanovení závislosti mezi šířkou přenosového pásma a maximálním objemem "užitečné" informace, který je možné po tomto kanálu přenést při dodržení určité minimální kvality přenášeného signálu (odstupu signálu od šumu). ČÁST PRO ZÁJEMCE 3 ... pokračujeme v historii... 1931 kalkulátor pro řešení komplexních diferenciálních rovnic (Vannenar Bush) Roku 1931 byl Vannenarem Bushem vyvinut kalkulátor pro řešení komplexních diferenciálních rovnic. Tento stroj byl téměř obřích rozměrů s mnoha táhly a ozubenými koly. Významné jsou i pokusy s využitím elektromagnetických relé, kterými se od roku 1937 zabýval v USA Howard H. Aiken. John V.Atnasoff, profesor na Iowa State University, a Clifford Berry, se snažili o zmenšení Bushova stroje. Za výchozí bod svých úvah brali teorii binární algebry, podle níž je možné jakoukoli matematickou rovnici považovat za správnou nebo za nesprávnou. Tuto teorii vypracoval v polovině 19. století George Boole. Jejím rozšířením na elektronické obvody v podobě nul a jedniček, Atanasoff a Berry vyvinuli v roce 1940 první plně elektronický počítač. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 29 Obrázek 33 - kalkulátor diferenciálních rovnic Plně fungující programovatelné počítače v dnešním slova smyslu se začaly objevovat v průběhu druhé světové války v USA a v tehdejším nacistickém Německu. Současně byly vyvíjeny utajované počítače ve Velké Británii (příslušné projekty byly odtajněny až v roce 1970). 1936 -38 - Zl (Konrád Zuse, Německo) V roce 1934 začal Konrád Zuse (nar. 1910) pracovat na konstrukci mechanické výpočetní pomůcky a po řadě různých zdokonalení dokončil v roce 1936 základní návrh stroje pracujícího v dvojkové soustavě s aritmetikou v plovoucí čárce a programem na děrné pásce (jako nosič byl použit kinofilm) V roce 1938 dokončil prototyp mechanického programovatelného počítače, později nazvaného Zl. Jeho paměť využívala posuvných mechanických prvků, a umožňovala uchovávat cca 1000 bitů. Neznalost prací Babbageho a jeho následovníků však měla za následek, že Zuse do svého projektu nezahrnul podmíněné skoky. 1940 - Z2 (Konrád Zuse, Německo) Konrád Zuse dokončil další počítač, Z2, který stále ještě používal mechanickou paměť, ale pro vlastní výpočty již používal obvody na bázi elektromagnetických relé. 1941 - Z3 (Konrád Zuse, Německo) Počítač Z3, který Konrád Zuse uvedl do provozu v prosinci 1941, byl velmi utajovaný, a používal se pro balistické výpočty drah raket "V". Počítač Z3 měl šířku slova 22 bitů, paměť pro 64 slov dat, a byl řízen programem, který se načítal z děrné pásky. Tento první prakticky použitelný počítač na světě obsahoval 2600 elektromagnetických relé a jedno násobení mu zabralo 3 až 5 sekund.. Pracoval s dvojkovou aritmetikou v pohyblivé čárce a prováděl až 50 aritmetických operací za minutu. Délka slova byla 22 bitů, reléová paměť měla kapacitu 64 slov. Data se zadávala ručně z klávesnice, výstup byl na žárovkovém zobrazovací. Počítač byl v roce 1944 zničen při leteckém náletu. 1943 - ABC (Atanasoff a Berry, USA) John V. Atanasoff a Clifford Berry z Iowa State College, kteří v roce 1939 sestrojili první 19-bitovou binární sčítačku (z elektronek), dokončili v říjnu 1943 počítač ABC (od: Atanasoff -Berry Computer), specializovaný na řešení soustav lineárních rovnic. Byl vybaven pamětí pro data o 60 slovech, každé o šířce 50 bitů. Tato paměť přitom byla realizována pomocí kondenzátoru (s osvěžovacími obvody - byl to tedy jakýsi předchůdce dnešních dynamických pamětí), které byly umístěny na obvodu dvou otáčejících se kruhů. Taktovací frekvence, se kterou tento počítač pracoval, byla 60 Hz, a sčítání trvalo cca. 1 sekundu. Jako vnější paměti sloužily tomuto počítači děrné štítky, do kterých ale nebyly jednotlivé otvory děrovány, nýbrž vypalovány! Do snímačů je uživatel musel zakládat ručně, jeden po druhém. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 30 1943 - ASSC Mark I (Aiken, USA) V roce 1943 dokončuje Howard H. Aiken (1900-1973) se svými spolupracovníky na Harvard University ve městě Cambridge ve státě Massachussets počítač který dostal pracovní název ASCC z anglického Automatic Sequence Controlled Calculator neboli automatický sekvenčně řízený počítač. Později byl ve světě znám spíše pod názvem Mark I. Počítač byl dokončen v roce 1943 ve výpočetní laboratoři Harvardské univerzity v Cambridge. Patnáct metrů dlouhé monstrum bylo postaveno dost marnotratně. Základní hnací jednotkou byl elektromotor o výkonu 3,7 kW napojený na dlouhou hřídel, která zprostředkovala pohon jednotlivých částí počítače. Program nesla děrná páska, jejíchž 24 stop bylo rozděleno do tři skupin po osmi (2 adresy + kód operace). Počítač pracoval v desítkové soustavě s pevnou čárkou. Paměť měla dvě části - statickou, do které bylo možno před zahájením výpočtu vložit prostřednictvím desetipolohových přepínačů až 60 dvacetitřímístných čísel, a dynamickou (operační) paměť tvořenou elektromechic-ky ovládanými kolečky. Do této paměti si mohl počítač zaznamenat a zpětně přečíst dalších 72 čísel. Zároveň zde probíhaly aritmetické operace sčítání a odčítání. Mark I dovedl sečíst dvě čísla za 0,3 s, vynásobit je za 6 s a vypočítat např. hodnotu sinus daného úhlu během jedné minuty. Koncepce tohoto počítače byla inspirována pracemi Ch. Babbage. Program byl průběžně čten z děrné pásky, a neobsahoval podmíněný příkaz. Celý elektromechanický počítač Mark I byl přibližně 60 stop dlouhý a vážil 5 tun. Měl 72 střadačů (akumulátorů). Mark II Po úspěchu počítače Mark I začal Aiken pracovat na počítači Mark II. Toto zařízení bylo již čistě reléové. Aritmetika pracovala v plovoucí čárce s desítkovými číslicemi, které byly dvojkově kódovány pomocí čtyř relé. Operační paměť počítače mohla pojmout až 100 čísel s deseti platnými číslicemi. Sčítání již trvalo pouze 0,125 s a násobení průměrně 0,25 s. Celý počítač obsahoval přibližně 13 000 relé. 1943 - Colossus (Turing, Velká Británie) Matematik Alan Turing a jeho tým zkonstruovali v prosinci roku 1943 v Bletchey Park (poblíž anglického Cambridge) první verzi vysoce utajovaného počítače Colossus (též: Colossus Mark I). Byl určen hlavně k luštění německých šifer. V roce 1944 byla zkonstruována vylepšená verze, Colossus II. Informace o těchto dvou počítačích byly odtajněny až v roce 1970. Rok 1945 se stává rokem velkých počítačů - v červnu John von Neumann navrhl a popsal první počítač s uloženým programem, který byl později postaven pod názvem EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Tím dal základ dnes běžně používanému pojmu "počítač s von Neumannovo architekturou". Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 31 V listopadu 1945 John W. Mauchly a J.Presper Eckert se spolupracovníky dokončili tajný projekt pro Balistické laboratoře americké armády - programovatelný kalkulátor s názvem ENIAC (Electronic Numerator, Integrátor Analyzer and Computer. Odborníkům a novinářům byl předveden v únoru 1946 (do tohoto data byl přísně utajovaný). Připomíná Harvard Mark I., ale jeho veškeré komponenty jsou elektronické. Počítač měl 17 648 elektronek, 1 500 elektromagnetických relé, 70 000 odporů a 10 000 kondenzátoů, které byly s dalšími součástkami umístěny ve čtyřiceti skříních. Měl hmotnost 30 tun, spotřebu elektrické energie 150 kW a zabíral plochu 150 čtverečních metrů (někde uváděno až 310 m2). Byl chlazen vzduchem, který hnaly dvě vrtule leteckých motorů. Za účelem zvýšení provozní spolehlivosti bylo žhavící napětí elektronek sníženo o 25%. Program se počítači zadával nastavením spínačů a propojením kabelů na speciálním propojovacím poli, které se "programovalo" samostatně a potom teprve se připojilo k počítači jako zásuvná deska. Taktovací frekvence byla 100 Hz. Střední doba mezi poruchami byla 80 minut. Byl poměrně rychlý - 5000 součtů za sekundu, násobení trvalo 14x déle a dělení 143x déle než násobení. Počítač počítal dekadicky a mohl být zpracováván pouze jeden program. Vstup byl prováděn děrnými štítky, nebo 300 dekadickými spínači. Ačkoliv byl počítač dokončen příliš pozdě, aby mohl zasáhnout do válečného dění, armáda USA jej používala ještě mnoho let. 1945 - ENIAC (Eckert a Mauchly, USA) Teprve v listopadu roku 1945, tedy až po skončení druhé světové války (a za dvojnásobných nákladů, než jaké byly plánovány) dokončili John W. Mauchly (1907-1980) a J. Presper Eckert počítač ENIAC (Electronic Numerator, Integrátor, Analyzer and Computer), který vyvíjeli na zakázku pro laboratoř balistických výzkumů (Ballistics research Lab.) US Army. Tento počítač (do února 1946 přísně utajovaný) měl paměť, tvořenou 20 slovy o šířce 10 desítkových číslic. Byl to elektronkový počítač, používal jich celkem 17648, byl chlazený vzduchem hnaným vrtulemi dvou leteckých motorů, vážil 30 tun, byl 30 metrů vysoký a stejně tak široký. Jeho příkon dosahoval 140 kW. Byl ale poměrně rychlý - zvládal 5000 součtů za sekundu, násobení trvalo 14-krát, a dělení 143-krát déle, než násobení. Pracoval s taktovací frekvencí 100 kHz. Svá data četl z děrných štítků, ale program se mu zadával nastavením spínačů na speciálním propojovacím poli, které se "programovalo" samostatně, a teprve pak se připojilo k počítači (jako jakási zásuvná deska, neboli tzv. plugboard). 1945 moderní architektura počítače (John von Neumann) První počítače v dnešním slova smyslu se objevují v průběhu druhé světové války a těsně po ní. V té době začíná být jasno, jak by počítače měly být konstruovány a jak by měly fungovat. Nej větší vliv na utváření těchto představ měly zejména týmy odborníků, které pracovaly na univerzitě v Pensylvánii. Tato skupina připravovala počítač ENIAC (Electronic Numerical Integrátor and Computer). Obrázek 35 - počítač ENIAC 5 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 32 Ještě v průběhu práce na počítači ENIAC (který byl dokončen v roce 1946) začala vznikat koncepce počítače EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Tato představa byla zveřejněna - v článku "First draft of a report on the EDVAC", vydaném v roce 1945, a během série přednášek, které John von Neumann a jeho spolupracovníci uspořádali na univerzitě v Pennsylvánii (v roce 1946). Dodnes je tato představa, či spíše soustava myšlenek a názorů nato, jak by počítače měly být konstruovány a jak by měly fungovat, známa jako tzv. von Neumannova koncepce, či von Neumannova architektura. 1.1.3 Von Neumannova architektura ...2. milník... Obrázek 36 - počítač EDVAC Rok 1945 se stává rokem velkých počítačů - v červnu John von Neumann navrhl a popsal první počítač s uloženým programem, který byl později postaven pod názvem EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Tím dal základ dnes běžně používanému pojmu "počítač s von Neumannovo architekturou". Na myšlenku, že počítače by mohly být řízeny programem, přišel více než sto let před Johnem von Neumannem Angličan Charles Babbage. Konkrétní způsob realizace této myšlenky se ovšem vyvíjel postupně. První představa byla taková, že počítač má svůj program zaznamenán na nějakém vnějším záznamovém médiu (děrné pásce či děrných štítcích), postupně jej načítá a ihned provádí. To ale přináší komplikace - například provedení skoku znamená přemotání děrné pásky na požadované místo (analogicky pro štítky), což trvá nezanedbatelnou dobu. Zdlouhavé a problematické je pak i volání podprogramů, eventuelní rekurze při takovémto volání apod. Hlavní vinu na tom má především sekvenční charakter paměti, používané pro uchovávání programu, a s tím souvisejí postupné načítání té části programu, která je zapotřebí. Proto John von Neumann navrhl uchovávat program takovým způsobem, aby byl celý trvale k dispozici (tj. aby se nemusel postupně načítat), a aby bylo možné v něm libovolně (a hlavně "okamžitě") skákat - navrhl tedy uchovávání celého programu v paměti počítače, a navíc v takové paměti, která nemá sekvenční charakter, ale chová se jako paměť s tzv. přímým přístupem. Velmi zajímavým momentem bylo také zpochybnění dosud zastávané představy o tom, že pro- Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 33 gram a data jsou principiálně odlišné objekty, které v zásadě není možné jakkoli míchat (a tudíž ani uchovávat společně). Snad nej významnější myšlenkou celé von Neumannovy architektury je právě zásada, že program i data jsou ve své podstatě jedno a totéž (a to posloupnost bitů - viz binární logika a Booleova algebra), a o jejich povaze rozhoduje pouze způsob, jakým jsou interpretována. Tato zásada pak von Neumannovi umožnila navrhnout, aby počítač měl jedinou paměť (tzv. operační paměť), ve které by se společně uchovávaly jak data, tak i celé programy. Podle von Neumannovy koncepce existují základní moduly počítače: procesor (řadič a aritme-ticko-logická jednotka), operační paměť, vstupní a výstupními zařízení. Tyto moduly tvoří základ architektury současných počítačů. Operační paměť -7T Vstupní zařízení ALU Výstupní zařízení Tok dat Řídící signály řadiče Stavová, hlášení řadiči Radič Obrázek 37 - architektura podle von Neumanna Von Neumann definoval zároveň další základní principy: • Struktura je nezávislá od zpracovávaných problémů, na řešení problému se musí zvenčí zavést návod na zpracování, program a musí se uložit do paměti, bez tohoto programu není stroj schopen práce. • Programy, data, mezivýsledky a konečné výsledky se ukládají do téže paměti. • Paměť je rozdělená na stejně velké buňky, které jsou průběžně očíslované, přes číslo buňky (její adresu) se dá přečíst nebo změnit obsah buňky, (přímé adresování - v libovolném okamžiku přístupná kterákoliv buňka paměti) • Po sobě jdoucí instrukce programu se uloží do paměťových buněk jdoucích po sobě, přistup k následující instrukci se uskuteční z řídící jednotky zvýšením instrukční adresy o 1. • Instrukcemi skoku se dá odklonit zpracování instrukcí od uloženého pořadí. • Všechna data (instrukce, adresy,...) jsou binárně kódované, správné dekódování zabezpečuje řídící jednotka. • Existují základní aritmetické instrukce (sčítání, násobení, ukládání konstant,...) a logické instrukce (porovnání, not, and, or,...), instrukce přenosu (paměť - řídící jednotka -vstup/výstup), podmíněné skoky, ostatní (posunutí, přerušení, čekání,...). • Binární soustava pro reprezentaci dat, instrukcí i řídících signálů. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 34 vstupní jednotka operační paměť 8 ALU 9 ä:_1 řadič procesor výstupní jednotka 10 Obrázek 38 - funkce počítače podle von Neumanna Vlastní práce počítače podle tohoto principu pak probíhá následovně: 1. Úloha se zadá vstupní jednotce v podobě dat a programu. 2. Radič iniciuj e vstupní j ednotku, aby úlohu přij ala. 3. Vstupní jednotka převede podle vnitřních pravidel systému zadání do řady nul a jedniček, data a program převede do buněk operační paměti (které si lze představit jako adresovatelné přihrádky). Program je řada instrukcí popisujících postup při řešení úlohy. 4. Radič převezme z operační paměti první instrukci s pokynem co má udělat. 5. Radič vydá příkaz operační paměti, která data z buněk na určených adresách má vydat aritmetické j ednotce. 6. Paměť předá data z uvedených adres do registru aritmetické jednotky. Radič přikáže aritmetické jednotce, aby provedla s daty, která naběhla do registru, operaci podle instrukce č.l (např. aby sečetla, logicky porovnala a pod.). Výsledek výpočtu, či logického porovnání se uloží do operační paměti. Radič je informován o uložení předchozí operace, což je podmínkou k zahájení následující operace, ke které si krokem 4 vyžádá v programu následující instrukci, a tím se začne opakovat cyklus kroků 4 až 8 tak dlouho, až se dospěje k vyřešení úlohy. 10. Radič zapojí výstupní jednotku, která předá výsledek úlohy. Přitom se předpokládá, že adresa, kde je výsledek úlohy v operační paměti uložen, současně přikázal krokem 5. 7. 9. procesor paměti 4- ' t - adresová datová řídící sběrnice r i přídavná zařízení Obrázek 39 - komunikace po sběrnici Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 35 U prvních elektronkových počítačů se ukládání dat a programu provádělo ručně klávesnicí. Vstupní jednotkou pro zpracování hromadných dat byly snímače děrných štítků, nebo děrné pásky. Principy zavedené von Neumannem znamenaly změnu k přístupu zpracování dat ale taky například ke tvorbě programů, které si zpravidla ani neuvědomíme. Například programovací jazyky ve fázi překladu programu přistupují k programu jako k datům, ale tato samá data mohou být záhy spuštěna jako program (tj. mohou být interpretována jako program). Pokud bychom trvali na tom, že data a program j sou něco v principu jiného, musel by překladač a sestavující program vygenerovat přeložený program do paměti pro data, a odsud by pak musel být tento program explicitně přenesen do paměti pro programy, odkud by teprve mohl být spuštěn. Další zásadní myšlenkou celé von Neumannovy koncepce je sekvenční způsob fungování počítače. Jednotlivé strojové instrukce, tvořící program, se provádějí postupně tak, jak jsou umístěny za sebou (až na případné skoky, volání a návraty z podprogramů). Úkol, je rozdělen na posloupnost kroků a tyto se provádí postupně - nikoli souběžně. Pro člověka, který takovýto program píše, je jeho dekompozice do posloupnosti sekvenčně prováděných kroků mnohem přirozenější a jednodušší než rozklad do takových činností, které se mohou provádět souběžně, mohou se prolínat v čase, a je nutné dbát na jejich správnou návaznost. Cistě sekvenční charakter je ovšem to, co je von Neumannově architektuře snad nejvíce vyčítáno. Důvodem je skutečnost, že sekvenční charakter výpočtů neumožňuje zrychlení, které by bylo možné, kdyby činnosti bylo možné provádět souběžně (paralelně). Ve dnešní době vidíme návrat k paralelnímu zpracovávání úloh především na základě více procesorových systémů. Objevily se i různé alternativní architektury (tzv. ne-von Neumannovské), které s paralelní prací počítají. Prosadily se však jen v dosti speciálních aplikacích a ukazují, že není těžké zkonstruovat paralelní počítač ale jeho paralelismus využít. Problém je v samotném člověku. Lidskému myšlení je bližší sekvenční postup, než velká míra paralelismu. Velmi důležitou myšlenkou, která se prosadila v rámci von Neumannovy architektura, je zásada, že počítač by se neměl přizpůsobovat potřebám konkrétní aplikace svou vnitřní strukturou, ale pouze programem. Jinými slovy, vnitřní struktura počítače by se neměla měnit a měla by být maximálně univerzální. Naopak programy by měly být modifikovatelné. Tato zásada má tu výhodu, že veškerou složitost, spojenou s řešením určitého zadání, převádí pouze na složitost návrhu programu (a nikoli na složitost návrhu vnitřní struktury počítače), řeší ji tedy jen v softwaru, a nikoli v hardwaru. I v oblasti návrhu hardwaru samozřejmě existují různé metody a nástroje, umožňující vyrovnat se s velkou složitostí řešeného úkolu, ale na poli softwaru jsou analogické metody a nástroje mnohem výkonnější, lacinější i rychlejší, a v důsledku toho umožňují zvládnout i složitější a náročnější úkoly. Jinou otázkou je ovšem efektivnost tohoto řešení. Počítač von Neumannovy koncepce je zcela záměrně navržen tak, aby na něm šlo naprogramovat prakticky cokoli. Na druhé straně hardware, který je navržený potřebám nějakého úzce vymezeného okruhu aplikací, bude zcela zákonitě efektivnější. Příkladem může být skutečnost, že úspěšné šachové počítače nejsou univerzálními počítači, ale počítači úzce specializovanými. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 36 ČÁST PRO ZÁJEMCE 4 ... a pokračujeme v historii... V roce 1946 John von Neumann uvedl do chodu velký univerzální počítač MANIAC (Matematical Analyzer Numerical Integrátor and Computer), který byl určen pro atomovou laboratoř v Los Alamos, a byl použit při vývoji vodíkové bomby. Rok 1947 Harvard Mark II. - obsahuje přes 13 000 relé, které používá jak ve svých padesáti registrech, tak i v aritmetických jednotkách. V temže roce si Frederick Viehe z Los Angeles nechává patentovat používání paměti s magnetickým jádrem. Paměť založenou na principu magnetického válce vynalezlo nezávisle na sobě několik lidí a byly zkonstruovány její první exempláře. V lednu roku 1948 dokončil Wallace Eckert s týmem spolupracovníků u firmy IBM velký univerzální počítač SSEC (Selective Sequence Electronic Calculator). Tento počítač byl z technologické stránky zajímavým hybridem: měl 5 registrů, které byly realizovány pomocí elektronek, dále 150 registrů vytvořených elektromagnetickými relé a svůj program měl z části uložen v paměti a z části ovládán z programovací desky. Počítač měl 1 2000 elektronek, 21 000 elektromagnetických relé. Firma IBM považuje počítač SSEC za svůj první počítač. Podle dostupných pramenů existoval jen v jednom exempláři. V květnu roku 1948 dokončil tým odborníků na Manchester Univerzity ve Velké Britanii velký univerzální počítač nazvaný MANCHESTER MARK 1. Byl to první počítač vytvořený podle von Neumannovy koncepce s programem uloženým v paměti (zatím co počítač EDVAC, na kterém pracoval sám von Neumann, až v roce 1952). Počítač MANCHESTER MARK 1 byl zajímavý tím, že v něm byly poprvé použity tzv. paměťové obrazovky (byl to vynález jednoho z pracovníků tohoto počítače, F.C.Williamse). Podstata paměťové obrazovky je v tom, že na stínítku obrazovky se po osvícení určitého bodu po určitou dobu udrží zbytkový náboj. Ten je možno následně zase přečíst tak, že se tímto bodem nechá projít další elektronový paprsek, a jeho intenzita se vyhodnotí speciální elektrodou za stínítkem. Je to poněkud nespolehlivé, ale zato rychlé, relativně laciné a velmi kompaktní (na jedné obrazovce bylo možné uchovávat až 2048 bitů). Tehdy to by velký pokrok. Počítač MANCHESTER MARK 1 používal šest takovýchto obrazovek. Program byl tomuto počítači zadáván v binárním tvaru z klávesnice a ukládal se do paměti. Výstupy byly odečítány opět v binárním tvaru z některé obrazovky. Později se k autorskému týmu připojil i Alan Turing a vymyslel jednoduchou formu jazyka adres (Assembler). V roce 1949 uvedl Jay Forester (s týmem spolupracovníků) do chodu velký univerzální počítač WHIRWIND pro americké námořnictvo. Byl to první počítač určený pro práci v reálném čase. Dosahoval už rychlosti 500 000 sčítání a 50 000 násobení za sekundu. Zpočátku používal paměťové obrazovky, později přešel na feritové paměti, jejichž autorství je připisováno právě Jay Foresterovi. V červnu roku 1949 Maurice V. Wilkes dokončil velký univerzální počítač EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), který vycházel také ze zásad formulovaných John von Neumannem. Vstupní data si tento počítač četl z děrné pásky. Poprvé bylo použito počáteční zavádění systémových programů (booting) z read-only paměti (řešené ještě mechanicky z telefonních číselníků). Pro operační paměti tohoto počítače byl poprvé použit další zajímavý prvek tzv. zpožďovací Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 37 linky. Data byla v těchto zpožďovacích linkách cyklicky převáděna z formy elektrických impulzů na zvukové (resp. ultrazvukové) impulzy, které byly vysílány do trubky naplněné rtutí, na druhém konci byly zase snímány, převedeny do formy elektrických impulzů atd. V počítači ED-SAC se používalo 32 takových trubek plněných rtutí, které měly délku 5 stop. Celkem vytvářely paměť o kapacitě 256 slov, šířky 35 bitů. V roce 1949 tvůrci ENIACu Mauchly a Eckert si založily vlastní firmu, a v rámci ní zkonstruovali pro US Air Force malý univerzální počítač BINAC (Binary Automatic Computer). Byl to rozměrově velmi malý počítač (zabíral plochu jen 4 čtvereční stopy), měl jen 700 elektronek a 512 slov paměti o šířce 31 bitů. Údajně byl tento počítač míněn jako první krok na cestě k palubním počítačům v letadlech. Byl zajímavý také tím, že byl vybaven dvěma procesory zapojenými do tandemu, za účelem zvýšení spolehlivosti. V roce 1951 Mauchly a Eckert zhotovili velký univerzální počítač UNIVAC a prodali jej americkému Statistickému úřadu. Další počítače tohoto typu vyráběla společnost Remington v USA, která od Mauchlyho a Eckerta odkoupila patenty. Byl to první sériově vyráběný počítač. VSIVAC - prvmixtriovt vyribtný /wiTto»' : poiOtku SO. let Obrázek 40 - počítač UNIVAC 1952 - dokončení EDVAC V průběhu práce na ENIAC-u se k týmu jeho autorů přidává (zhruba v roce 1944) John von Neumann (1903-1957). Pod jeho vedení se poněkud mění názory týmu na to, na jakých principech by počítače měly být založeny. Na základě těchto představ pak vzniká koncepce nového počítače EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), V roce 1952 je konečně dokončen počítač EDVAC, jehož koncepce se stala vzorem všech novodobých počítačů. EDVAC má 4000 elektronek, 10000 krystalových diod, 1024 slov šířky 44 bitů, realizovaných pomocí zpožďovacích linek. Pracuje s taktovací frekvencí 1 MHz. Tím se v podstatě začal blížit konec počítačů první generace. Maximálního rozvoje dosáhl v 60. a 70. letech analogový počítač, jež byl později vytlačen číslicovým. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 38 ODMENA A ODPOČINEK Takže, pokud jste se dočetli až sem, můžete si dát kávu a krátký odpočinek. Předtím ale jedna odpočinek perlička pro zájemce. V srpnu 1947 byl učiněn první oficiální záznam o tom, že se v počítači objevil "brouk" (bug). Jeden z techniků totiž našel v Harvard Mark II spálenou můru, kterou pravděpodobně přilákalo teplo a světlo z elektronek, a svědomitě o tom sepsal zprávu doplněnou i přiloženými pozůstatky, nebohé můry. Obrázek 41 - 1. záznam o chybě Zábavné na této příhodě je, že pojem brouk se předtím už jako označení chyby v počítači běžně používal. 1.1.4 Technologie vycházející z von Neumannovy koncepce K nej většímu počtu vylepšení von Neumannovy architektury došlo poměrně brzy po jejím vzniku (zhruba do roku 1960). Poté následovalo určité období "klidu", a teprve později, v souvislosti s vývojem v oblasti polovodičových a jiných technologií, se zase objevují další zajímavá vylepšení původní von Neumannovy architektury. S časovým odstupem více než padesáti let od vzniku von Neumannovy architektury lze konstatovat, že dodnes převážná většina existujících a vyráběných počítačů vychází právě z této koncepce. Objevily se samozřejmě i jiné koncepce, zásadně odlišné od von Neumannovy, ale žádná z nich se neprosadila takovým způsobem, aby přetrvávající hegemonii von Neumannovy architektury dokázala vůbec ohrozit. Jak už bylo ale dříve napsáno, jedná se o koncepce jednoúčelové, kde rychlost zpracování vychází převážně z hardwarového řešení. Von Neumannova architektura prošla za dobu své existence určitými změnami, ty zůstaly však spíše na úrovni kvantitativních vylepšení, než zásadních kvalitativních změn. Rozvinutí von Neumannovy koncepce 1951 - mikroprogramování Srdcem každého počítače, vytvořeného podle von Neumannovy koncepce, je tzv. řadič. Ten řídí chod celého počítače. Provedení každé strojové instrukce se vždy skládá z určitého počtu dílčích akcí, které mohou provádět různé části počítače samy, či ve vzájemné spolupráci, vždy ale za potřebné vzájemné součinnosti. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 39 Radič zajišťuje koordinaci, vysílá nezbytné pokyny jednotlivým částem počítače a dohlíží na jejich správnou činnost. Přitom vychází z právě prováděné strojové instrukce, od které pak odvozuje svůj postup. Po konstrukční stránce byly řadiče nejprve řešeny jako jednoúčelové sekvenční obvody s konkrétní množinou strojových instrukcí, kterými byl počítač vybaven. Jinými slovy: všechny strojové instrukce byly v řadiči "pevně zadrátovány". Již v roce 1951 si ale prof. Maurice V. Wilkes povšiml značné podobnosti mezi činností počítače jako takového, který vykonává určitý program, a činností řadiče, který "vykonává" konkrétní strojovou instrukci. Podobnost spatřoval především v tom, že oba postupují podle předem stanoveného programu a podle něj vykonávají určité akce (či zadávají jejich provedení). Další podobnosti existují například v potřebě větvení podle výsledku dosavadních činností, opakování stejných činností (podprogramů) apod, což budí dojem jako kdyby řadič byl "počítačem v počítači" nebo jako kdyby šlo o počítač, který je v hierarchii stupňů abstrakce "o jedno patro níže". Na základě toho pak profesor Wilkes přišel s myšlenkou realizovat řadič jako "počítač v malém" - jednotlivé dílčí akce (mikrooperace, resp. mikroinstrukce), ze kterých se skládá provedení konkrétní strojové instrukce, navrhl sestavovat do větších celků, tzv. mikroprogramů, které by byly umístěny v tzv. řídící paměti (jako analogii operační paměti), odkud by byly jednotlivé mikroinstrukce průběžně načítány a "prováděny". Díky této koncepci tzv. mikroprogramového řadiče mohla být převena složitost návrhu jednoúčelového obvodu ("zadrátovaného" řadiče) na složitost tvorby mikroprogramu. Podobně jako von Neumann, vycházel i Wilkes z myšlenky, že je výhodnější neměnit vnitřní strukturu (řadiče, resp. počítače), ale přizpůsobovat jeho činnost konkrétním požadavkům programovými prostředky - v případě mikroprogramového řadiče tzv. mikroprogramováním (jako analogií programování u počítače jako takového). Jestliže první skutečné počítače používaly ještě "zadrátované" (anglicky: hardwired) řadiče, Wilkesovy mikroprogramové řadiče již počátkem šedesátých let zcela převládly. V poslední době j sou ovšem zase na ústupu - j sou totiž přeci j en pomalej ší, než původní "zadrátované" řadiče, a v dnešní honbě za co možná nej rychlejšími procesory převážilo hledisko rychlosti nad výhodami snazšího návrhu. 1956 - přerušení a asynchronní V/V operace Jednou z nejvíce kritizovaných vlastností von Neumannovy architektury je její čistě sekvenční charakter, který nepočítá s tím, že by se provádělo více činností souběžně. To souvisí s představou, že procesor (resp. řadič jako část procesoru) bude bezprostředně řídit skutečně všechny prováděné činnosti, včetně vstupně výstupních operací. Toto omezení však začalo již velmi brzy vadit, protože rychlost procesoru i většiny ostatních částí počítače prakticky od začátku řádově převyšovala rychlost všech vstupně/výstupní zařízení. Pokud by ale procesor (resp. řadič) skutečně přímo řídil takováto vstupně/výstupní zařízení, musel by se nutně přizpůsobovat jejich rychlosti. Efekt by pak byl takový, že drtivou většinu času by procesor musel trávit čekáním na připravenost těchto zařízení. Přitom bezprostřední řízení jednotlivých periferií je vesměs natolik jednoduché, že je lze svěřit nepříliš složitému jednoúčelovému obvodu. Proto se začaly k jednotlivým periferním zařízením přidávat samostatné řadiče (nejčastěji označované jako tzv. řídící jednotky), které převzaly úlohu bezprostředního řízení těchto zařízení. Procesor těmto řídícím jednotkám vždy zašle explicitní pokyn k zahájení určité vstupně/výstupní operace či její dílčí části, a řídící jednotka pak určitou dobu pracuje nezávisle na procesoru, dokud zadaný pokyn nedokončí. Protože tato řídící jednotka pracuje nezávisle na rychlosti procesoru, hovoříme o asynchronním průběhu vstupně/výstupních operací Při použití řídící jednotky u vstupně/výstupních zařízení musí být vyřešeno, jak se má řídící jednotka zachovat v okamžiku, kdy dokončí dříve zadaný úkol, a chce oznámit, že je schopna převzít nový úkol a jak má řešit situaci, kdy dojde k nějaké nestandardní situaci, a řídící jednotka nemůže pokračovat ve své práci. Rovněž může nastat případ, že potřebuje spolupráci procesoru k tomu, aby přenesla nějaká data z/do operační paměti. Pokud bychom tento problém vyřešili Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 40 tak, že se procesor sám průběžně dotazuje řídící jednotky na její stav (iniciativa je na straně procesoru), tak popíráme účel samostatné práce řídící jednotky. Procesor sice již nemusí bezprostředně řídit průběh vstupně/výstupní operace, ale místo toho se musí neustále ptát řídící jednotky, zda už je hotova. Aby řídící jednotka měla možnost komunikace s procesorem, aby se mohla přihlásit k procesoru a vynutit si jeho pozornost - přinutit jej přerušit provádění právě probíhajícího programu, a místo toho vyvolat jiný program (tzv. obslužný program), který zjistí příčinu, zajistí vše potřebné, a pak zase vrátí řízení zpět původně přerušenému programu, byl zaveden princip přerušení. Takto koncipovaný mechanismus, bez kterého by se dnešní počítače už vůbec neobešly, byl poprvé použit v roce 1956 v počítačích UNrVAC. Nakonec ještě shrnutí podle http://cs.wikipedia.org/wiki/IRQ IRQ je zkratka z anglického Interrupt ReQuest (česky požadavek na přerušení). Označuje signál, kterým požádá zařízení (např. klávesnice, časovač atd.) procesor o věnování pozornosti, tedy požádá o přerušení probíhajícího procesu za účelem provedení důležitější akce. 1956 - kanály a přímý přístup do paměti Mechanismus přerušení spolu s asynchronními vstupně/výstupními operacemi odlehčil procesoru a umožnil mu věnovat se provádění jiných programů. Stále však procesoru mnoho času zabírá například veškerý přesun dat mezi pamětí a vstupně/výstupním zařízením protože procesor má jako jediný přístup k operační paměti, přestože se tak děje na základě požadavků řídící jednotky periferie, v rámci obslužných programů přerušení. Pokud byly obsluhované periferie relativně pomalé, a přenášených dat poměrně málo - jako například při tisku na tiskárně - procesor to nijak zvlášť nezatěžovalo. Ovšem v případě rychlých periferií, které vyžadují přenosy relativně velkých objemů dat (jako například disky) došlo k situaci kdy procesor byl velmi často přerušován za účelem přenosu dat z/do periferie a míra jeho schopnosti vykonávat vedle toho ještě i jiný program byla tudíž značně omezená, respektive procesor nestačí přenášet data z/do periferie potřebnou rychlostí. Ve snaze ještě více odlehčit procesoru se přišlo na řešení zabudovat do počítače specializovaný subsystém, tzv. kanál, určený výhradně k zajišťování přenosů dat mezi operační pamětí a periferními zařízeními (resp. jejich řídícími jednotkami). Periferie se pak se svými žádostmi o jednotlivé přenosy dat nemusí obracet na procesor (prostřednictvím přerušení), ale místo toho se obrací přímo na paměť prostřednictvím kanálu. Aby kanál mohl plnit svou funkci a přenášet data mezi pamětí a periferními zařízeními, musí se dělit s procesorem o právo přístupu k operační paměti, čímž procesor ztrácí výhradní komunikaci s pamětí v celém počítači. I kanál ke své funkci vyžaduje schopnost toho, čemu se dnes říká přímý přístup do paměti (Direct Memory Access). Kanál tedy musí být relativně inteligentním zařízením, které dokáže korektně soutěžit s procesorem o získání přístupu k paměti. V zájmu dosažení maximální autonomie kanálů jsou tyto vybavovány vlastním programem (tzv. kanálovým programem), na jehož základě jim mohly být předepsány rozsáhlejší vstupně/výstupní operace, sekvence takovýchto operací apod. Na procesor se pak kanál obrací jen v okamžiku, kdy dokončil provádění celého kanálového programu, nebo v okamžiku výskytu nějaké nestandardní situace (chyby a pod.). První kanál ve výše naznačeném smyslu byl použit v roce 1956, opět v počítačích UNIVAC. Koncepce kanálů pak dlouhou dobu dominovala především v oblasti tzv. střediskových počítačů (mainframes). U minipočítačů se původně schopností přímého přístupu do paměti vybavily přímo řídící jednotky jednotlivých periferních zařízení. U současné mikroprocesorové techniky se začaly používat samostatné speciální obvody, vybavené schopností přímého přístupu do paměti, ale bez možnosti používání kanálových programů (jsou řízeny údaji, zapisovanými přímo do jejich interních registrů). Tyto tzv. DMA řadiče pak mohou zajišťovat potřebné přenosy dat z/do paměti pro více jednotlivých periferií. Na závěr opět shrnutí podle http://cs.wikipedia.org/wiki/DMA Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 41 DMA (Direct Memory Access) - přímý přístup do paměti je schopnost sběrnice posílat data ze zařízení (CD-ROM, Pevný disk apod.) bez účasti procesoru. K funkci je zapotřebí řadič DMA, který zajišťuje přenos po sběrnici přímo mezi vstupně-výstupními zařízeními a pamětí. Toto se děje bez ukládání dat v pomocných registrech a bez účasti procesoru. 1957 - programovací jazyk vyšší úrovně Každý počítač má vždy definován určitou množinu strojových instrukcí, které je schopen provádět, tzv. instrukční soubor. Programy, které je takovýto počítač schopen přímo vykonávat, pak musí být sestaveny právě a pouze z těchto strojových instrukcí. Přitom každý počítač má obecně jiný instrukční soubor, jiné způsoby adresování atd. Programátor, který svůj program, sestavuje přímo z jednotlivých strojových instrukcí zapisovaných v tzv. jazyku symbolických adres neboli asembleru, samozřejmě musí tyto strojové instrukce znát, a s nimi musí dosti podrobně znát i další více či méně detaily, jako skladbu registrů, způsoby adresování, významy příznaků apod. Programátor, který programuje na úrovni strojového kódu, si tedy musí být vědom, že pracuje na určitém konkrétním typu počítače, a musí respektovat jeho specifika. Tento problém se odstranil pokusem vytvořit takový programovací jazyk, který bude nezávislý na konkrétním instrukčním souboru, a nebude od programátora očekávat znalost konkrétního počítače, pro který bude program psát. Z tohoto pohledu tedy strojově nezávislý jazyk může být jazykem vyšší úrovně, než strojově závislý jazyk. Příkazy strojově nezávislého jazyka nemohou odpovídat jednotlivým strojovým instrukcím konkrétních počítačů (jako je tomu u asembleru jako strojově závislého jazyka). Strojově nezávislý jazyk vyžaduje buď existenci kompilátoru, který v něm zapsané programy přeloží do proveditelného tvaru, tedy do tvaru programu, sestaveného ze strojových instrukcí konkrétního počítače nebo bude vyžadovat tzv. interpret, který bude postupně brát jednotlivé příkazy strojově nezávislého jazyka, a bude průběžně zajišťovat jejich provádění (bude interpretovat, co jednotlivé příkazy požadují, a příslušné činnosti provede sám). Úkol vytvořit strojově nezávislý jazyk si předsevzala v roce 1954 skupina vědců od firmy IBM, vedená Johnem Backusem. Jejich cílem bylo vytvořit strojově-nezávislý programovací jazyk vysoké úrovně, určený především pro vědeckotechnické výpočty a řešení nej různější matematických a inženýrských problémů. Výsledek byl programovací jazyk FORTRAN (od: FORmula TRANslation). V poměrně rychlém sledu za ním pak následovaly další strojově-nezávislé programovací jazyky: v roce 1958 jazyk LIPS (LISt Processor) pro umělou inteligenci, v roce 1960 jazyk COBOL (COmmon Business Oriented Language) a v temže roce univerzální programovací jazyk ALGOL (Algori-thmic Language, jehož první verze pochází z roku 1958, ale praktického využití se dočkala až verze, pocházející z roku 1960). Z roku 1961 pochází první programovací jazyk, určený pro počítačové simulace (jazyk GPSS, neboli General Purpose Systems Simulator). Pedagogy tolik zatracovaný jazyk BASIC (Beginneťs All-purpose Symbolic Instruction Code) pochází z roku 1964, zatímco tolik vychvalovaný jazyk Pascal pochází až z roku 1971. V roce 1974 pak vylepšením nepříliš známého programovacího jazyka B vzniká mnohem známější jazyk C, a v roce 1979 se objevuje programovací jazyk Ada. Tím ovšem není vývoj programovacích jazyků zdaleka vyčerpán. 1958 - virtuální paměť Rychlé pokroky, ke kterým docházelo v nej různějších technologiích, umožňovaly konstruovat stále dokonalejší a rychlejší počítače, s větším objemem paměti, a se stále většími schopnostmi. Požadavky uživatelů však rostly rychleji, než technologické možnosti výrobců. Nej markantnější byl rozpor mezi požadavky uživatelů a aktuálními možnostmi výrobních technologií v oblasti pamětí. To bylo v principu možné řešit přidáváním dalších a dalších paměťových modulů (v rámci konstrukčních omezení). Kolem roku 1958 přišla s nápadem skupina vědců z univerzity v anglickém Manchesteru na způsob, jak uživatelům pouze předstírat, že mají k dispozici větší objem operační paměti, zatím- Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 42 co skutečný objem této paměti větší není. Podstata řešení spočívá v oddělení toho, co uživatelé a jejich programy "vnímají" (tj. toho, co si uvědomují, resp. s čím si myslí, že pracují), od toho, s čím pracují doopravdy. Vedle skutečné a reálně existující paměti se tedy zavedla ještě další paměť, která je pouze iluzí, předkládanou uživatelům a jejich programům (a která reálně neexistuje, a je pouze předstírána - proto se jí také říká virtuální). Virtuální paměť může být výrazně větší, než reálně existující paměť. Uživatel, jehož programy "vnímají" pouze tuto virtuální paměť, si pak může myslet, že pracuje s velmi velkou pamětí, zatímco ve skutečnosti pracuje s pamětí mnohem menší. Princip spočívá v tom, že do skutečně existující paměti se průběžně přesouvají právě jen části programů a dat, se kterými program v danou chvíli pracuje, zatímco zbývající části mohou být uloženy například na disku. Rozsah virtuální paměti (se kterou si uživatel myslí, že pracuje), je pak dán kapacitními možnostmi disku, a nikoli skutečným objemem reálně existující paměti. Vše musí být zařízeno tak, aby veškeré přesouvání dat a programů mezi operační pamětí a diskem bylo pro uživatelské programy plně transparentní (tj. neviditelné) - což ale není principiální problém zajistit. Existuje dokonce více různých technik pro realizaci virtuální paměti: nejpoužívanější z nich je tzv. stránkování (paging), které mezi operační pamětí a diskem přesouvá celé tzv. stránky (vždy stejně velké, např. 1 kB, 2 kB, 4 kB apod.). Další používanou technikou pro realizaci virtuální paměti je tzv. segmentace (segmentation). V následující části si ukážeme, jak je virtuální paměť definovaná na stránkách encyklopedie wikipedia: http://cs.wikipedia.org/wikiA^irtu%C3%Alln%C3%AD_pam%C4%9B%C5%A5 Virtuální paměť Z Wikipedie, otevřené encyklopedie Virtuální paměť nebo také adresování virtuální paměti je zvláštní způsob správy operační paměti počítače. Umožňuje operačnímu systému využívat vnitřní paměť, která je významně větší, než je skutečná fyzická velikost paměti. Děje se to tím, že se v danou chvíli nepotřebná paměť odkládá na pevný disk (odkládací prostor) a v případě potřeby se opět zavádí do vnitřní paměti. Princip virtuální paměti byl rozpracován na přelomu 50. a 60. let 20. století. Koncem 60. let se začal stávat standardem OS sálových počítačů. Dnes je virtuální paměť běžnou součástí všech moderních operačních systémů. Zvýšené nároky na systémové a hardwarové zdroje (zvláště na diskový subsystém) jsou zanedbatelné v porovnání s výhodami, které použití virtuální paměti přináší. Je to především menší potřeba fyzické paměti, která je i přes neustále klesající ceny řádově dražší než odkládací diskový prostor (nejen cenou za uložený bit, ale i spotřebou elektřiny, flexibilitou a zabraným prostorem). Systém virtuální paměti umožňuje efektivně využít menší operační paměť za cenu jen nepatrné ztráty výkonu. Výhody • paměť, kterou má běžící proces k dispozici není omezena fyzickou velikostí instalované paměti • každý běžící proces má k dispozici svou vlastní paměťovou oblast, ke které má přistup pouze on sám a nikdo jiný • metody správy paměti zabezpečují optimální výměnu paměťových stránek mezi fyzickou počítačovou pamětí a diskem. Málo používaná část paměti tak vůbec nemusí být zavedena ve vnitřní paměti • paměť jednotlivým procesům lze tak organizovat, že se pamět z hlediska procesu jeví jako lineární, přestože ve skutečnosti může být umístěna na různých místech vnitřní paměti i odkládacího prostoru. Nevýhody • Při špatném (malém) dimenzování reálné operační paměti může dojít ke ztrátě výpočetního výkonu (probíhá neustálá výměna dat mezi pamětí a diskem namísto výpočtů). Základní principy • Všechny adresy, které proces používá jsou spravovány pouze jako virtuální - transformaci na fyzické adresy provádí správa virtuální paměti. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 43 • Existují dvě základní metody implementace virtuální paměti - stránkování a segmentace o Při stránkování je paměť je rozdělena na větší úseky stejné velikosti, které se nazývají stránky. Správa virtuální paměti rozhoduje samostatně o tom, která paměťová stránka bude zavedena do vnitřní paměti a která bude odložena do odkládacího prostoru (swapu). o Při segmentaci je paměť rozdělena na úseky různé velikosti nazývané segmenty. • Používají se různé strategie pro řízení přesunu stránek/segmentů tam a zpět, často odpovídající strategiím cacheování. Příkladem je LRU (Least Recently Used - nejdéle nepoužívaná), NFU (Not Frequently Used - nepoužívaná často) nebo Aging (Stárnutí). Proudové zpracování (pipelining) Ve snaze co možná nejvíce zvýšit výpočetní výkon svých procesorů, začali výrobci hledat skryté rezervy. Jednou z vlastností bylo, že provádění jednotlivých strojových instrukcí probíhá v určitých fázích: nejprve musí dojít k načtení instrukce z operační paměti, pak k jejímu dekódování, přípravě jejích operandů, pak může následovat výkonná fáze. Dále může ještě následovat fáze ukládání cílových operandů (výsledků). Konkrétní počet fází přitom není příliš podstatný (navíc je na každém počítači různý). Podstatná je spíše skutečnost, že různé fáze obvykle provádí různé části procesoru. Jednotlivé fáze jedné a téže instrukce přitom na sebe sekvenčně navazují. To znamená, že v každém okamžiku se užitečné činnosti věnuje jen jedna v více částí procesoru, zatímco ty ostatní neúčelne zahálí. Problém tedy byl, jak trvale vytížit všechny části procesoru. Provádět souběžně více různých fází jedné a téže instrukce není dost dobře možné, protože tyto na sebe příčinně navazují. Tvůrci počítačů ovšem přišli na řešení, nemohou-li současně prováděné fáze patřit jedné a téže instrukci, může se provádět více instrukcí. Tato myšlenka znamená, že v procesoru se v každém okamžiku bude nacházet více strojových instrukcí v různém stádiu rozpracovanosti. Například, současně s výkonnou fází jedné instrukce se budou připravovat operandy následující instrukce, a současně s tím bude z paměti načítána ještě jedna další instrukce. Provádění jednotlivých instrukcí se tak bude v čase překrývat. Doba, potřebná k provedení jedné strojové instrukce, se tím sice vůbec nezkrátí, ale za jednotku času bude dokončeno několikanásobně víc strojových, podle toho, kolik instrukcí se bude najednou překrývat. Výsledný mechanismus se nazývá proudové zpracování (pipelining). Dnes je tento mechanismus v nějaké podobě implementován téměř v každém procesoru (resp. mikroprocesoru). Samotná myšlenka překrývání instrukcí v procesoru (tj. proudového zpracování) je relativně starého data. Poprvé byl tento mechanismus použit již v 60. letech, v počítačích UNIVAC a IBM 7030-STRETCH. Pro upřesnění uvedu definici z http://cs.wikipedia.org/wiki/Pipelining Pipelining Z Wikipedie, otevřené encyklopedie Pipelining nebo-li zřetězené zpracování, či překrývání instrukcí. Základní myšlenkou je rozdělení zpracování jedné instrukce mezi různé části procesoru a tím i dosažení možnosti zpracovávat více instrukcí najednou. Fáze zpracování je rozdělena minimálně na 2 úseky: • Načtení a dekódování instrukce. • Provedení instrukce a případné uložení výsledku. To vedlo k vytvoření procesoru složeného ze dvou spolupracujících subprocesorů (skalární architektura), kdy každá část realizuje danou fázi zpracování. Procesor má části - EU (Execution Unit) a BIU (Bus Interface Unit). Zřetězení se stále vylepšuje a u novějších procesorů se již můžeme setkat stále s více řetězci rozpracovaných informací (více pipelines). Z toho vyplývá, že je možno dokončit více, než 1 instrukci za 1 hodinový cyklus (takt procesoru). Vyrovnávací paměť (paměť cache) Pokrok ve výrobě procesorů vedl k situaci, že jim náhle přestala stačit operační paměť (ta reálně Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 44 existující), a rychlý procesor se musel přizpůsobovat její rychlosti. Vyřešení problému se kupodivu nemuselo hledat dlouho. Obsah té části operační paměti, se kterou právě probíhající program pracuje, se přesune do tzv. vyrovnávací paměti (cache), která je umístěna mezi procesorem a operační pamětí, je výrazně menší než operační paměť, ale výrazně rychlejší. Jakmile pak právě probíhající program vysloví nějaký požadavek na přístup do operační paměti, budou se příslušná data hledat nejprve v této malé a rychlé vyrovnávací paměti, a teprve v případě neúspěchu se bude "sahat" až do skutečné operační paměti. Tento princip byl poprvé použit v roce 1968 v počítači IBM 360/85. Jako příklad je často citován počítač IBM 370/165 z roku 1971, který měl feritovou operační paměť o kapacitě 1 MB a dobou cyklu 2 mikrosekundy, a byl vybaven polovodičovou vyrovnávací pamětí o kapacitě 16 kB, s přístupovou dobou 80 ns. Výsledný efekt tohoto uspořádání byl, že z pohledu procesoru a probíhajícího programu se rychlost operační paměti zvýšila 8 až lOx (díky tomu, že v 70 až 90% případů se požadovaná data našla již v rychlé vyrovnávací paměti). Přitom náklady na pořízení rychlé vyrovnávací paměti představovaly jen cca 10% nákladů, které by musely být vynaloženy na pořízení stejně rychlé operační paměti. Mechanismus vyrovnávacích pamětí (pamětí cache) vznikl a slavil velké úspěchy v době, kdy existovaly feritové paměti, které byly poměrně pomalé, a rychlejší polovodičové paměti byly ještě velmi drahé. Cena polovodičových pamětí však rychle klesala, a tak tento druh pamětí záhy zcela vytlačil původní feritové paměti. S tím ovšem do značné míry odezněla i motivace, které vděčí za svůj vznik myšlenka vyrovnávacích pamětí. Vyrovnávací paměti se začaly znovu využívat, když rychlost procesorů vzrostla natolik, že předběhla možnosti polovodičových pamětí. V současné době se implementují vyrovnávací paměti, i do samotných procesorů (jako tzv. interní cache paměti). Ještě upřesním, jak je definována Cache paměť na http://cs. wikipedia.org/wiki/Cache Cache Z Wikipedie, otevřené encyklopedie Cache je označení pro vyrovnávací paměť používanou ve výpočetní technice. Je zařazena mezi dva subsystémy s různou rychlostí a vyrovnává tak rychlost přístupu k informacím. Cache může být vytvořena programově vymezením určité části operační paměti pro potřeby vyrovnávací paměti (např. disková cache v operačním systému), nebo hardwarově paměťovými obvody (např. pro potřeby procesoru). Softwarová cache Obecně se používá jako vyrovnávací paměť pro pomalé (vzhledem k rychlosti operační paměti a procesoru) vnější paměti, typickým takovým zařízením je pevný disk počítače. Operační systém se snaží informace, se kterými právě pracuje, uchovávat v rychlé operační paměti a na disk je ukládat co nejpozději. Nemusí tak provádět zbytečné pomalé čtecí a zápisové operace na disku, které jsou o několik řádů pomalejší (je nutné přemístit hlavy a počkat, až se disk natočí požadovaným místem pod hlavy). Moderní systémy přidělují cache paměť pro disky dynamicky, podle množství volné paměti a potřeb systému. Algoritmy pro obsluhu diskové cache mají podstatný vliv na rychlost a výkon celého systému. Nevýhodou používání cache je riziko spojené s neočekávaným výpadkem napětí - stav datových souborů na disku není vždy aktuální a musí se synchronizovat s obsahem cache. Z tohoto důvodu vyžadují operační systémy před vypnutím počítače provést tzv. „shutdown", to znamená korektní ukončení práce systému, při kterém se (mimo jiné) uloží obsah diskové cache do souborů na disku. Ze stejných důvodů je nutné některá vyměnitelná média v unixových systémech před vyjmutím „odmontovat". Tím se dává najevo systému, že se s médiem už nebude dále pracovat a systém provede synchronizaci cache se soubory. Hardwarová cache Paměť cache realizovaná specializovanými paměťovými obvody se používá v některých řídících jednotkách vnějších pamětí (disky) a v procesorech a jejich podpůrných obvodech. Cache v řídících jednotkách vyrovnává rozdíl mezi nepravidelným předáváním/přebíráním dat Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 45 počítačem (sběrnicí) a pravidelným tokem dat do/z magnetických hlav, jehož rytmus je dán rychlostí otáčení disku. Cache paměť v procesoru ukládá kopie dat přečtených z adresy v operační paměti. Pokud při čtení obsahu slova z adresy v paměti je tato položka nalezena v cache paměti, je její obsah přečten z cache paměti a ne z operační paměti (angl. cache hit). Mezi procesorem a cache pamětí se přenášejí jednotlivé slova, mezi cache pamětí a operační pamětí se přenášejí rámce slov o velikosti několikanásobku velikosti slova procesoru. Protože asi 90% operací procesoru je čtení paměti, většinou sekvenční, je tímto způsobem dosaženo větší propustnosti dat z operační paměti do procesoru, tím i vyššího výpočetního výkonu. Vyrovnávací paměť procesoru bývá dvojstupňová. Část paměti o malé kapacitě je přímo součástí procesoru a je stejně rychlá, jako vlastní procesor (značí se LI). Další paměť, pomalejší, ale s větší kapacitou, je mezi procesorem a operační pamětí, dnes se již umisťuje do pouzdra s procesorem (značí se L2). Protože cena paměti stoupá s její rychlostí (a samozřejmě s kapacitou), je možné tímto uspořádáním najít kompromis mezi cenou a rychlostí. Velikost paměti cache, její rychlost a algoritmus řízení paměti cache se liší u jednotlivých výrobců a typů procesorů a je to jeden z parametrů, který podstatně ovlivňuje výkon a cenu počítače. Počítače s redukovaným souborem instrukcí (architektura RISC) Výrobci velmi dlouhou dobu zastávali názor, že čím více různých instrukcí dokáží procesory zpracovat, tím lépe. Proto se zvyšoval počet a komplikovanost strojových instrukcí, vznikaly složitější způsoby adresování, a procesory se v důsledku toho stávaly stále složitějšími a složitějšími. Velký instrukční soubor však znamená nárůst doby, v níž je instrukce vyhledána. Procesor s menší instrukční sadou tak stačí zpracovat více jednodušších instrukcí za stejnou dobu, protože jsou rychleji přístupné. Tento poznatek vedl k vývoji a výrobě procesorů s omezenou instrukční sadou (RISC procesory). Předpoklad výrobců mohl být oprávněný v době, kdy se programy psaly pouze v asembleru, a byly určeny jednotlivým konkrétním procesorům. V době vyšších programovacích jazyků je tomu jinak. Nejvíce používána je jen malá skupina poměrně jednoduchých instrukcí, zatímco ostatní, relativně složitější instrukce, jsou používány j en velmi málo. Je jasné, že procesor, který musí zpracovávat mnoho komplikovaných instrukcí, je značně složitý (včetně svého řadiče), a tudíž i pomalejší, než jaký může být procesor, který má jen málo strojových instrukcí, a navíc velmi jednoduchých. Složitost procesoru má za následek větší plochu a tudíž vyšší cenu, vyšší produkci tepla a nepřímo i nižší takt, což je asi největším problémem CISC procesorů (architektura CISC, procesor s kompletní instrukční sadou). Právě proto vznikla architektura RISC, neboli procesor s redukovaným souborem instrukcí. Je protipólem k tendenci vybavovat procesory co nejvíce instrukcemi. Vzniká tak tlak na vybavení procesoru jen malým repertoárem jednoduchých a maximálně rychlých strojových instrukcí. První počítačem s architekturou RISC, byl minipočítač IBM 801 z roku 1980. Obrázek 42 - IBM 801 - 1. minipočítač s procesorem RISC Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 46 Výhody architektury RISC oproti architektuře CISC jsou nesporné. Otevřenou otázkou, o které by bylo možné dlouho polemizovat, je ovšem míra těchto výhod, zvláště pak s uvážením technologických možností, které umožňují zrychlovat i procesory s bohatými instrukčními soubory. Pravdou je, že RISC procesory dosud nevytlačily své CISC konkurenty, a nic také příliš nenasvědčuje tomu, že by se tak v blízké době mělo stát. Pro upřesnění uvedu srovnání z http://kurz.softex.cz/lexikon/cpu.html : „Je lepší CISC nebo RISC? Jak ukázal čas, pravda není ani v jedné skupině, ale někde mezi. Dnešní procesory se vyznačují znaky obou skupin, označují se proto za post RISC nebo post CISC procesory. „ Pravdou je, že RISC procesory se prosazují v energeticky méně náročných, především mobilních zařízeních. Například v PDA zařízeních se používají procesory ARM architektury (Advanced RISC Machine). Na závěr ještě definice z encyklopedie wikipedia, http://cs.wikipedia.org/wiki/CISC a http://cs.wikipedia.org/wiki/RISC. CISC je zkratka anglických slov Complex Instruction Set Computer, označuje procesor s velkou sadou procesorových instrukcí. Toto označení bylo zavedeno jako protiklad až poté, co se zvedla vlna procesorů RISC. V architektuře CISC obsahuje mikroprocesor v podstatě miniaturní počítač včetně programů. Tento počítač pak vyhodnocuje vlastní instrukce. Výhodou je, že instrukce mohou být komplikované, tzn. že jedna instrukce zajistí určité komplexní služby. RISC označuje jednu kategorii architektur procesorů. Zkratka pochází z anglického originálu Reduced Instruction Set Computer, v překladu počítač s redukovanou instrukční sadou. Někdy v 70. letech 20. století vědci prováděli výzkum, jehož výsledky ukázaly, že 80% všech výpočtů prováděných na osobním počítači bylo provedeno pouze s 20% všech dostupných instrukcí procesoru. Tato myšlenka stála u zrodu RISCových procesorů. Shrnutí hlavních vlastností RISCových procesorů: • redukovaná sada instrukcí obsahuje hlavně jednoduché instrukce (platilo hlavně v dřívějších dobách), • délka provádění j edné instrukce j e vždy j eden cyklus, • délka (počet bitů) všech instrukcí je stejná, • mikroinstrukce jsou hardwarově implementovány na procesoru, čímž je velmi výrazně zvýšena rychlost jejich provádění, • využívá se zde techniky řetězení instrukcí (instruction pipeline). V dnešní době je prakticky každý moderní procesor založen na architektuře RISC, přestože pro ně mnohdy neplatí její základní charakteristiky - instrukční sady jsou rozšířeny o speciální povely pro práci s multimédii (MMX, SSE, 3DNow!), a instrukce trvají různě dlouhou dobu. Na druhou stranu ale masivně využívají pipelining - instrukce jsou načítány až 31 kroků dopředu a průběžně distribuovány mezi výkonné jednotky. Výstupy jsou poté řazeny tak, aby byl zachován jejich postupného zpracování. Mezi nejznámější výrobce procesorů RISC patři IBM (např. řada Power PC), Intel (většina jeho procesorů je ale řazena mezi CISC, nebo označována jako tzv. „post-RISC") a Sun Microsystems (např. řada Sparc). Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 47 1.1.5 Vývoj počítačů PC ČÁST PRO ZÁJEMCE 5 ...a historie pokročila k počítačům PC... 1970 Vznikl první mikroprocesor na světě, za vynálezce se považuje E. Hoff od firmy Intel. V USA na trh je uvedena disketa. 1971 Intel v USA zahájil výrobu prvních čtyřbitových mikroprocesorů Intel 4004 a ještě v temže roce přišel na trh s osmibitovým mikroprocesorem Intel 8008. Obrázek 43 - Intel 4004 1972 Hewlett-Packard uvádí první vědeckotechnický kapesní kalkulátor HP-35. Paul Allen a Bili Gates zakládají firmu Traf-of-Data. Ray Tomlinson posílá první e-mail. 1974 XEROX PARC dokončuje Xerox Alto. Bylo vyrobeno asi 2000 ks a nikdy se neprodával. Jeho bitové mapovatelného zobrazování, grafické rozhraní a myš ovlivňuje později Apple při vývoji modelů Lisa a Macintosh. DEC vyrobil první jednodeskový mikropočítač. Gary Kildall vyvíjí CP/M (Control Program for Microcomputers), první OS pro mikropočítače. Intel představuje osmibitový procesor Intel 8080. 1975 Počítač MITS Altair 8800 se objevil v časopisu Popular Elektronics a do konce roku bylo prodáno asi 5000. Měl 256 bytů RAM. Paul Allen a Bili Gates zakládají Micro-Soft (později MicroSoft) a vyvíjejí verzi BASICu pro Altair 8800. David Boggs, Butler Lampson, Bob Metcalfe a Charles Thacker přihlašují patent na Ethernet, který jim byl udělen v roce 1977 (číslo patentu 4063220). 1976 Steve Jobs a Steve Wozniak zakládají společnost Apple Computer a začínají prodávat Apple I za 666,66 USD. Počítač nemá klávesnici, skříň ani zdroj. Cena v přepočtu na dnešní dolar činí 2056 USD. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 48 1977 Commodore uvádí Commodore PET 2001. Má procesor MOS 6502, 4KB RAM, zabudovaný kazetový magnetofon pro nahrávání dat, 9" monitor. Stál 595 USD. Apple Computer vyrobila Apple II, který má procesor MOS 6502, 4 KB RAM. Zákazníci používají jako monitor svůj televizor a pro ukládání dat kazetový magnetofon. Dennis Hayes zakládá Hayes Microcomputer Products a vyvíjí první modem. RadioShack uvádí TRS-80 s procesorem Zilog Z-80, 16 KB RAM, 12" monitor, pro ukládání dat používá magnetofonové kazety. Cena 399 USD. Obrázek 44 - Apple II Commodore PET 1978 Intel představuje Intel 8086. 1979 MicroPro vydává WordStar, první významný textový editor pro CP/M. Byl vyvinut VisioCalc, tabulkový procesor. Atari začíná prodávat počítače Atari 400 a 800. Intel vyrábí procesor Intel 8088, který bude použit v IBM PC a firma Motorola svůj procesor MC 68000. 1980 Angličan Cleve Sinclair představuje legendární počítač ZX - 80. 1981 Osborne Computer sestrojila Osborne I, první přenosný počítač. Stál 1795 USD. Vážil 10,4 kg, má procesor Zilog Z-80, 64KB RAM, dvě 5,25" disketové mechaniky o kapacitě 91 KB a pěti-palcovou černobílou obrazovku. Obrázek 45 - 1. přenosný počítač Osborne I Na trh se dostává Hayes Smartmodem, který používá příkazovou sadu Hayes AT, a později se stane průmyslovým standardem. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 49 Srpen 1981 Firma IBM představuje první osobní počítač IBM PC s operačním systémem MW-DOS, který se stal později jedním ze standardů. Měl procesor Intel 8088, 16 KB paměti, disketovou mechaniku 160 KB a černobílí monitor 11,5". Při přepočtu jeho cena vychází na 3022 USD. Obrázek 46 - IBM PC 1982 Společnost Columbia Data Products uvádí první PC kompatibilní s IBM PC. Philips a Sony vyvíjejí CD disk. MicroPro vydává WordStar pro PC-DOS, první verzi, která není určena pro CP/M. Firma Hayes prodává modem Smartmodem 1200. Rod Canion, Jimm Harris a Bili Murto zakládají firmu Compaq Computer Corp. Intel představuje mikroprocesor Intel 80286. Mitch Kapor a Jonathan Sachs zakládají Lotus Development Corp. Na trh je uveden Compaq Portable, první přenosný počítač, kompatibilní s IBM PC, váží 12,7 kg, má procesor Intel 8088 o frekvenci 4,7 MHz, 128 KB RAM, disketovou mechaniku 320 KB, 9" černobílý monitor. Cena v přepočtu na dnešní dolar je asi 5480 USD. Na trh v USA přichází první počítač Commodore C - 64, jež se stal jedním z nejprodávanějších. Obrázek 47 - Compaq Portable Commodore C-64 1983 Leden 1983 Apple Computer představuje model Lisa, předchůdce Macintoshe. Není moc úspěšný hlavně kvůli ceně. Josef Botlík , Technické prostředky informačních systémů 50 Začíná se dodávat tabulkový kalkulátor Lotus 1-2-3 1.0. Sattelite Software International (později WordPerfect Corp.) vydává Word Perfect. Září 1983 Microsoft vydává MS-DOS 1.0 1984 Je dosažen počet 1000 internetových serverů. Hewlett-Packard uvádí laserovou tiskárnu HP LaserJet. Leden 1984 Oficiálně byl ohlášen Macintosh, který měl procesor Motorola 68000, 128 KB RAM, zabudovaný 9" monitor, 3,5" disketovou mechaniku. Byl za 4214 USD. Obrázek 48 - Apple Macintosh Srpen 1984 IBM uvádí PC AT. Má 8 MHz procesor Intel 80286, 512 KB RAM, 1,2 MB disketovou jednotku, HDD 12 MB a 12" monitor. Obrázek 49 - PC AT Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 51 1985 Firma Aldus vyvíjí PageMaker, což značí počátek DTP, počítačového publikování. Na trh přichází první mechaniky CD-ROM. Březen 1985 Symbolics.com se stává prvním registrovaným komerčním doménovým jménem na internetu. Říjen 1985 Na trh je dodáván dvaatřicetibitový procesor Intel 386 DX. Listopad 1985 Microsoft vydává nadstavbu operačního systému DOS Windows 1.0. 1986 Commodore prodala celkem více než 12 miliónů počítačů C-64. Září 1986 Compaq uvádí Compaq Deskpro 386, první PC s procesorem Intel 386. Tento 16 MHz stroj s 1MB RAM, FDD 1,2 MB, HDD 40 MB a s 12" monitorem stojí v přepočtu na dnešní hodnotu dolaru 12650 USD. 1988 Hayes uvádí Smartmodem 9600. Windows 2.03. Listopad 1988 Je vypuštěn internetový červ, který spotřebovává ohromné množství výkonu a vyřazuje mnoho serverů z provozu. 1989 Počet internetových serverů dosahuje 100000. Březen 1989 Ve výzkumném středisku CERN nechává Tim Berners-Lee kolovat svůj návrh na WWW (World Wide Web) Duben 1989 Představuje se procesor Intel 486 DX. 1990 Intel uvedl na trh 64 bitový mikroprocesor 80860. Na trh přicházejí počítače s 486. Za 8057 USD (v dnešní hodnotě dolaru) můžete dostat 25MHz systém se 4 MB RAM, pevným diskem 150 MB, disketovými mechanikami 1,2 a 1,44 MB a 14" monitor Květen 1990 Microsoft oznamuje Windows 3.0. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 52 1991 CERN spouští WWW. Linus Torvalds začíná vyvíjet Linux, Unixu podobný operační systém pro PC. 1992 Dvourychlostní CD-ROM mechanika. Počet internetových serveru dosahuje 1 000000. Je založena společnost, specializovaná na kapesní počítače - Palm Computing Duben 1992 Microsoft představuje svůj skutečně úspěšný operační systém Windows 3.1. 1993 Třirychlostní CD-ROM mechanika. Na trh se dostávají počítače Pentium. Za asi 5000 USD můžete dostat 66 MHz s 16 MB RAM, pevným diskem 340 MB, FDD 1,44 MB a 15" monitorem. Cena v přepočtu je 6073 USD. Uveden na trh Apple Newton, 1. zařízení typu PDA 1994 Založení serveru Yahoo! Březen 1994 Založena firma Mosaic Communications Corp., která je později přejmenována na Netscape Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 53 Communications. Říjen 1994 Mosaic Communications vydává první beta verzi síťového navigátoru Netscape. 1995 Jsou vydána Windows 95. Intel představuje Pentium Pro. indows Upgrade Obrázek 53 - Windows 95 Prosinec 1995 Toshiba, Philips a Sony ohlašují shodu na formátu DVD. 1996 Počet internetových serverů dosahuje 10 000 000. V USA se stává běžným rychlé připojení k internetu přes modem. Palm uvádí první kapesní počítače s operačním systémem PalmOS - Pilot 1000 a Pilot 5000. 1997 Intel představuje Intel Pentium II. PC s procesorem Pentium II 233 MHz, 64MB RAM, 4GB pevným diskem, 1,44 FDD a mechanikou CD-ROM se 17" monitorem se dá pořídit 4374 USD. 1998 Americké ministerstvo spravedlnosti a generální prokurátoři z 20 federálních států a z District of Columbia podávají žalobu na Microsoft, obviňují ho z monopolních a omezujících praktik. Microsoft vydává Windows 98. Byl uveden na trh procesor Celeron. 1999 Na trhu se objevují první PC s procesorem Pentium III. Za 500 MHz systém se 128 MB RAM, pevným diskem 20 GB, mechanikou Iomega ZIP, DVD mechanikou a 19" monitorem zaplatíte 3100 USD. Březen 1999 AOL kupuje Netscape. 2000 Tolik obávaný problém roku 2000 se ukazuje jako planý poplach. Microsoft začíná prodávat Windows 2000. Listopad 2000 Za 2500 USD dostanete Intel Pentium 4 l,5Ghz, 128 MB RAM, 40 GB HDD, CD-RW, DVD mechaniku a 19" monitor. 2001 Počet internetových serverů dosahuje 100 000 000. Září 2001 Hewlerr-Packard Corp. a Compaq Computer Corp. ohlašují sloučení do firmy Hewlett-Packard Corp. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 54 2001-2006 Procesory Itanium, Pentium M, Pentium D, technologie Centrino, CoreDuo, předvedení TabletPC, integrování WiFi a Bluetooth technologií, PDA a MDA zařízení s Windows CE, operační systém Windows Mobile 2005, průnik OS do mobilních komunikačních technologií. Dále se PC a technologie tak rychle že... 1.1.6 Vývoj počítačů v ČR ČÁST PRO ZÁJEMCE 6 Pro zájemce ještě uvedu vývoj výpočetní techniky v naší republice. 1957 byl dovezen z Německa ZEUS 11 pro Meoptu Přerov. 1958 v CSR byl uveden do provozu reléový počítač S APO. 1960 Ve VUMS dokončen počítač Ela (reléový). Na počátku roku 1960 se ve Výzkumném ústavu matematických strojů (VUMS) začalo pracovat na vývoji malého univerzálního počítače MSP. Celý vývoj trpěl nedostatečným soustředěním kapacit a nekvalitními součástkami. Funkce schopný prototyp se podařilo oživit až v roce 1965. Prvním úspěšným byl univerzální malý počítač DP 100 vyvíjený ve VUMS společně s podnikem Aritma. Koncepčně byl více zaměřen jako řídicí prvek děrnoštítkových výpočetních soustav, použitých hlavně ke zpracování hromadných dat. Poučeni z předchozích neúspěšných projektů a také díky zkušenostem s výrobou děrnoštítkových strojů v Aritmě se vývojáři zaměřili především na jednoduchost a spolehlivost počítače. Pro vstup dat sloužil elektromagnetický snímač děrných štítků. Štítek procházel lamelami, při průchodu dírou lamela propadla otvorem a způsobila elektrický kontakt. Jako mezipaměť sloužil děrovač děrných štítků. Po načtení vstupních dat a programu se po zpracování vyděrovaly mezivýsledky, které se znovu načetly na vstup a tak to pokračovalo až do konečného výsledku, který se vytiskl na tiskárně. Při chybě v programu nastávaly situace, při kterých se operátoři topili v záplavě štítků. Jednoduchost a spolehlivost počítače se ukázaly jako správné předpoklady a od roku 1967 po zavedení sériové výroby bylo vyrobeno a prodáno v průběhu deseti let přibližně 200 kusů DP 100. Po ukončení vývoje velkého elektronkového počítače EPOS 1 v roce 1963 zahájil VUMS vývoj velkého univerzálního počítače EPOS 2. Jeho vývoj však nepříznivě ovlivnila emigrace doc. Ing. A. Svobody s řadou spolupracovníků do USA. EPOS 2 byl již plně osazen polovodičovými součástkami (diodami a tranzistory) a navázal na svého předchůdce EPOS 1. Plně také využil logiku EPOSu 1. Mimo dalších unikátních řešení byly na EPOSu 2 nej zajímavějšími operace maskování. Ty dovolovaly programovat jednou instrukcí i velmi neobvyklé operace. Rychlost počítače byla 40 000 operací za sekundu. EPOS 2 byl po sérii nezdarů jedním z poměrně úspěšných počítačů. Díky orientaci na vlastní součástkovou základnu našel uplatnění i v armádě. 1965 Ve VUMS a n.p. ARITMA dokončen první úspěšný československý počítač DP 100. 1969 TESLA ROŽNOV začala s výrobou obvodů S SI Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 55 Státy sdružené v RVHP (Rada vzájemné hospodářské pomoci) vypracovaly společný program JSEP (Jednotný systém elektronických počítačů) V podniku TESLA PARDUBICE byla zahájena výroba počítače TESLA 200 V ZPA Cakovice byla zahájena sériová výroba počítače EPOS 2. Hlavní parametry: Cistě dekadický počítač (bez možnosti ukládat binární data). V pamětech kód 2 z 5, v operační a aritmetické jednotce kód zbytkových tříd s různými bázemi. • Aritmetická jednotka jako přídavné zařízení (sčítání a odečítání v pevné řádové čárce nepotřebuj e aritmetickou j ednotku). • Pevná i pohyblivá řádová čárka. • Feritová paměť až 40 000 slov (po 12 dekadických číslicích), 9 registrů a střadač. • 1 úplná adresa, až 5 "polovičních" adres v instrukci (registr operandu, registr uložení výsledků, indexregistr, maskovací registr, pokračovací registr). • Hardwarově řešené mikroprogramování (přechod na jiný program časově odpovídá době provádění několika instrukcí). Až 5 souběžných programů. • Část paměti zamykatelná, nebo možno přidat pevnou paměť. • Nekompatibilní 8stope mg pásky (s dekadickým záznamem). • Později disková paměť (dekadická). • Speciální alfanumerický kód (znak kódován 2 dekadickými číslicemi, úplná česká a slovenská abeceda). • Periférie: snímače a děrovače pásky, snímače a děrovače štítků (80 nebo 90 sloupcových), psací stroje, řádkové tiskárny, souřadnicový zapisovač (DIGIGRAF). Většina periférií ve více exemplářích. • Rychlost: 40 000 operací za sekundu. • Velikost: velký sál. Základní jednotka několik skříní, paměť 2 skříně, elektronika přídavných zařízení po 2 v jedné skříni. Tiskárna 1 tuna. Značné nároky na klimatizaci. • Software: Základní operační systém (orientovaný na mg. pásky, později i na data na disku). Assembler, Fortran, Cobol, RPG Další programové prostředky vytvořili uživatelé (autokó-dy aj.). Počítač EPOS 2 byl dovršením vývoje výpočetní techniky v ČSSR, který sledoval zcela vlastní cestu. Přinesl mnoho originálních řešení a nových nápadů, např. použití dekadického zobrazení. V další etapě výpočetní techniky se již uplatňovala koncepce dovozu výpočetní techniky z východního bloku a později společný vývoj socialistických zemí, který byl zaměřen na kompatibilitu a jednotnost řešení. Byla to nutná daň pro zrychlení dalšího rozvoje počítačů. Tím se však upustilo od mnoha směrů slibného rozvoje. Z Výzkumného ústavu matematických strojů a z Aritmy Praha se výroba malých stavebnicových počítačů ZPA 200 a ZPA 600 přestěhovala do Závodů průmyslové automatizace v Čakovicích, kde se k nim začaly vyrábět i některé vstupní a výstupní jednotky, např. širokořádková tiskárna s výkonem 1200 řádků za minutu a snímač děrné pásky, který fotoelektrický snímal až 1500 znaků za sekundu. Do ČSSR byly dovezeny tyto tranzistorové počítače: Ze SSSR Střední univerzální počítač MINSK 1: Hlavní parametry: • Dvouadresový. • Vstup: děrná páska. • Výstup: úzká numerická tiskárna. • Operační paměť: feritová 1024 slov. • Bez vněj ší paměti. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 56 • Rychlost: 1000 operací za sekundu. • Umístění: menší klimatizovaný sál. Střední univerzální počítač MINSK 2: Hlavní parametry: • Dvouadresový. • Poměrně bohatý strojový kód, pohyblivá a pevná řádová čárka, indexregistry. • Operační paměť: 4096 slov po 37 bitech. • Vstup: děrná páska. • Výstup: úzká numerická tiskárna. • Rychlost: 10 000 operací za sekundu (v pevné řádové čárce). • Umístění: menší klimatizovaný sál. Střední univerzální počítač MINSK 22 (modernizovaná verze MINSKu 2), navíc: • Dva bloky vnitřní paměti (s nevýhodným adresováním). • Speciální instrukce, která umožňovala v omezené míře multiprogramování. • Široká alfanumerická řádková tiskárna (latinka i azbuka). Jiný alfanumerický kód než u děrné pásky. Byl to první hromadně dovážený počítač - asi 100 kusů. Z Německa v roce byl v roce 1969 přivezen univerzální počítač Z-23 pro Výzkumný ústav tepelné techniky v Běchovicích: • Vstup: klávesnice, děrná páska. • Výstup: děrná páska, psací stroj • Operační paměť: 1024 slov. • Rychlost: 50 operací/s v pohyblivé řádové čárce, 3000 operací/s v pevné řádové čárce. Počítač byl v třísměnném provozu 15 let. Ze Švédska byl dovezen velký univerzální počítač D 21. Hlavní parametry: • Jednoadresový, bohatý strojový kód, 1 indexový registr . • Pouze pevná řádová čárka. • Vnější paměť: magnetické pásky dvojnásobné šířky. • Vstup a výstup: děrná páska (snímač i děrovač), snímač děrných štítků, alfanumerická tiskárna. • Programové vybavení: ASSEMBLER, ALGOL. • Rychlost: 10 000 operací/s. • Uložení: velký klimatizovaný sál. Z Velké Británie: počítače NE 803, NE 503, SIRIUS, ICT 1901. Z USA: počítače IBM 701, IBM 1410 . Z Polska: počítače ODRA. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 57 Tranzistorový počítač NE-603 B osazeny deseti tislo tranzistorů a používaný roku 1966 při meraní tlakových nádob pro reaktory v pizertské Škodovce mel operační rychlost 2000 operací/s. Sn.moc déme pdsky v pozad." «o,any Gbrázek 54 _ čftač NE_8Q3 R magnetopáskových vnéjslch paměti Pokračující zaostávání v počítačové technice ve státech RVHP a velmi malá možnost dovozu počítačové techniky z vyspělých států (vzhledem k americkému embargu) vedlo v roce 1968 ke spojení sil na vypracování společného projektu Jednotného systému elektronických počítačů JSEP. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 58 1968 až 1974 Na začátku byl projekt zaměřen na vývoj počítačů třetí generace a měl označení JSEP1. Byl řešen v letech 1968 až 1974. Později se projekt rozšířil natřiapůltou generaci JSEP2 a rozpracován byl projekt JSEP3 na počítače čtvrté generace. Výzkumné práce řídila mezivládní komise, o technice rozhodovala rada hlavních konstruktérů. Jednoznačnou snahou bylo dosažení kompatibility po technické i programové stránce s počítačem IBM 360, který se stal vzorem i pro vývoj (pozn. autor: jinými slovy to byla průmyslová špionáž a „okopírování tohoto počítače"). Byl to první pokus o společné řešení souborů počítačů a příslušenství v tak širokém měřítku. To se jasně projevilo i na výsledcích vývoje. V mnoha případech byly stanovené termíny dodrženy, ale na úkor konstrukce i jiných vlastností. Přesná technická norma nebyla předem stanovena a vznikala teprve dodatečně společně s jednotlivými počítači. Jednotlivá konstrukční a technologická řešení se v různých státech lišila. Naštěstí se podařilo vyřešit vzájemnou kompatibilitu jednotlivých zařízení, což umožnilo vzájemné propojování, jednotné programování, instalaci a údržbu. Výsledný technický efekt se opíral o tyto základní položky: • styk mezi zařízeními (standard interface ), • vnitřní kód počítačů (nutný pro přenositelnost mezi počítači), • vnitřní kód a formát dat na médiích (nutný pro přenos dat mezi počítači pomocí médií), • standard pro nosiče informací , • struktura slabik a délka slov (vnitřní organizace pamětí), • formát instrukcí, • rozměry skříní (výpočetní systém většinou zabíral rozlehlou místnost, a proto bylo nutné stanovit v projektu rozměry dílů). Tato změna v počítačové technice způsobila ve státech sdružených v RVHP celou řadu potíží, protože mnohé státy musely odstoupit od rozpracovaného vývoje a výroby počítačů a přejít na vývoj počítačů, které jim byly přiděleny. Pro překonání těchto potíží se zapojilo do plnění požadavků projektu v členských státech RVHP cca 150 organizací a podniků, 30 000 vědců a techniků a 300 000 dělníků. Členské státy RVHP zahájily velkosériovou výrobu pěti typů počítačů. Ze základní řady se vyvíjely národní varianty. Obrázek 55 - EC1010: malý počítač pro řízení procesů výroby a vědeckotechnické výpočty Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 59 Obrázek 58 - EC1050: velký počítač pro rozsáhlé vědeckotechnické a ekonomické úlohy, osazený vícevrstvými emitorově vázanými obvody ECL s výkonem 500 000 operací/s Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 60 Počítače měly rychlost od 1000 do 500 000 operací/s, ke kterým bylo možno selektorovými a multiplexními kanály přes jednotné stykové rozhraní připojit až 150 různých periferních jednotek. Kapacita vnitřních pamětí se pohybovala od 4 KB do 2 MB. Malé i střední počítače byly osazeny bipolárními obvody TTL. Určitou slabinou bylo jen hardwarové spojení základní jednotky s perifériemi. Obrázek 59 - dva počítače EC1021 Z řady JSEP1 se v Československu v Závodech průmyslové automatizace vyvinul počítač EC1021. Kolem roku 1973 byl vyroben v celkovém počtu 300 kusů. Od 120. kusu byl modernizován bez změny označení. Řídicí paměti se začaly vyrábět s integrovanými obvody, čímž se dvacetinásobně zvýšila provozní spolehlivost proti původnímu provedení. Ovládací pult byl vybaven elektrickým psacím strojem s bezkontaktní klávesnicí a mechanikou Consul 256. Racionalizací instrukcí bylo dosaženo až 40% zvýšení pracovní rychlosti. Počítač EC1021 byl střední velikosti, který ke svému provozu potřeboval klimatizovaný sál o ploše 150 m2. Okolní teplota musela být udržována v rozmezí 20-23 °C. Byl to univerzální sálový osmibitový počítač, s diskově orientovaným systémem MOS, určený zejména pro zpracování hromadných dat. Byl velmi výkonný, což bylo dosaženo použitím rychlé zápisníkové a řídicí paměti. Kompaktní konstrukce a zavedení některých moderních technologií ve výrobě přispěly ke spolehlivosti počítače. Na vstupu počítače byl snímač děrných štítků, na výstupu válcová tiskárna. Kapacita operační paměti byla 64 KB. Rychlost u modernizovaného provedení byla kolem 5.10 5 operací /s. Hlavním nosičem pro trvalé uchování dat a pro zálohu programů byly devíti stope magnetické pásky. Kapacita pásky byla 10 MB na 1200 stop pásky. 1974 počítače SMEP Podobně jako při vývoji standardních počítačů JSEP se k dohnání zpoždění v malých počítačích spojily státy RVHP v roce 1974 ke společnému programu vývoje Systému malých elektronických počítačů SMEP. Během několika let se podařilo vytvořit modulární systém technických a programových prostředků v kategorii minipočítačů a mikropočítačů, který měl při vzájemné kooperaci zúčastněných států zaručit levnější velkosériovou výrobu. Vývoj opět řídila rada hlavních konstruktérů, hlavním pracovištěm SMEPu se stal Výzkumný ústav výpočtovej techniky v Žilině. Výrobu periférií zajistily Závody výpočtovej techniky v Banské Bystrici a v Námestovu. Počítač SM3-20 s polovodičovou pamětí 56KB a s operační rychlostí 300 000 operací/s byl určen pro vědecké výpočty, sběr a předzpracování dat. V nej obvyklejší kombinaci pracoval s diskovou a páskovou pamětí, s bodovou tiskárnou, obrazovkovým terminálem a vstupy i výstupy Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 61 na děrnou pásku. Operační systém FOBOS umožňoval využít jazyků makroassembler, Fortran IV a Basic. Počítač SM4-20 byl o třetinu rychlejší a vzhledem ke kapacitě vnitřní paměti 240 KB umožňoval i zpracování hromadných dat. Používal se v roli databanky i k řízení výrobních procesů. S pokročilejším operačním systémem DOS-RV umožňoval použití pěti jazyků. Přídavné jednotky se daly vybrat z obsáhlého katalogu, v němž byly vstupní a výstupní jednotky. Počítače SM3-20 a SM4-20 se mohly propojovat s počítači řady JSEP a používat s nimi kompatibilní pásky a disky. Dříve než se první SMEPy dostaly do kanceláří uživatelů, předběhly je progresivní šestnáctibitové minipočítače ADT, odpovídající svou strukturou úspěšným počítačům HP-100 společnosti Hewlett - Packard. Od r. 1973 do r. 1990 jich Závody průmyslové automatizace v Cakovicích a v Trutnově vyrobily více než 1000. Jejich uplatnění bylo od zpracování dat přes řízení energetických a dopravních systémů, důlních a stavebních provozů, ve strojírenských podnicích, až po využití ve školách a nemocnicích. Protože se daly snadno přestěhovat, mnohé z nich změnily i několikrát své působiště. Byly nahrazovány počítači ADT vyššího typu. Podnik Tesla Pardubice, který vyvíjel a vyráběl elektronická zařízení a elektronické přístroje, rozšířil ve druhé polovině šedesátých let svůj sortiment i o výpočetní techniku. Podařilo se mu uzavřít s francouzskou firmou BULL-GE licenční smlouvu, na jejímž základě byl vypracován projekt počítače, který byl pojmenován Tesla 200. Svým vzhledem i parametry se velice blížil počítači IBM 360. Výroba počítačů Tesla 200 byla zahájena ve druhé polovině roku 1969. Na začátku výroby byly počítače osazovány součástkami z dovozu, později již součástkami tuzemskými, včetně periférií (po zvýšení jejich kvality ). Počítači Tesla 200 byla v průběhu let 1970-74 vybavena většina výpočetních středisek vysokých škol. 1985 - SM 52-12 Obrázek 60 - minipočítač SM 52-12 Na výstavě Elektronizace a automatizace v Praze v roce 1985 byl poprvé předveden náš první dvaatřicetibitový minipočítač SM 52-12 v kompletní sestavě. Byl to počítač ze druhé vývojové řady SMEP, s rychlostí přes milión operací za sekundu. Sestava přídavných jednotek (nejrůzněj-ší zapisovače, barevné zobrazovače a grafické komplety) zaplnila tehdy velkou část areálu výstavy. Přesvědčila návštěvníky, že rozměrem malý počítač se může stát vrcholným řídícím členem v síti informačních a rezervačních systémů, a dokáže i spojit automatické projektování s řízením výroby v systému CAD/CAM. Minipočítač SM 52-12 byl kompatibilní s jedním z nejúspěšnějších minipočítačů DIGITAL EQUIPMENT COMP., VAX 11. Byl kompatibilní i se svými šestnáctibitovými předchůdci, Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 62 takže při jejich nahrazování bylo možné využít jejich programové prostředky. Základní jednotky počítače byly propojeny synchronní sběrnicí, kdežto přídavné jednotky se propojovaly adaptérem na společnou sběrnici. 1984 Univerzální střední počítač EC 1027 (ze série JSEP 3) byl vyvinut Výzkumným ústavem matematických strojů a ověřen při mezinárodních zkouškách roku 1984. Vyráběly jej Závody průmyslové automatizace v Cakovicích roku 1985. Tyto počítače měly operační rychlost 350 000 op/sekundu a vytlačovaly z výpočetních středisek již zastaralé předchůdce. Byly univerzální a vydržely nepřetržitý provoz při dodržení okolní teploty 20 až 23 stupňů C. Výrobce zaručoval nejméně desetiletou životnost. Počítač byl vybaven diskovým operačním systémem DOS-4, který zahrnoval řídicí programy, systémy dálkového zpracování dat, obslužné a knihovní programy. Byl připraven na možnost adaptace pro teprve vyvíjená přídavná zařízení. O náročnosti takového systému svědčí i to, že byl připravován týmem složeným ze sta pracovníků po dobu pěti let a jeho průvodní dokumentace měla rozsah 12 000 stránek. Vedle Assembleru umožňoval tento počítač programovat devíti nej užívanějšími jazyky. U nás se však nejvíce užívalo aplikační programové vybavení VARS (tzn. víceúrovňový automatizovaný systém řízení), který byl výsledkem mnohaleté práce programátorského týmu Kancelářských strojů. Vars byl vypracován pro naši hospodářskou sféru. Z jeho čtrnácti subsystémů lze uvést alespoň tyto úlohy: technická příprava výroby, operativní příprava výroby, operativní řízení výroby, materiálně-technické zásobování, mzdové a kádrové úlohy, rozbory jakosti aj. Na rozdíl od mikropočítačů, které můžeme jednoduše postavit na stůl, střední počítače se montovaly do klimatizovaných sálů, obložených akustickými panely na zdvojenou podlahu. Poslední opatření umožňovalo snadnou a bezpečnou kabeláž a její opravy. Obrázek 61 - EC 10-27 Základní jednotka (2) byla uzavřena ve zdvojené skříni a byla řešena stavebnicově. Skládala se z několika modulů operačního, organizačního a paměťového (využitím virtuálního principu měla kapacitu 2 MB), doplněných diskovým a servisním modulem. Moduly pracovaly samostatně a byly řízeny mikroprogramy. Pro obsluhu počítače sloužil stůl operátora (3) s obrazovkou a klávesnicí. Po levé ruce měl operátor bodovou tiskárnu (4) a vedle ní snímač děrných štítků (5), které byly stále užívaným nosičem dat hromadného zpracování. V sále byly skříně magnetických páskových pamětí (6) s automatickým zakládáním pásky šíře 12,7 mm (cívka obsahovala 700 m pásky), skříňky diskových pamětí (7), z nichž každá měla kapacitu 100 až 200 MB. Data mohla do počítače vstupovat z pružných disků průměru 200 mm a kapacitou po 30 KB, které se vkládaly ručně nebo automaticky ze zásobníků do vstupní/výstupní jednotky pružných disků (8), schopné přečíst za minutu až 3600 záznamů. Výsledky se tiskly řádkovou tiskárnou (9), která na Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 63 skládaný papírový pás vytiskla při šíři textu jako na normálním psacím stroji až 1200 řádků za minutu, maximálně se třemi kopiemi. Počet vnějších pamětí, vstupních a výstupních jednotek se mohl podle potřeby rozšiřovat. Celkový elektrický příkon počítače napájeného z rozvaděče se stabilizátorem napětí (1) mohl být 20 až 50 kW. Přes komunikační modul bylo možno na počítač EC 1027 připojit dálnopisné terminály, které dovolovaly v mezinárodní dálnopisné síti Telex přijímat data po telefonním vedení z kterékoliv z patnácti tisíc účastnických stanic ve státě. Právě tak bylo možno k počítači připojit řadu zobrazovacích jednotek a terminálů různého stupně "inteligence", nebo minipočítače, které sloužily obvykle jako sběrny dat s možností jejich místního zpracování. S počítačem bylo možno komunikovat i graficky. Digitizérem bylo možno číst informace z výkresů souřadnicovými zapisovači. Grafickými tiskárnami a kreslícími stroji generovaly svou grafickou odpověď. Bylo možno připojit i minipočítačem řízený grafický komplex. Mikropočítače Bratislava Počítate PWD-85 v výuc* Obrázek 62 - mikropočítač PMD rva vofgnskéffl OtibOf nóm uäHM V ČSSR se začaly první domácí mikropočítače vyrábět až v roce 1983. Byly to počítače PMD-85 v Tesle Piešťany a počítač IQ v novoborském závodě ZPA. Mnohaleté zpoždění se tehdejší Ministerstvo elektroniky pokusilo dohnat dovozem několika desítek tisíc nejlevnějších typů domácích počítačů, zejména ZX Spectrum a Atari. Další počítače bylo možno koupit v PZO TUZEX. Z průzkumů v roce 1985 vyplynulo, že v našich domácnostech bylo 100 000 počítačů. PMD-85 byl jednoduchý mikropočítač s mikroprocesorem MHB 8080. Byl to graficky orientovaný počítač osazený celkem padesáti osmi integrovanými obvody. Rozsah paměti byl poměrně malý RAM 32 KB, ROM s jednoduchým monitorem 4 KB a videopamětí RAM 16 KB dovoloval zobrazovat 48 znaků do 32 řádek, po úpravách i ve čtyřech barvách. Standardní periférii tvořil jen kazetový magnetofon. Tiskárnu, souřadnicový zapisovač nebo některé měřicí přístroje šlo připojit komplikovaně. Výrobce kromě interpretu Basic nezajišťoval programové vybavení. Přesto postupně bylo vyvinuto vybavení pro Assembler, jazyk Prolog, Lisp, Fortran a celočíselný Tini-Pascal, grafický a textový editor a hry. Výroba byla roku 1984 převedena do Tesly Bratislava, kde zdokonalili monitor a interpret Basicu, ale za cenu nekompatibility s původním modelem. Třetí verze umožnila barevné zobrazení. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 64 Obrázek 63 - mikropočítač IQ 151 Mikropočítač IQ 151 používal stejný mikroprocesor jako PMD-85. Paměti také nebyly větší, bylo však možno zasunout modul s interpretem Basicu. Tento mikropočítač vyráběly ZPA Nový Bor a produkce byla určena hlavně školám. Mikropočítač ONDRA byl vyvinut pro děti v podniku ELSTROJ a několikrát změnil výrobce. Z našich domácích počítačů byl nej menší a také nej levnější. Mikropočítač SAPI-1 byl dodáván Teslou Liberec, používal se jako řídicí počítač a různým účelům se přizpůsoboval přidáváním desek až na úroveň PC počítače. Používal interpret Basicu, Assembler, textový editor Edit aj. 1 Obrázek 64 - počítač PP-06 Obrázek 65 - počítač PP-01 Mikropočítač PP-01 byl prvním mikropočítačem z řady SMEP, byl osmibitový, měl bohatší periférie než PMD-85 a IQ 151. Vedle Basicu měl interpret i pro grafický jazyk G. Jako PP-02 byl rozšířen o dvě diskové jednotky 51/4 palce. Od něho se liší verze PP-03, kterou pro práci s texty nabízela pražská firma Aritma pod označením TEXT-01-M. Mikropočítač PP-06 měl šestnáctibitový mikroprocesor MHB 8 088 s matematickým koprocesorem, což mu propůjčovalo vysokou operační rychlost. Tento mikropočítač byl kompatibilní s mikropočítačem IBM PC, sloužil jako terminál v počítačových sítích, jako měřicí ústředna v laboratořích a po doplnění Winchesterem (pevným diskem) ze Zbrojovky Brno mohl být použit pro inženýrské práce. Do výroby počítačů se také zapojil JZD Agrokombinát Slušovice. Jejich první mikropočítač měl Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 65 název TNS. V nejlevnější verzi HC-8 byl určen pro školy. Měl osmibitový mikroprocesor Z 80, operační paměť 256 KB. Systém mikropočítače byl ukryt pod klávesnicí, která měla i národní abecedu a řadu tlačítek pro ovládání kurzoru. Výstup na obrazovku byl možný v mnoha režimech včetně 16 barev. Počítače bylo možno připojit na počítače SMEP i JSEP jako terminálové pracoviště. Zvláštností byl akustický telefonní modem pro přenos dat po telefonních linkách. Připojit šlo i myš, Joystick a různá elektronická měřicí zařízení, což bylo účelné při školních laboratorních pracích. Mikroprogramový operační systém TNS - DOS dovoloval použít univerzální programy Wordstar a Supercalc a umožňoval programovat v řadě vyšších jazyků od For-tranu přes Cobol, C, Prolog, Fort až po Turbo-Pascal. Roku 1988 začali ve Slušovicích vyrábět i šestnáctibitové počítače TNS-XT a TNS-AT. Koncové označení znamená, že byly plně kompatibilní se systémy IBM. Připojit bylo možno několik disketových pamětí Winchester s kapacitou 20 MB, nebo paměť typu „steamer" se stejnou kapacitou. V té době organizace Kancelářské stroje - bratislavský Datasystém začala dodávat výkonné PC mikropočítače DATAS-AT v kompletní konfiguraci včetně tiskárny, které byly montovány z rozložených sad firmy Sampo z Thajwanu. Obrázek 66 - mikropočítač HC-8 Šestnáctibitové počítače začal u nás vyrábět i JZD-Agrokombinát Slušovice Obrázek 67 - počítač TNS Informace a foto čerpáno z http://sen.felk.cvut.cz/sen/index_cz.html7historie/ Zájemci se mohou podívat také na http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pvl09/sl4.htm Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 66 KORESPONDENČNÍ ÚKOL 2 1. Popište von Neumannovu koncepci počítače a najděte alespoň 1 www stránku (mimo uvedené v tomto učební textu), která popisuje tuto koncepci. 2. Popište svými slovy virtuální paměť počítače. 3. Kdy vznikl první počítač koncepce PC. Termín odeslání: do druhého tutoriálu. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 67 1.2 Rozdělení počítačů RYCHLÝ NAHLED DO PROBLEMATIKY V předchozí části jsme si ukázali, že snaha o technické prostředky které mohou zjednodušit slo- náh/ed žité, především matematické úkony, plně ve své různorodosti odráží technické možnosti jednotlivých časových období. Vývoj během posledních let je ale téměř překotný. Na celé historii můžeme dosledovat různé konstrukční postupy, různé přístupy k problematice i rozdílné technologie. Vidíme, že historie i současnost je bohatá a různorodá. Vznikala celá škála technických prostředků. Můžeme ale dosledovat jisté zákonitosti jak ve vývoji, tak v rozdělení a charakteristice technických prostředků. V zásadě můžeme počítače rozdělit podle několika kritérií. V této kapitole si budeme všímat rozdělení počítačů především: podle generací, podle velikosti, podle konstrukce, podle standardů, podle výkonu, podle operačního systému, podle vzhledu, podle technologie. Zcela jistě bychom našli i další způsoby rozdělení, tento výčet vám však stačí pro dostatečné seznámení s problematikou. Jak uvidíte, dělení je silně účelové a v některých případech se může jeden způsob klasifikace překrývat s jiným.V textu bylo čerpáno např. z http://www.sszeme-cestesin.cz/text/podpora_vyuky/hardware/hw01.htm 1.2.1 Rozdělení podle generací počítačů Rozdělení podle generací počítačů: V literatuře se můžeme setkat s různým členěním. V podstatě jsou počítače rozděleny do čtyř generací, někde se uvádí i nultá generace, pátá generace resp. tři a půltá generace. První rozdělení bylo na základě součástkové základny: 1. generace: elektronky, 2. generace: (samostatné) tranzistory, 3. generace: integrované obvody, 4. generace: mikroprocesory. Postupně se zavedla nultá generace - elektromechanické prvky, zejména relé. Později bylo členění rozšířeno o mezistupně. Dva a půltá generace - IBM 360. Tři a půltá generace - počítače s VLSI obvody. Další rozdělení na generace vychází ze schopností řízení a ovládání procesu zpracování dat: 1. generace: programování ve strojovém kódu nebo v jednoduchých strojově závislých jazycích 2. generace: vyšší programovací jazyky (Algol 60, Fortran, Cobol) 3. generace: operační systémy a modernej ší programovací jazyky Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 68 4. generace: operační systémy a jazyky přizpůsobené uživatelům 5. generace (plánovaná): prvky umělé inteligence, ovládání v přirozeném jazyce Ve dnešní době se počítače rozdělují do generací v závislosti na konfiguraci, rychlosti a základním stavebním prvku. Předchůdci: Před 5000 - lety Abakus. Používal se ve starém Řecku a Římě. 17. století - první logaritmické tabulky, první logaritmické pravítko, první počítací stroje pracující na principu ozubených kol. První mechanické kalkulátory. 18 století - 1801 technologie děrných štítků, 1820 první sériově vyráběný kalkulátor - Thomasův Arithmometr. Technologie mechanických počítacích strojů se udržela až do 70. let 20. století. 1835 - zhruba 1900 - základy programování, Zatímco základem většiny dnešních počítačů je dvojková soustava, až do čtyřicátých let 20. století byly mnohé počítací stroje (včetně těch Babbageových a také ENIACu) založeny na soustavě desítkové, která je na implementaci výrazně náročnější. Nultá generace: Za počítače nulté generace jsou považovány elektromechanické počítače využívající většinou relé. Pracovaly většinou na kmitočtu okolo 100 Hz. období technické vybavení programové vybavení "^'^q^^0'1 vnitřní paměť příklad 1938 Zl, relé Strojový kód 1-10 72, 1947 MARKI Prvn í gen erace: Jedná se o počítače na bázi elektronek. Charakteristickým rysem byla vysoká energetická náročnost a malá účinnost. ,„.. elektronky, x . ,, , , ENIAC, 1945 .. , ,, , stroiovykod, t-tvwa/-. magnetické bubny, . , /, m2 m4 , ^ i n EDVAC, a- ■ -tň autokod, 10-104 1-2kB tda/t^Á ,nr, derne štítky, , ,' IBM 650, 1956 ,„ , , , assembler T,„., derne pasky URAL Druhá generace: Druhá generace počítačů nastupuje s vynálezem tranzistoru (John Barden), který dovolil díky svým vlastnostem zmenšení rozměrů celého počítače, zvýšení jeho rychlosti a spolehlivosti a snížení energetických nároků počítače. V této generaci počítačů také začínají vznikat operační systémy a první programovací jazyky, jako jsou COBOL a FORTRAN. lq. tranzistory, univerzální jazyk IBM 7094, feritová paměť, FORTRAN, i n4 1 n5 1 fi 3? vr ZUSE 23' magnetické disky, COBOL, CDC 3300, magnetické pásky ALGOL EPOS 2 Třetí generace: Počítače třetí a vyšších generací jsou vybudovány na integrovaných obvodech, které na svých čipech integrují velké množství tranzistorů. S postupným vývojem integrovaných obvodů se neustále zvyšuje stupeň integrace (počet integrovaných členů na čipu integrovaného obvodu). Podle počtu takto integrovaných součástek je možné rozlišit následující stupně integrace: • SSI - Small Scale Integration Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 69 MSI - Middle Scale Integration LSI - Large Scale Integration Podle některých zdrojů (např. http://cs.wikipedia.org/wiki') trvá třetí generace doposud. 1964 integrované obvody vyšší jazyk IBM 360, SSI, MSI, LSI, ,,.. T iňi^i^fi ,. _ , ,,,, PDP-11, , „ , ,. , PASCAL, 10-5*10 0.5-2MB .„rn , 1980 ^enne disky, vnitrní paměti CYBER 205 Tři a půltá generace: mikroprocesory FORTRAN JSEP 2 1980 až integrované obvody SSLMSI COBOL „-i.,-- .,„í , m lrio1 , 1 , ,. . 1 ^Ao^A. Pnblizne 10" laz 16MB EC 1025 1981 výmenné disky PASCAL v- - .J r>i/i EC 1065 vmtrmpamet Pl/1 Čtvrtá generace: Někdy opomíjená. Je charakteristická stupněm integrace VLSI - Very Large Scale Integration (někdy také XLSI - Xtra Large Scale Integration) a mikroprocesorem, ten v počítači plní funkci centrální jednotky (CPU - Central Processing Unit), která je centrem celého počítače. 1982 VLSI' ADA EC 1060' - bublinková paměť, MODULA-2, 106-3xl07 1-16MB ™J2'f 1989 m*7™cfOT. SMALL-TALK ?DA™D optické disky CRAY XMP Pátá generace: Počítače páté generace jsou zatím hudbou budoucnosti. Někdy jsou popisovány jako stroje s umělou inteligencí. VLSI-GaAs, měly by mít po 1990 paralelní procesory, OCCAM 109-1012 1GB jistou umělou inteligenci DALŠÍ ZDROJE |QJ| Můžete si prostudovat například: http://sen.felk.cvut.cz/sen/index_cz.html7historie/genl.html http://sen.felk.cvut.cz/sen/index_cz.html7historie/gen2.html http://sen.felk.cvut.cz/sen/index_cz.html7historie/gen3.html http://sen.felk.cvut.cz/sen/index_cz.html7historie/gen4.html http://www.spsemoh.cz/vyuka/ms-dos/zaklady.htm http://cs.wikipedia.org/wiki/D%C4%9Bjiny_po%C4%8D%C3%ADta%C4%8D%C5%AF http://www.markonet.cz/vyuka/principy/p_08.html 1.2.2 Kategorie počítačů podle velikosti Kategorie počítačů podle velikosti Toto členění je převzato z http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pvl09/sl3.htm. jak můžete vidět, částečně se překrývá s členěním podle konstrukce. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 70 Historické členění: • Superpočítače • Sálové počítače (mainframe) • Minipočítače • Mikropočítače Soudobé členění • Superpočítače • Sálové počítače (datová skladiště) • Servery (souborové, databázové, síťové - FTP, WWW aj.) • Pracovní stanice • Osobní počítače (desktop, notebook) • Kapesní počítače (palmtop) Dále počítače řídicí, jednoúčelové, vestavěné do jiných zařízení aj. 1.2.3 Rozdělení podle konstrukce Rozdělení podle konstrukce Abychom deklarovali rychlý vývoj v oblasti technických prostředků, uvedeme na úvod rozdělení které najdete na http://sen.felk.cvut.cz/sen/index_cz.html7historie/genl.html Počítače se podle konstrukce rozdělují na univerzální počítače, minipočítače a mikropočítače. Druh Příklady Požadavky na provoz Charakteristika Univerzální počítače velké střední malé EC 1040 EC 1050 EC 1025 EC 1027 EClOlO EClOll Klimatizovaný sál, čisté prostředí Velký elektrický příkon Vyžadují dvojitou podlahu a akustické obložení stěn Mohou podle programu řešit jakékoliv úlohy, vzhledem k tomu realizují řadu různorodých operací a j sou rychlé. V podnicích se umísťují do speciálních útvarů, výpočetních středisek, vždy s velkým počtem periferních zařízení pro vstup, výstup a uchování dat. Vysoká cena. Minipočítače SM3-20 SM4-20 SM5211 SM5212 Klimatizovaný prostor Mají podstatně menší fyzický rozměr, jejich architektura je stavebnicová a jsou poměrně dobře vybaveny potřebnými programy pro určité druhy úloh. Používají se samostatně nebo ve spojení s univerzálními počítači v počítačové síti. Většinou se umísťují do výpočetních středisek. Jejich instalace je snazší. Menší elektrický příkon. Nižší cena. Mikropočítače Domácí ZXSnecrrum Jako normální elektrický spotřebič Fyzicky jsou velmi malých rozměrů. Je to vlastně "miniaturizovaný" počí-Itač bez vviiočetního střediska vviiži- Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 71 PMD 85 telný přímo na pracovišti jako stolní nebo osobní počítač (i v domácnos- Osobní IBM PC tech). Mohou pracovat i ve spojení s POP 06 minipočítači. Nízká cena. Profesionální IBM 3150 IBMPC-XT Vidíme, že toto rozdělení je dnes již vyhovující pouze z historického. Jak uvidíte v dalším textu, rozdělení skupiny mikropočítačů se dnes provádí spíše podle použití nebo výkonu. Podle konstrukce v současné době dělíme počítače spíše na: • Počítače otevřené architektury - PC • Počítače uzavřené architektury - počítače pro řízení technologických procesů, „mikroči-py", speciální jednoúčelové konstrukce počítačů. My se dále budeme zabývat počítači architektury PC. Ty můžeme podle konstrukce rozdělit na: • Počítače do racku - servery, • Počítače klasické koncepce PC, • Přenosné počítače - notebooky, • Tablet PC, • Barbone systémy, • Tenký klient. Počítače do racku - servery Rack je standardizovaný systém umožňující přehlednou montáž a propojování různých zařízení spolu s vyústěním kabelových rozvodů do sloupců nad sebe v ocelovém rámu. Rám je tvořen dvěma plochými kolejnicemi, vzdálenými od sebe přibližně 18 palců (457 mm). V kolejnicích jsou čtvercové nebo kulaté otvory, s vodorovnou roztečí 19 palců (483 mm). Ve svislém směruje rack členěn na jednotky (U) o velikosti 1,75 palce (44,45 mm). Do racku lze umisťovat různé prvky počítačových sítí (routery, switche), počítačové servery a další přístroje. Systém odpovídá normám EIA 310-D, IEC 60297, DIN 41494, SC48D. (Citováno z http://cs.wikipedia.org/wiki/Rack) Obrázek 68 - příklad serveru PRIMERGY RX300 S2 rackové konstrukce Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 72 Obrázek 70 - vnitřní konstrukce račkového serveru Tyto počítače jsou zpravidla osazovány klasickými výkonnějšími (zpravidla víceprocesorovými) základními deskami. Z toho vyplývá i standardní používání dalších komponentů, jako procesorů, pamětí apod. Rackova konstrukce však neumožňuje použití dalších klasických konstrukčních prvků jako rozšiřujících karet, klasických zdrojů apod. Počítače klasické koncepce PC Obrázek 71 - klasická koncepce počítačů PC O této koncepci budeme hlouběji pojednávat v dalších kapitolách tohoto výukového materiálu. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 73 Přenosné počítače - notebooky Notebooky jsou určené pro mobilní používaní výpočetní techniky. Tomu taky odpovídá konstrukce, která předpokládá nízkou hmotnost, nízkou energetickou náročnost, malý tepelný výkon a omezené množství periferií. Pro názornost uvedu popis a umístění některých komponent jak je popisuje http://www.svethardware.cz/art doc-5816519FA780492EC1256F220080BABE.html Obrázek 72 - notebook Prestigio Nobile 158W Na obrázcích vidíte příklad rozmístění portů u notebooku. Zobrazený model obsahuje tři USB 2.0 porty, mini-FireWire, PJ11, PJ45, externí VGA výstup spolu s S-Video TV-Out, Sériový port, PCMCIA slot, čtečku paměťových karet, audio konektory a tlačítka pro zrychlenou volbu. Chybí paralelní a PS2 port. V tomto modeluje použita DVD-RW optická mechanika. Chybí disketová mechanika. U notebooků je běžné rozšiřování nebo záměna periferií pomocí šachtic. Výměnným způsobem pak můžeme použít zasunutím do šachtice buď optickou mechaniku, disketovou jednotku nebo dodatečnou baterii. Obrázek 73 - výměnná optická mechanika Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 74 Přiklad pevného disku pro notebooky - Hitachi Travelstar o velikosti 2,5". Rychlostí 7200 otáček/s (Ultra ATA 100). Vyrovnávací paměť 8MB. Velikost 60GB. Obrázek 74 - příklad 2,5" disku pro notebook Obrázek 75 - umístění komponentů v notebooku Na obrázku 75 vidíte otvor pro pevný disk, WiFi kartu a Bluetooth modul. WiFi je klasická Mi-ni-PCI karta Intel Pro/Wireless 2200BG s podporou protokolů 802.11 b/g. Bluetooth modul firmy Bilionton Systems je napevno vestavěný. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 75 Obrázek 77 - procesor s odklopeným chladičem Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 76 Tablet PC Počítače tablet PC jsou specifickou podmnožinou mobilních počítačů. Jsou charakteristické dotykovým displejem, pomocí něhož je rozšířené ovládání. Softwarovou podporu zajišťuje rozšířený operační systém Windows XP Tablet PC (v současnosti Tablet PC Edition 2005). Tyto dva faktory vytvářejí z tohoto přístroje kombinaci klasického, plně funkčního notebooku a jakéhosi „velkého PDA". Existují ve formě bez klávesnice nebo jako notebooky s otočným dotykovým displejem. Rozměry bývají velmi malé, protože základním požadavkem pro Tablet PC je mobilita - displej zpravidla 10"-12". Protože je k dispozici velmi málo místa, mívají menší baterii, aby byla výdrž této malé baterie dostatečná, je nutné používat velmi úsporné komponenty. »»»» htodvei utrro ipcokcii Obrázek 78 - schématický nákres tablet PC Základem proto bývají buď alternativní procesory jako je VIA nebo Transmeta, anebo mnohem častěji LV, resp. ULV verze Pentia M. Zmiňované zkratky znamenají Low Voltage a Ultra Low Voltage s jádry Banias/Dothan, která jsou stabilní i na nižších napětích, frekvence je úměrně snížena na 900-1200MHz. Vzhledem k rozměrům bývá disk menší (jak do rozměrů, tak do kapacity) a optická mechanika externí. t Untitled Nrti-iw! •it Ectt *r**t Ju»t English... 1 her wa^ - _ X Ml 'Or-.! -WV jvix Snflltfii— and ktytooard.l naDDODDDonnim Obrázek 79 - ovládání Tablet PC pomocí softwarové klávesnice a rozeznávání znaků Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 77 Podívejte se na: http://www.svethardware.cz/art doc-6325BA03BD7E3762C1257101000A0261.html Obrázek 80 - Fujitsu Siemens Lifebook P1510 Obrázek 81 - LIFEBOOK řady T - tablet PC větších rozměrů s širokou výbavou Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 78 Barbone systémy Barbone systémy jsou systémy speciálně navržené s ohledem na design a multimédia. Speciálně navržené skříně vyžadují speciálně navržené základní desky. V některých systémech je pevně implementován operační systém na bázi DOS nebo Linux, který umožňuje spouštění multimédií i při vypnutém počítači. V dnešní době se začalo pro označování těchto systémů používat i pojmů „Multimediální centrum", „Mini-PC", „Digitální multifunkční centrum" apod. Obrázek 83 - Barbone PC systém MSI Mega PC 180 Obrázek 85 - stejný pohled do jiného zařízení - FOX Cube-X Limited Obrázek 87 - různé pohledy na zařízení Barbone FIC Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 81 Obrázek 89 - instalace rozšiřující karty pomocí redukce PCI Pro ovládání těchto systémů se používá Windows XP Media Center Edition. Jak bylo dříve řečeno, je možno základní funkce ovládat i pomocí speciální implementace operačního systému, nemusíme tedy vždy spouštět počítač do prostředí OS Windows. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 82 Televize Přehráváni médií... Úpravy médii'... Záloha na CD/DVD... Plán nahrávek Rádio Hry... Údržba a nastavení systému... Organizace disku Hla Pohyb v menu nahoru Spustit aplikaci Pohyb v menu dolů Nápověda v aplikacích Vysunout CD/DVD Vypnout DMFC Obrázek 90 - ovládání zařízení bez spuštěného OS Windows Pokud chcete své znalosti rozšířit, můžete se podívat například na: http://www.svethardware.cz/art_doc-A8D6314C118FEE2CC1257089002E8032.html http://www.svethardware.cz/art_doc-C0BE7F3877A21319C12570810054313F.html http://www.svethardware.cz/art_doc-0CC988947F4C308AC1257068004E8348.html http://www.czechcomputer.cz/art_list.jsp ?target=links&path=Barebone+syst%C3%A9my&articl e list section start=90 Tenký klient Tenký klient je po hardwarové i softwarové stránce minimalizovaná obdoba běžného počítače. Jeho fungování je závislé na serveru, na kterém běží všechny aplikace. Obrázek 91 - tenký klient „Futro A" a „Futro S" od Fujitsu-Siemens Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 83 Konstrukční odlišnost od běžných PC plyne především z toho, že musí být zabezpečeno zavedení operačního systému ze vzdáleného počítače. Toho je dosaženo implementací bootovacích mechanismů do síťových karet. Naopak není nutná instalace vnějších paměťových médií z důvodů centralizace software na serveru. 1.2.4 Rozdělení osobních počítačů podle standardů Rozdělení osobních počítačů podle standardů. V současnosti existují ve třídě osobních počítačů dva rozdílné standardy: l.IBMPC kompatibilní počítače Jsou to počítače vzniklé klonováním původního originálního PC od firmy IBM. Když hovoříme 0 PC nebo o kompatibilním počítači máme na mysli právě tuto kategorii počítačů. Jejich rozšíření je v převážně v Evropě v běžných kancelářích dominantní. Mají bezproblémový servis a možnosti upgrade a příslušné technické zázemí. Používají nejčastěji mikroprocesory Intel nebo AMD. Jako OS se používá převážně Windows. Drtivá většina software je tvořena právě pro tyto počítače. Ostatní OS jako např. Linux se používá zcela výjimečně, především ve specializované profesní třídě (správci sítí apod.). další kapitoly jsou zaměřeny převážně na tyto počítače. 2.počítače Apple od firmy Macintosh Jsou rozšířené hlavně v USA kde ovládají asi 10% trhu. Mají vysokou výkonnost v grafických operacích. Jsou charakteristické grafickým uživatelským rozhraním, které posloužilo jako vzaor 1 pro OS Windows. Na trh přinesly i speciální periferie, především myš. U nás se používají zejména ve specializovaných grafických studiích. Jsou to výkonné značkové počítače jejich cena je pro běžného uživatele nadstandardní. Navíc k dispozici není zdaleka tolik programů jako pro počítače PC. Síť servisních středisek není rovněž na srovnatelné úrovni . Používají mikroprocesory firmy Motorola a jako operační systém MacOS. Mnohé typy jsou montovány do designově neobvyklých až futuristicky extravagantních skříní. 1.2.5 Rozdělení podle používaných operačních systémů Rozdělení podle používaných operačních systémů. Operační systém je skupina programů, která řídí počítač a komunikuje s uživatelem. Volba OS je strategickým rozhodnutím. Od jeho volby se odvíjí ovládání počítače, jeho servis a veškeré nákupy dalšího software a hardware. Z tohoto důvodů je dělení spíš zaměřeno podle cílové skupiny uživatelů. V běžném kancelářském provozu používáme: 1. Windows. U PC kompatibilních počítačů se většinou používá některá verze Windows od firmy Microsoft. Je charakteristická uživatelsky přívětivým prostředím. V současnosti je tato platforma charakteristická velkou škálou produktů, které se používají od přenosných až po serverová řešení. 2. Unix a jeho klony. U desktopů se používá zcela výjimečně. Jiná situace je u workstation, kde některá mutace Unixu často nahrazuje Windows. OS Unix existuje jednak v komerčních verzích, jednak v free verzích, kde základní funkční jádro je zdarma. Bezplatná Unixová mutace je Linux, funkční jádro doplňují další firmy o nástavby. Mezi nej známější sestavení Linuxu patři Red Had, SuSe apod. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 84 3.Serverové OS Na serverech se používají specializované OS. Převládající jsou Windows NT Server, Windows 2000 Server (k dispozici je i česká jazyková mutace, což je u serverových OS výjimečné), Windows 2003 server. Windows postupně konkurují systému NetWare od Firmy Novell svým relativně jednoduchým ovládáním. 4. Platformy pro přenosná zařízení. Pro tato zařízení je poměrně rozšířen OS Windows CE určený především pro zařízení PDA. V dnešní době je rozšířen ve verzi Windows Mobile 5 a Windows Mobile 2003, MS Pocket PC 2002. Tyto OS pronikají i do kategorie mobilních komunikačních prostředků, například mobilních telefonů. Pro PDA zařízení na platformě Palm je používán OS PalmOS. V mobilních telefonech se setkáte ještě s OS Symbian. Postupně do mobilních zařízení proniká i OS Linux, především však v USA a Japonsku. 1.2.6 Rozdělení podle výkonu Rozdělení podle výkonu . I toto dělení se v průběhu vývoje počítačů měnilo. Počítače rozdělujme do několika základních výkonnostních skupin. Každá skupina má své specifické použití a tomu odpovídají i typické parametry. V literatuře se setkáte nejčastěji s tímto rozdělením: 1. Osobní počítače • PDA • Přenosné počítače • domácí počítače • pracovní stanice 2. Servery 3. Mainframe - sálové počítače 4. Terminály 5. Superpočítače /. osobní počítače PDA, počítače do ruky, kapesní počítače, MDA PDA, handheld, pocket PC - počítače do ruky, kapesní počítače. Z Wikipedie, otevřené encyklopedie, http://cs.wikipedia.org/wiki/PDA: PDA (Personal Digital Assistant, osobní digitální pomocník) či palmtop je malý kapesní počítač, ovládaný obvykle dotykovou obrazovkou a perem (které se označuje jako stylus). Původně měly PDA za cíl především pomoci s organizováním času a kontaktů. Současné PDA jsou velmi výkonné a zvládají i přehrávání videa a spoustu dalších aplikací. Často se používají pro čtení eboo-ků (elektronických knih). Mezi nej častější operační systémy používané na PDA patří Windows CE, Windows Mobile, PalmOS, Symbian. Moderní PDA obsahuje: • Barevný LCD displej o rozlišení 320x240 (QVGA), 640x480 (VGA), případně o jiném rozlišení. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 85 • Procesor řádově stovky MHz (300, 400, apod., např. Intel PXA270 je taktován na 624MHz). • Paměť 64 - 128 MB RAM - tato paměť je závislá na zdroji energie (při přerušení napájení jsou všechna data ztracena) a proto je její velikost omezována kapacitou baterie. • Paměť Flash ROM - na rozdíl od RAM není závislá na zdroji napájení a proto je využívána jako „bezpečné úložiště" dat (včetně OS); u mnoha typů PDA je běžně ovšem uživateli nepřístupná. • Jeden nebo dva sloty (CompactFlash, Secure Digital apod.), které umožňují PDA rozšířit např. o Paměť Flash k ukládání dat, GPS modul, síťový (network) adaptér, modem atd. • Slot na kartu SIM pokud daný model PDA obsahuje integrovaný modul GSM/GPRS -pokud jej obsahuje lze PDA provozovat i jako mobilní telefon nebo k připojení na internet bez dalších periferií. Komunikaci zajišťuje sériový nebo USB port, Infraport, WiFi nebo Bluetooth. Instalace software a synchronizace dat se provádí pomocí synchronizační kolébky pomocí PC. Dnešní modely bývají vybaveny dignitám fotoaparátem zpravidla 1.3 Megapixely. Ovládání je zajištěno buď pomocí dotykového displeje nebo integrované klávesnice. Mívají implementovánu technologii rozeznávání ručně psaných znaků (Graffiti). PDA s integrovaným GSM se označují MDA (Mobile Digital Assistant). V současnosti se standardem stává implementace technologie GPS (satelitní navigace). A* B-& D° £ « r~F G° h*H l.JX.l-N-ÍVO.P. 67.aq.--/i n riTLiii ttiiit tm* b*th- PuncluatHti moflo - [ap La rMtf. oac k * pac ľ 10 c ■ 11 ?...,.♦. v — fU i C),£,3,£,3,<.>,/ 0.lA.S.a,/\.g.*>. t,ÍU- Desktopy a pracovní > Pracovní stanice HP 3 Osobní pracovní stanice a Pracovní stanice Unix a ŔeseTuTífo segmenty trhu a Program Leadership Graphics a Software pracovních stanic a Případové studie a Novinky a Dokumenty White Paper b Aktuální prorno nabídka b Registrace eNews b Nákup přímo od HP b Nákup od HP Preferred partnera '3 Pracovní stanice HP Společnost HP doporučuje systém Windows© XP Professional. Zkonstruováno pro ínovátory Osobní pracovní stanice pro náročnejší uiiftnülele Produkty iilllllllT i! b Osobní pracovní stanice a Pracovní stanice Unix Zkonstruováno pro ínovátory HP nabízí široké portfolio pracovních stanic, od mobilních pres stolní po umístitelné do racku. Tyto pracovní stanice mají ISV certifikát potvrzující, že software od ISV dodavatelů aplikací ja na nich vyladén tak, aby garantoval co nejvyšší možný výkon. Řešení pro segmenty trhu ■> M CAD * DCC ■> Finance > Výzk um > Vývoj softwaru > PokroEilé zpracování obrazu > EDA > Ropa a plyn >GIS * OEM > Vizualizace Co je nového » Microsoft Windows XP Professional 64bitová edice určená pro nové pracovní stanice HP v rámci programu Customer Preview Program » Nové pracovní stanice HP představují přední řešení v odvétví díky zvýšení výkonu a zdokonalení správy. » Příští generace řady PA-RISC: Pracovní stanice HP C8000 » Pracovních stanice HP - reakce na oznámení o rozšíření 64bitových verzí procesorů Intel (HPLS} » Platforma HP PerformanceTuning Framework-vlastní nastavení výkonu pracovních stanic_ X Internet +^ 100% ' Obrázek 105 - členění pracovních stanic nabízených firmou HP Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 97 Pracovní stanice jsou nej výkonnější počítače určené pro osobní použití. Je zde zdůrazněna komplexní výkonnost, víceprocesorové řešení a špičkový grafický výkon ve 2D i 3D úlohách. U dražších modelů je běžné, že jako OS používají některý klon UNIXu. Jsou určeny pro CAD návrhy, modelování, vizualizace a pevnostních výpočty. Montují se výhradně do větších skříní typu Tower. Osazovány bývají speciálními firemními procesory, procesory AMD Opteron, Intel DualCore apod. zpravidla vícejádrovými. I u pracovních stanic dochází v poslední době k velké diverzifikaci. Na stránkách firmy HP najdete rozčlenění na osobní pracovní stanice a pracovní stanice Unix. Bližší informace můžete najít například na http://h41111 .www4.hp.com/workstations/cz/cs/index.html. Příklad pracovní stanice HP c8000: Obrázek 106 - Pracovní stanice HP c8000 Parametry podle http://hl0010.wwwl.hp.com/wwpc/cz/cs/sm/WF06a/382773-383653-1284367-1284367-1284367-6372773.html : Procesor, operační systém a paměť Instalovaný operační systém HP-UX 1 li TCOE (Technical Computing Operating Environment), HP-UX 1 li MTOE (Minimal Technical Operating Environment) Procesor - popis Procesory PA-8800 nebo PA-8900 s jednoduchým nebo duálním jádrem (2 procesory 900 MHz PA-8800 s LI cache 3 MB, 2 nebo 4 procesory 900 MHz nebo 1 GHz PA-8800 s LI cache 3 MB a L2 cache 32 MB nebo 2 nebo 4 procesory 1,1 GHz PA-8900 s cache LI 3 MB a L2 cache 64 MB) Mezipaměť - popis L2 cache 32 MB, 64 MB nebo žádná Systémová sběrnice - popis 400 MHz FSB Čipová sada - popis Škálovatelná procesorová sada čipů HP zxl Typ paměti - popis Až 32 GB paměti PC2100 s registrovanou technologií ECC DDR-266 (4 zásuvky pro paměťové moduly DĽVIM) Paměťové sloty - popis 4 zásuvky pro moduly DIMM Maximální paměť - popis Až 32 GB Interní jednotky Pevný disk Jednotky pevného disku Ultra320 SC+SI, maximální úložná kapacita: 1,2 TB Rychlost jednotky pevného disku - popis 73 GB, 146 GB nebo 300 GB (10 000 ot./min) nebo 73 GB (15 000 ot./min) Externí pozice pro jednotky - popis 3 externě přístupné 5,25" pozice Tntpmí nn7Írp nrn ipHnnrkv | A intprní 1 V nn7Írp nrn ipHnntlrv npvnphn HíqVii Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 98 - popis CD-ROM/DVD Jednotky DVD-ROM, CD-RW (až 3 jednotky s disky SCSI) Řadič podsystému disku -popis Řadič Ultra 2 LVD SCSI Funkce systému Název grafického dílčího systému 01 Profesionální grafika 2D: HP Fxe (1 zobrazení na kartu, maximálně 4 karty), Základní grafika 3D: ATI FireGL T2 (podpora duálního zobrazení), Střední grafika 3D: ATI FireGL XI (podpora duálního zobrazení) nebo špičková grafika 3D: ATI FireGL X3 (podpora duálního zobrazení) Rozšiřující slot 1 sběrnice AGP-8X Pro (maximální výkon 150 W včetně doplňujícího napájecího konektoru), 6 sběrnic PCI - 4 s plnou délkou (jedna 64bitová sběrnice PCI-X s rychlostí 133 MHz, dvě 64bitové sběrnice PCI-X s rychlostí 66 MHz, jedna 64bitová sběrnice PCI s rychlostí 33 MHz); 2 s poloviční délkou (32bitová sběrnice PCI s rychlostí 33 MHz) Interní zvukové zařízení -popis Plně duplexní 16bitová stereofónni zvuková karta - používá pätici s poloviční délkou Síťové rozhraní - popis ______ _________ Integrovaná síťová karta 10/100/1000 MB/s Intel® 82540EM (Kenai32), Wake-on-LAN Síťové karty - popis Síťová karta 10/100/1000 MB/s Intel® 82540EM (Kenai32) Port V/V - popis 5 portů USB 2.0 (2 v přední části, 3 v zadní), dva 9kolíkové sériové porty DIN (v zadní části), jeden port RJ-45 (v zadní části), volitelné: Firewire IEEE 1394 se 3 porty (2 v zadní části, 1 interní) Na http://www.64bit.ez/pracovni-stanice/9/category.html se můžete seznámit s pracovními stanicemi firmy Sun. Sun Ultra 40 Workstation 2 x dual-core AMD Qpteron 2.4 GHz Konfigurace: 2xOpteron2S0 2,4 GHz S GB DDR-400 PC3200 RAM NVIDIA Quadro FX 3450 DVD-ROM a CD-RW combo mechanika 250 GB SATA Před in sta la va ný So la ris 10 Klíčové vlastnosti: Sun Ultra 40 Workstation je ideálním řešením pro technické aplikace s vysokými nároky na výkon a grid computing. Běžná cena: 185 600,- Kč Vaš& cena: 174 454,- Kč Dostupnost: 13 dnu Záruka: 3 roky Sun Ultra 20 M2 Workstation s dual-core CPU AMD Opteron 1210 1.8 GHz Konfigurace: AMD dual-core Opteron 1210 1,8 GHz 512MB DDR2-667 MHz ECC RAM ATI ES1000 2D grafika DVD-ROM mechanika SO GB SATA disk Plně licence Sun Java Studio Creator 2, Sun Java Studio Enterprise, Sun Studio 11 a NetBeans IDE Klíčové vlastnost: Novy dual-core mode stanice Sun Ultra 20 M2 Workstation přináší neuvěřitelný výkon za cenu stanice s procesory Intel Pentium 4 výkonu spolu s flexibilitou 32 i 64 bitů. Obrázek 107 - příklady pracovních stanic Sun Běžná cena: 26 680,- Kč Vaše cena: 25 346,- Kč Dostupnost: expedice do 5dnu Záruka: 1 rok Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 99 4. Server- řídící počítač Je to počítač v počítačové síti, který dalším počítačům poskytuje služby. Jeho výkon je závislý na jeho postavení v síti. V sítích typu klient-server má postavení dominantní a tomu odpovídá i jeho výkon. Zde je kladen důraz na jeho spolehlivost a nepřerušitelnost funkce. Toho se dosahuje použitím redundantních napájecích zdrojů vyměnitelných za chodu, zrcadlením disků, používáním diskových polí RAID. U výkonných serverů se cena udává bez disků, bez operačního systému a bez monitoru, V ceně bývá zahrnut i nadstandardní servis, a vzdálená správa. V sítích peer to peer zastává funkci např. file serveru může být serverem i méně výkonný počítač. C IBM x226/Xeon 3.072MB/2x512MB/3x73GB15t/6W2x514W / AutoCont CZ a.s„. [_][n)[x] T http://www.autocont,cz/zbozi_pr v ^f 11 X | Live Search File Edit View Favorites Tools Help IBM , ^Server., T SI T # T [jj Page ~ ® Tools IBM x226/Xeon 3.0/2MB/2x512MB/3x73GB15t/6i+/2x514W Výrobce: IBM Kód: IBMS8488E4G Kód výrobce: 8488E4G Cena: 31 926 KČ Částka DPH: 15 5íí KČ Cena s DPH: 97 492 KČ Q Vložit do košíku Popis produktu IBM SysternSeller - spedální zvýhodněná nabídka, xSeries 226 Vysoký výkon a ochrana dat za přijatelnou cenu Následovník serveru x225 s vysokým výkonem, škálovatelností a mimořádnou dostupností, Redundantní hot-swap komponenty přispívají k minimalizaci výpadků. Podporuje servis a rozšiřování serveru zcela bez použití nástrojů. ■ Až 2 Procesory Intel® XeonT" s 800MHz FSB ■ Podpora Intel Extended Memory 64Technology ■ Až 16GB Chipkill'" operační paměti ■ 6 expanzních slotů pCI-X, Active PCI a PCI-Express) ■ IBM ServeRAIDTK-7e (integrovaný RAID-0, 1) ■ Až 6 Hot-swap Ultra 3 20 SCSI pevných disků 1 Nebo Až 4 Simple-swap SATA pevné disky ■ Maximální disková kapacita 880GB ■ Možnost konverze do racku [4LI) ■ IBM Director, Remote Deployment Manager a volitelný Remote Supervisor Adapter II Specifikace: Intel Xeon Processor 3,00GHz, 2MB L2 Cache, 2x512MB DDR2 SDRAM, Hot Swap SCSI, 3x73GB 15K HDD, CD-ROM > ^ Internet *iioo% Obrázek 108 - příklad serveru IBM Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 100 V dnešní době je na trhu dominantní nabídka firem IBM, HP, Sun, Dell. Tyto firmy využívají buď specializovaných, zpravidla vlastních procesorů, nebo procesory firem AMD a Intel. Na http://www.cdr.ez/a/15856 najdete popis osmijádrových procesorů UltraSPARC TI. Nejde o x86-kompatibilní procesor, je postaven na SPARC V9 architektuře. Přímo v sobě kromě osmi jader integruje i čtyři 144bitové DDR2-533 paměťové řadiče, každý se schopností obsloužit 4 DIMM moduly. Obrázek 109 - procesor firmy Sun Firma IBM používá více jádrové procesory POWER5+™. Na základě těchto procesorů uvedla firma IBM na trh např. servery IBM System p5 a eServer™ p5. Společnost IBM také uvedla tři nové systémy s jediným čtyřjádrovým procesorovým modulem na trhu POWER5+ Quad Core Module (QCM). Vytvořila tak ucelenou řadu systémů QCM v provedení o výšce 2U se čtyřmi jádry a o výšce 8U až se 16 jádry. Nový IBM System p5 560Q přináší výkon 16 jader POWER5+ na nové, nižší cenové úrovni a představuje tak mimořádnou hodnotu na trhu systémů střední kategorie. Server p5-560Q s technologií Quad Core Module překonává všechny konkurenční 16 jádrové systémy ve výkonnosti podnikových aplikací Java™, což z něj dělá ideální volbu pro střední a rozsáhlé implementace náročných databází a webových aplikací. • IBM System p5 570 je první 16jádrový systém, který dokáže zpracovat víc než milión transakcí za minutu, je nej výkonnějším serverem pro zpracování transakcí v 16 jádrové kategorii, nej lepší 16 jádrový systém pro podnikové aplikace Java a osmijádrový systém pro aplikace souborového serveru. • IBM System p5 185 Express je k dispozici v provedení pro samostatné umístění nebo montáž do skříně (3 pozice, 4 sloty). Zákazníci si mohou vybrat z tisíců aplikací pro AIX nebo Linux® a také z integrovaných produktů IBM jako WebSphere, Apache, SAMBA, Network E-Mail Security Express a J-Scribe Intelligent Server Solution. • IBM System p5 510 Express je nejlevnější server IBM s procesorem POWER5+ a poskytuje nejvyšší dvoujádrový výkon pro podnikové aplikace Java. • IBM System p5 510Q Express díky inovativní technologii Quad-Core Module poskytuje čtyřjádrový výkon ve stejném provedení jako dvoujádrový p5-510. • Servery System p5 520 Express a IBM System p5 520Q Express poskytují o 90 procent vyšší výkon než oblíbený předchůdce IBM eServer p5 520, a to za nižší cenu. • IBM System p5 560Q Express umožňuje zákazníkům upgradovat až na 16jádrovou kon- Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 101 figuraci pomocí čtyřjádrových nebo osmijádrových čipů POWER5+ Quad-Core Module. Nejnovější servery System p5 Express jsou k dispozici ve zvláštních, předkonfigurovaných verzích AIX 5L® Edition a OpenPower™ Edition for Linux. Více se můžete dočíst na http://www.ibm.com/news/cz/cs/2006/03/cz_cs_news060302.html. Většina firem (např. IBM, Dell, HP apod.) však využívá současně ve svých modelech i procesory AMD Opteron a Intel Xeon. Následující tabulka srovnává servery HP s procesory AMD a Intel. server Server typu blade HP ProLiant BL45p Blade server HP ProLiant BL460c Typy používaných procesorů Procesory AMD Opteron™ s jedním jádrem (1 MB mezipaměti L2/1 GHz sběrnice Hyper Transport): Model 854 (2,80 GHz); Model 852 (2,60 GHz); Procesory AMD Opteron™ s duálním jádrem (1 MB mezipaměti L2 na jádro pro celkem 2 MB / 1 GHz sběrnice Hyper Transport): Model 885 (2,60 GHz), model 880 (2,40 GHz); Model 875 (2,20 GHz); Model 870 (2,00 GHz); Model 865 (1,80 GHz) Procesor Intel® Xeon® 5160 Dual-Core s dvojitým jádrem (3.0 GHz, přední sběrnice 1333 MHz); Procesor Intel® Xeon® 5150 Dual-Core s dvojitým jádrem (2.66 GHz, přední sběrnice 1333 MHz); Procesor Intel® Xeon® 5148 Dual-Core s dvojitým jádrem (2,33 GHz, přední sběrnice 1 333 MHz) s nízkým napětím (LV); Procesor Intel® Xeon® 5140 Dual-Core s dvojitým jádrem (2.33 GHz, přední sběrnice 1333 MHz); Procesor Intel® Xeon® 5130 Dual-Core s dvojitým jádrem (2.00 GHz, přední sběrnice 1333 MHz); Procesor Intel® Xeon® 5120 Dual-Core s dvojitým jádrem (1.86 GHz, přední sběrnice 1 066 MHz); Procesor Intel® Xeon® 5110 Dual-Core s dvojitým jádrem (1,6 GHz, přední sběrnice 1 066 MHz); Procesor Intel® Xeon® 5063 Dual-Core s dvojitým jádrem (3,2 GHz, přední sběrnice 1 066 MHz) se středním napětím (MV); Procesor Intel® Xeon® 5050 Dual-Core s dvojitým jádrem (3,0 GHz, přední sběrnice 667 MHz) Počet procesorů 2 procesory 1 procesor Mezipaměť Mezipaměť L2 1 MB pro každé jádro Mezipaměť 2x2 MB Level 2 (řada 5000); Mezipaměť 1 x 4 MB Level 2 (řada 5100) Cipová sada Cipové sady AMD Opteron™ 8131 a 8111 Cipová sada Intel® 5000P Typ paměti 2 čestná prokládaná paměť PC3200 DDR SDRAM s frekvencí 400 MHz Paměť typu PC2-5300 FBDIMM (DDR2-667) 677 MHz Maximální paměť Paměť 32 GB (400 MHz); Paměť 64 GB (333 MHz) 32 GB Paměťové sloty 16 slotů pro moduly DIMM 8 slotů pro moduly DIMM Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 102 5. Mainframe - sálový počítač Je to výkonný počítač, ke kterému se uživatelé připojují pomocí terminálů. Tento počítač vypadá jako skříň, umísťuje se do klimatizovaných místností a přístup k němu mají pouze specialisté. To má výhodu v tom, že na něm jsou data uspořádána podle vhodného systému a ne jako na PC chaoticky. Používají se zde speciální OS, ale i Linux, minimálně Windows. V dnešní době se mohou zaměňovat s výkonnými servery, resp. se označují jako Mainframe servery. Zájemci o tuto problematiku najdou bližší informace např. na stránkách IBM. Na http://www.zive.ez/h/Info/Ar.asp?ARI=126837&CAI=2133 byla uveřejněna recenze mainframe IBM System z9. System z9 je výsledkem tříletého vývojového úsilí IBM v hodnotě 1,2 miliardy dolarů, jehož se účastnilo 5 000 inženýrů, vývojářů softwaru, technologických specialistů a odborníků na zabezpečení z celého světa. Jejich cílem bylo navrhnout maximálně otevřený, spolehlivý a bezpečný počítačový systém, který kdy byl pro podniky vytvořen. Obrázek 110 - IBM eServer zSeries 890 Mainframe pro středně velký podnik Na http://www-5.ibm.com/cz/eserver/zseries/index.html jsou charakterizovány Mainframe servery zSeries jako maximálně výkonné, vysoce spolehlivé a škálovatelné servery jejichž vyvážená konstrukce umožňuje optimální využití systémových zdrojů v dynamickém prostředí elektronického obchodování.Servery řady zSeries jsou schopny vzájemně sdílet vstupně/výstupní jednotky, které mají díky vysokému počtu komunikačních portů s různým rozhraním velmi vysokou propustnost. Umožňují provozovat různá prostředí (produkční, vývojové, testovací apod.) v reálném čase. 6. terminál Je to zvláštní "počítač", který jen zprostředkovává požadavky na server nebo mainframe a přijímá zpracované úkoly. Proto nemusí být moc výkonný, používá různé OS od Windows CE až po Linux, OS může být uložen v ROM paměti. Nemá pevný disk, často ani disketovou jednotku a umožňuje vytvářet bezpečné sítě ze kterých je obtížné zcizit data, porušit jejich funkci neboje zavirovat. Často se setkáte i s označením „tenký klient". V poslední době se objevují terminály založené na technologii UTMA (Ultra Thin Multi Access). Tyto terminály neobsahují ani procesor, proto nemusí být vybaveny ani ventilátory, chladiči apod. Na http://www.wifi-obchod.cz/ovladace/322 LI 10popisl.pdf najdete popis PC terminálu Offi-ceStation LI 10. Unikátní řešení nemá vlastní procesor, ale vše zastává speciální čip - jedná se o jakousi hardwarovou grafickou kartu připojovanou přes síť LAN (krom toho také klávesnice, myš a 16 bitový audio výstup). Celé zařízení má velmi malou spotřebu do 5W, nevyžaduje chlazení, nemá žádný větrák, je bezhlučné a nemá žádné pohyblivé díly. Součástí dodávky je instalační CD s nezbytným programem zpřístupňujícím OfficeStation terminálové služby pod Windows. Ke své činnosti nevyžaduje licence ani provoz Microsoft terminálových služeb. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 103 Obrázek 111 - PC Terminál OfficeStation LI 10 Připojení k PC lze realizovat libovolným způsobem pro přenos LAN Ethernet TCP/IP rámců. Každý LI 10 klient má přiřazenu vlastní adresu IP. Ta může být zadána při konfiguraci nebo získána ze serveru DHCP. Po zadání brány pro připojení k hostitelskému PC lze spojení realizovat i přes směrovače a využívat LI 10 pro vzdálené připojení přes internet nebo bezdrátovou síť WLAN/WiFi. TetminaUJsef #2 Obrázek 112 - připojení PC terminálů k serveru UTMA (Ultra Thin Multi Access) značí velmi tenkou systémovou vrstvu pro vícenásobný přístup k výpočetním prostředkům. Ve spojení s terminálovým přístupem s používá běžně termín Tenký klient. Společnost NComputing - výrobce LI 10, zavedla termín Ultra Tenký klient naznačující, že řešení softwaru je omezeno na nezbytnou minimální vrstvu, zbytek je místo toho řešen speciálně navrženým čipem. Termín Ultra Tenký tak má i další dimenze významu ve smyslu velmi nízkých finanční nákladů, prostorových i energetických. UTMA technologie zavedená společností NComputing poskytuje terminálovým stanicím řadu konkurenčních výhod: • nepotřebuje výkonný chlazený CPU • nemá hard disk • nemá CD-ROM, ani disketovou jednotku • nepotřebuje velkou paměť RAM Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 104 Obrázek 114 - serverový software pro práci s jednotlivými terminály 7. superpočítač V některých případech je i výkon mainframe nedostačující. Například při simulacích předpovědí počasí. Zatím co mainframe jsou běžné sériové výrobky, superpočítače jsou stavěné na zakázku a jejich hlavním hodnotícím kritériem je výpočetní výkon. Jejich dalším charakteristickým znakem je i závratná cena. Nacházejí využití ve vojenství a především ve vesmírném výzkumu. Jejich typickým představitelem je Cray-1. Na stránkách internetové encyklopedie Wikipedia http://cs.wikipedia.org/wiki/Superpo%C4%8D%C3%ADta%C4%8D je superpočítač charakterizován následovně: „Superpočítač je obecné označení pro velice výkonný počítač. Aby mohl být nějaký počítač označen za superpočítač, měl by mít alespoň řadově vyšší výpočetní výkon než běžné počítače. Přesná definice však neexistuje. Superpočítače se používají pro složité výpočetní úlohy, např. výzkum genomu, fyzikální modelování (např. modelování jaderných výbuchů, předpovídání počasí), kryptoanalýzu apod. Pro některé úlohy se vytvářejí specializované superpočítače zaměřené na řešení té konkrétní úlohy, např. počítač Deep Blue pro hraní šachů. Běžným dnešním způsobem návrhu superpočítačů je propojení velkého množství běžných počítačových procesorů prostřednictvím speciální vysokorychlostní počítačové sítě, tzv. cluster. Tento způsob používá např. firma Google pro katalogizaci stránek z celého internetu. Mnoho běž- Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 105 ných počítačů se výkonností blíží silnému superpočítači, přičemž toho řešení je nesrovnatelně levnější. Mezi superpočítače lze zařadit i spojení velkého množství běžných osobních počítačů pomocí internetu. To je výhodné u výpočtů které lze snadno paralelizovat a nevyžadují rychlou komunikaci mezi jednotlivými uzly. Jedním z nejznámějších projektů tohoto druhu je SETI@Home, který se zabývá analýzou signálů z radioteleskopu. Dosahuje výkonu přibližně 240 teraflops (bilionů operací za sekundu). Tento způsob využívání volného procesorového času počítačů po celém světe pomocí internetu se nazývá grinding." Obrázek 115 - superpočítač Columbia 0 Science World - Superpočítač v Komoranech - Windows Internet Explorer f^~|[□)[><] \f\'\ ' |@ http;//www, sdenceworld v 11■*+11 X | [Ü File Edit View Favorites Tools Help - S - \i£ Page - Tgds * IT - Superpočítač Altix 350 - Windows Internet Explorer O Rubriky Online • Počítače 9 Matem atika • Fyzika ■ Chemie n Biologie Q Medicína • Byznys ■ Geo... • Astronomie 9 Historie 9 Lingvistika • Psychologie ** Mytologie • Knihy ■ Dopisy 8 Perličky • Linky • Vědci ** Tiskové zprávy lit View Favorites Tools Help Jerry Yang a Yahoo! Kdyžv roce 1994 zsčalJerry Yang Superpočítač v Komoranech 25.-1-l.2003 Výkonný superpočítač pracuje od počátku letošního listopadu v Česk hydro meteorologickém ústavu v pražských Komoranech. NEC SX-6 z vystřídá stroj SX-4, který meteorologům sloužil již 5 let. Počítač za zhruba 50 milionů Kč bude sloužit především potřebám provozu a dalšího vývoje modelu Aladin a Aladin-2 až do roku 2008. \ roce 2005 se přitom předpokládá jeho upgrade (pravděpodobně zdvojnásobení kapacity). Firma NEC se stala dodavatelem nového systému na základe výsledků výberového řízení Data pro model Aladin sdílí podle Filipa Váni z oddělení numerických předpovědí počasí CHMU celkem 17zemí. Komoranský NEC SX-G je přímo napojen na meteorologické centrum ve francouzském Toulouse která posílá do CR data o stavu počasí na celém světě Čeští meteorologové potom tyto informace používají k modelování předpově pro území našeho státu. Podrobnosti o projektu Aladin jsme přinesli I Science Worldu asi před rokem v článku Rychlejší než hurykán [http://viAfm.scienceworldxz/sw.nsťlD/C1256CB8004036B3C1256C8 Podle Martina Janouška (rovněž oddělení numerických předpovědí počasí CHMU) bude superpočítač kromě práce na modelu Aladin vša využíván i pro jiné úkoly české vědy a výzkumu, především pro region klimatické modelování. Co se týče technických parametrů nového superpočítače: Jedná se c střední model řady SX-6. vybavený čtyřmi vektorovými procesory o výkonu až 8 Gflops(8 miliard operací: plovoucí řádové čárce za sekundu): maximální teoretický výkon dosahuje 32 GFIops. reálný vý se bude pohybovat okolo 12 Gflos (reálný udržovaný výkon SMP počítačů se skalárními procesory je okolo 10 % maximálního, na ^^-■„h r^fl ™™„„ - | v Internet ^ iorj% jj http://www,VEdit,cz/hori vj 41 \ | X | [l 1VSCHF... X T Page - Tools ' VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKOTECHNOLOGICKÁ V PRAZE Superpočítač Altix 350 Pro potřeby náročných paralelních výpočtu je pracovníkům VŠCHT Praha k dispozici server Altix 350 od firmy SGI. Systém je v současné konfiguraci osazen 23 procesory Intel Itanium2 1,5 GHz a 120 GB RAM (maximální možná konfigurace je 32 CPU a 334 GB RAM). Softwarové vybavení Jako operační systém je použit Linux SLES9 s SGI ProPack 4. Softwarové vybavení pro vedecké využití se v současné době pořizuje a návrhy na zakoupení celosystémových licencí je možné podávat prostřednictvím fakultních zástupců: ^ Internet Q 100% Obrázek 116 - příklady superpočítačů v České republice Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 106 1.2.7 Rozdělení podle vzhledu Rozdělení podle vzhledu. Jak jste již viděli, je škála konstrukcí a vzhledů počítačů velmi různorodá. Rozdělení podle vzhledu je proto v podstatě laické a týká se více méně domácích počítačů. Vychází z klasifikace počítačových skříní (Case). Počítačová skříň je nej větší součást počítače (myšleno rozměrově). Upevňují se do ní všechny interní součásti počítače: základní deska, procesor, paměť RAM, pevný disk, všechny interní mechaniky a zdroj. Ve skříni jsou také ventilátory pro lepší chlazení. Většina skříní je ze železných slitin, kvůli odvádění tepla. Existuje několik typů skříní, které se většinou liší tvarem a velikostí: Desktop - skříň, které je orientována horizontálně (na ležato) . Slim - užší typ desktopu - využíval se většinou pro stanice v síti. Minitower - skříň orientovaná vertikálně (na výšku), nejčastěji používaný case. Miditower - o něco vyšší než minitower - určená pro výkonnější PC. Bigtower - vysoký tower, určený pro servery (řídící počítače v síti). Blíže se s počítačovými skříněmi seznámíte v samostatné kapitole. Pro přehled zde uvedeme pouze rozdělení podle http://www.datart.cz/popup/ vysvetlivky-atributy-t-typ skrine.html. DATART I Typ skříně Windows Internet ExpLo Pusa ,v.datart.ciyDODUD/ vvsvetiivkv-atributv-t-tvrj skrine.html v| I ** 11 X I I Live Search ](ZB File Edit View Favorites Tools Help ^ & loo I T|[G| velikost skříně poät... I S^http://ct.upce.cz/m... | HdATART | Typ sk... X [ZS Začíname s PC Ě3 " # T ^ Page - Typ skříně Popisuje typ skříně (obalu jednotlivých píč :ačc ;•' th účasti) ve které je p;č .ntz k íeítava ornísténa Micro, mini, midi, big, tower Tower [véž} klasický počítačový "o-bal", který je drtivé najpoužívanejším. Označení rnicro, mini, rnkJi či big, označuje koncovoo velikost skříně, tedy výšku. Šířka zůstává neměnná a je víceméně standardizována. Velikost (mini rnkJi apod.} určuje výsku, a tím víceméně počet CD mechanik, disketových (zip) mechanik a případné i počet pevných disků, které je možno do takovéto skříně umístit. V případě volby těchto skříní mate vždy jistotu že s nad n c a za standardní ceny seženete veškeré potřebné komponenty pro jejich údržbu či rozšírení. Desktop Je skříň obsahující klasické počítačové komponenty (rozměrové}, uzpůsobená pro orientaci naležato na pracovním stole, přičemž na tuto skrín se často staví monitory. Dnes se od této koncepce ustupuje, neboť vnitrní rozležení jednotlivých součásti není ideální. Mini itx Skrín malých rozměrů, orientovaná převážné naležato jaro desktop, avšak její rozměry vyžadují použití nestandardních komponent jako například základově desky CD mechanik, či napájecích zdrojů. Vhodná především pro extravagantní PC, případně pro nestandardní zástavby, například do automobilů. Cube (kostka) Stále populárnější druh počítača vých skříní, které se poměrem svých stran velmi blíží kostce. Používají se pro multimediální počítače, určené například do obývacích pokojů. Barebone "Kostkovitá" skrííi počítače, avšak určená vyložené pro multimediální takzvané barebone systémy. Ty jsou přímo určeny na přehrávaní médií (DVD, hudba} a v obývacích pokojích nahrazují klasická rádia, či DVD přehrávače. Tyto systémy tak často umožňují například přehrávání CD bez nutnosti zapnout počítač, a skříně jako takové obsahují displeje pro zobrazovaní údajů od přehrávače, nebo tlačítka pro ovládáníprehrávání. Slimline Skříně věžovité orientace, avšak s menší šířkou. Obrázek 117 - rozdělení skříní počítačů Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 107 1.2.8 Rozdělení podle technologie Rozdělení podle technologie. Počítače dělíme podle technologie zpracování úloh na: • analogové • číslicové • hybridní analogové - Pracují se spojitě měnícími se signály (veličinami) např. proud a napětí, číslicové - Počítače vyjadřují veličiny reprezentované číslicemi pomocí úrovní signálů, hybridní - Spojují v sobě číslicové i analogové části počítače. Analogové počítače. Pro svoji činnost využívají modelování na základě matematických podobností. Dělí se podle různých hledisek. Nej rozšířenější jsou elektronické kde hlavní funkce vykonávají tzv. operační jednotky. K jeho základním jednotkám patří tzv. pasivní jednotky (sčítací odpory, kondenzátory, derivační a integrační články). K aktivním částem patří operační zesilovače. Spojením aktivních a pasivních částí můžeme modelovat určitý děj. Podle funkce se dále dělí např. analogový počítač na matematické stroje, simulátory, trenažéry (pro výcvik pilotů letadel, lodí). Analogové počítače se neustále zdokonalují a slouží v technické praxi. Rozdíl mezi počítačem digitálním a analogovým: První fáze řešení je u obou typů stejná. Vytvoří se matematický model vyjádřený obvykle rovnicemi. Počítač: Pracuje s: Způsob řešení rovnic na počítači: Digitální (čís-licový) čísly numerické řešení Analogový fyzikálními veličinami vytvoří se fyzikální systém popsaný právě těmito rovnicemi, proces se nechá probíhat a průběh se změří nebo vykreslí Hybridní Kombinace analogového a digitálního počítače Nej častější druh analogového počítače býval diferenciální analyzátor. Využíval se pro řešení obyčejných diferenciálních rovnic. U tohoto typu se modeluje pomocí elektrického napětí. Nezávislou proměnnou je čas. Základní prvky diferenciálního analyzátoru: • Sčítačka (sumátor). Na vystupuje součet vstupů (obvykle s opačným znaménkem, tj. funguje současně jako invertor). • Integrátor: na vystupuje integrál vstupu podle času (sčítací integrátor: integrál součtu vstupů), rovněž s opačným znaménkem • Nelineární prvky (násobička, omezovač, kvadrátor, generátor funkcí aj.) Využití analogových počítačů je hlavně v oblasti řízení, například v trenažérech, simulátorech apod. Dělení analogových počítačů je možné například podle operačních možností: • Jednoúčelové analogové počítače, které jsou určeny pro řešení konkrétní jedné úlohy nebo skupiny úloh. Takový počítač má pouze ty operační jednotky, které jsou k tomu potřeba a j sou trvale funkčně propojeny. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 108 • Univerzální analogové počítače, pomocí kterých lze řešit široký okruh úloh. Tyto počítače obsahují různé typy operačních jednotek, propojovací pole, které slouží k propojení jednotlivých operačních jednotek podle typu řešené úlohy na základě programového schématu. V této skupině jsou nejčastější tzv. diferenciální analyzátory, které jsou určeny k řešení diferenciálních rovnic. Další možné rozdělení je například podle funkce: • matematické stroje, • simulátory - např. pro testování nějakého drahého zařízení, jehož chování se dá popsat pomocí diferenciálních rovnic, • trenažéry - pro výcvik operátorů různých zařízení, jehož dynamické vlastnosti jsou popsány diferenciálními rovnicemi, • řídicí systémy.- analogový počítač řídí nějaký technologický proces, např. podle odběru řídí rychlost a intenzitu nějakého výrobního procesu. Jiné specializované analogové počítače: • Modely potenciálového pole (vodivý papír, pružná blána) . • Modely elektrorozvodné sítě. • Letové a automobilní simulátory. Obrázek 118 - analogový počítač Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 109 Příklady dalších typů analogových počítačů: • DNA počítač. • Molekulární počítač . • Kvantový počítač . Číslicové počítače. Tyto počítače pracují se dvěma stavy 0 a 1. Od roku 1952 dominuje ve výpočetní technice Van Neumanova architektura, která se vyznačuje minimálními hardwarovými nároky a částečně i velmi jednoduchými softwarovými strukturami. Z těchto důvodů představuje tato architektura páteř dnešní výpočetní techniky. O tomto typu počítačů pojednávají ostatní kapitoly tohoto učebního textu. Hybridní počítače. Jsou kombinací analogové a digitální techniky. V této kategorii se můžeme setkat i s jinými principy spojení číslicové a analogové technologie: • Numerické diferenciální analyzátory • Simulační jazyky pro číslicové počítače založené na modelování analogového počítače (např. CSMP). Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 110 KORESPONDENČNÍ ÚKOL 3 Najděte na Internetu stránky zabývající se operačním systémem Windows CE. Srovnejte tento OS s operačním systémem Windows XP. Napište, pro jaká zařízení je který operační systémy určený. Porovnejte hardware, pro jaký jsou oba operační systémy určené. Otázka pro korespondenční úkol: Srovnejte zařízení s operačním systémem Windows CE a Windows XP, zaměřte se na rychlost procesorů a velikost pamětí. Korespondenční úkol odešlete do termínu druhého tutoriálu. ČÁST PRO ZÁJEMCE 8 Podklady jsou čerpány z http://www.fi.muni.cz/usr/ikucera/pvl09/xfical AP.html. zájemci si na těchto stránkách mohou danou problematiku dále prostudovat. Analogový počítač je založen na podobnosti různých systémů, tj. jejich analogii, která spočívá ve shodném matematickém vyjádření těchto systémů. Například kmity, které existují v různých fyzikálních soustavách (mechanické, elektrické, hydraulické...) jsou kmity odlišné, ale jedno mají společné, jsou popsány shodnou diferenciální rovnicí. Díky této skutečnosti vznikla myšlenka zkoumání vlastností jedné soustavy pomocí jiné tak, aby to bylo pohodlnější a rychlejší. Podmínkou je, aby se obě soustavy chovaly podle stejného matematického zákona. Nejvýhod-nější je použití elektrické analogové soustavy, kde jsou fyzikální nebo matematické proměnné veličiny vyjádřeny pomocí elektrického napětí. Zásadní problém je provedení příslušné matematické operace. Sčítání stejnosměrných napětí se provádí obvykle operačním zesilovačem nebo pasivní odporovou sítí, násobit dvě veličiny, z nichž jedna je vyjádřena mechanickou hodnotou, druhá stejnosměrným el. napětím lze pomocí potenciometru. Větší rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým napětím je při integrování a derivování. Fyzikální veličinu, která je vyjádřena pomocí stejnosměrného napětí lze integrovat nebo derivovat pomocí integračního nebo derivačního operačního zesilovače. Při použití střídavého napětí je problém v tom, že musíme integrovat (derivovat) ne modulované napětí, ale původní signál. Operační jednotky jsou tvořeny následujícími prvky. Potenciometry. Převádějí mechanický pohyb na změnu elektrického odporu. Používají se k násobení konstantou, k nastavení koeficientů, k převodu fyzikálních veličin na elektrické. Lineární operační jednotky. Základním prvkem je stejnosměrný operační zesilovač. Aby se dosáhlo co nejvyšší přesnosti, musí přenášet celé pásmo kmitočtů, které jsou obsaženy ve vstupním signálu (včetně kmitočtů nulových) se stejným zesílením. Zesilovač musí mít co největší zesílení, aby chyba, která vznikne konečným zesílením byla malá. Kvůli propojování jednotlivých operačních zesilovačů při realizaci počítací sítě musí mít velký vstupní a malý výstupní odpor a nesmí měnit svoje parametry během provozu. • Invertor - do vstupu operačního zesilovače zapojíme pouze jeden odpor Rl a do zpětné Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 111 vazby rovněž jeden odpor RO. Invertor násobí konstantou a obrací znaménko vstupního napětí. R, u,(L}_ R1 -O u,ft) u,(t> ů- U:íl) Obrázek 119 - Schéma zapojení investoru a schematická značka Sumátor - Do vstupu zapojíme n odporů a do zpětné vazby rovněž odpor RO. Sumátor násobí vstupy konstantami, provede jejich sečtení a obrátí znaménko. R, y.(t) R. Ů- u.íL) -a u,{tí o- Obrázek 120 - Schéma zapojení synátoru a schematická značka Integrátor - lineární operační jednotka, která má jeden vstup. Vstupní impedance je tvořena odporem Rl a zpětnovazební impedance kondenzátorem CO. Integrátor násobí vstup konstantou a tuto veličinu integruje, přičemž obrací znaménko. Jestliže v čase t=0 bylo na zpětnovazebním kondenzátoru nenulové napět í, pak to znamená počáteční podmínku. Ve schématu se značí pouze je-li nenulová. u,(L:) -O u,[t} Obrázek 121 - Schéma zapojení integrátoru a schematická značka • Derivator - rovněž lineární operační jednotka s jedním vstupem, kde vstupní impedance je tvořena kondenzátorem Cla zpětnovazební impedance je tvořena odporem RO. Derivator násobí vstupní napětí konstantou, derivuje a obrací znaménko. R, u,[t) c. -O -a U,(t> U:)■■ ir- i Tine 16:18:20 Tnr- is 24 1 mu 1 n n,' 1 '■lij t .-i Date liar 14 2883 Hour: ■ - 23 Current Lanyuatjc i: Hi l l&li Minute: 88 - 50 ► Primary IDE Master Second: 88 - 59 ► Primary IDE Slaue ► ".ci.'jnJorg IDE fleeter ( 1 IM'iM - M II 36, ► Secondary IDE Slave 1:3KT1 « 13:3rJ:8«) ► Third IDE Master Not Installed ► Third IDE Slaw: Not Installed ► Fourth IDE Raster Not Installed ► Fourth IDE Slaue Not Installed F loppy Dr i «c A 1.« m Hi Floppy Drive H Not Installed 11 II 11' tl:Sclcct Hen • y ),mi.| .i.i ii i F9:Sctup Defaults i- i i' ■■!■'.' mi n - in Enter:Select ►Sub-řtenu I'lrJrSaue i Exit Obrázek 207 - obrazovka Standardního nastavení System Time a System Date skrývá možnosti změny času a aktuálního data. Parametry IDE zařízení je možno nastavovat ručně nebo nechat BIOS aby sám rozhodl o jejich náležitostech (nabídka AUTO). Nepoužívaná zařízení můžete vypnout (NONE, Not Installed nebo DISABLED). V některých verzích BIOSu je položka Halt On. Umožňuje nastavení přerušení boot procedury při zjištěné chybě jakou je například nepřítomnost disketové mechaniky (či její špatné zapojení) nebo klávesnice (v tomto případě je zobrazeno "Keyboard not prezent). Je vhodné tuto volbu vypnout pokud používáte USB klávesnici nebo mechaniku. Virus Protection se dříve vyskytovalo poměrně hojně a mělo bránit počítač před tzv. boot viry, které napadaly MBR (Master Boot Record) oblasti pevného disku. BIOS tak zabrzdil start systému pokud vyvolaný proces chtěl provést zápis do tohoto prostoru a na tuto skutečnost upozorňoval. Při instalaci operačního systému nebo užívání oddílového správce je nutné mít Virus Protection nastavený na Disabled. Advanced CMOS Features (Advanced BIOS Setup) V tomto okně nastavujeme základní vlastnosti týkající se bootování systému, úvodního testu či základního nastavení některých zařízení. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 175 ArtlBlOS NEJ SETUP UTILIT* - VERSION 3.31« ridwdiiced BIOS Features Quick Boot ► Boot Device Select ... Full Scr-cca LOGO Shou S.N.ft.R.I. for Hard Disks Mm ni i Niw-Lonk F11'. 111 i 111 i vc Swap Floppy Drive Seek P«ssunrd Ckcek 3avc luticiI It if tu HDD Boot To OS/2 Hyper Threading Function tirS RevlslUII iilli ftCPI SCI IRQ CPU LI 8 L2 Cache Systew BIOS Cacheable CeB8.32k Shadow ri:Help U:Srler.t Mm Esc:Previous Menu [ Setup Help 1 Disabled Disabled (In Disabled Disabled Setup No No Enabled 1.1 Disabled Enabled Disabled Cached ! .nu I- '.ill r - Enter :5clect ►Sub Henu r«J:Setiip Defaults ri8:Sovc I Exit Obrázek 208 - rozšířené CMOS nastavení Quick Boot zrychlí průběh procesu startu počítače vynecháním části úvodních testů. Pokud je počítač složen z nových a kvalitních komponent, nastavte hodnotu na Enabled. Boot Device Select umožňuje nastavit pořadí bootovacích zařízení. Možností odkud "bootovat" je celá řada - pevné disky (IDE, USB, SCSI), floppy disky (3,5". ZIP), mechaniky CD, DVD a jiné. Obvyklá a nej častější zařízení je l. IDE-0, 2. Floppy, 3. CD/DVD. Full Screen Logo může zamaskovat průběh úvodního testu. Je lepší nastavit na hodnotu Disa-bled. S.M.A.R.T. for HardDisks je monitorovací systém pevného disku (Self Monitoring & Analysis Report Technology), který umožňuje predikci chyby a záchranu dat. Zapnutý SMART trochu zatěžuje cache paměť v pevném disku a tím i zpomaluje jeho práci. Pokud máte kvalitní HDD s velkou cache pamětí můžete SMART zapnout. BootUp Num-Lock aktivuje při možnosti On numerický blok klávesnice. Floppy Drive Seek hledá při každém startu 3,5" mechaniku. Floppy Drive Swap přehodí logické označení mechanik A: a B:. BIOS umí provést bootovat pouze z jednotky A:. Password Check (Security Setup) aktivuje ochranu počítače heslem. Můžete nastavit SETUP, pouze pro heslo do vstupu do SETUPu nebo Always pro každý start počítače. Gate A20 Option určuje adresování přístupu k paměti nad IMB. Operační systémy kromě reálného režimu (práce s pamětí pod IMB) užívají i tzv. Protected mode, chráněný režim (pro práci s pamětí nad IMB) a správa tohoto managementu by měla plně spočívat adresováním čipsetu základní desky. Nastavte proto vždy možnost Fast. Boot to OS/2 >64MB je položka určena pro uživatele operačního systému IBM OS2. Save Current ROM to Harddisk vytvoří kopii nastavení na pevný disk pro rýchlej ší boot. VideoBIOS Shadow a všechny podobné Shadow položky rozhodně vypněte používáte-li moderní grafickou kartu a systém Windows. Když ještě neměli před lety grafické karty takovou vý- Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 176 konnost kopírovaly svůj BIOS (VideoBIOS) při startu do operační systémové paměti RAM a dále ho používaly odtamtud. Dnes jsou paměti na grafických kartách natolik kvalitní, že toto již není třeba. Hyper-Threading Options zapne podporu technologie Hyper-Threading. Je nutné mít procesor a základní desku s čipovou sadou podporující tuto technologii. MPS Revision (Multi-Processor Specification ) je určena pro víceprocesorové systémy a serve-rové stanice. Pro víceprocesorovou sestavu a operační systém Windows2000/NT/XP/2003Server nastavte nejvyšší revizi. System BIOS Cacheable je podobná funkce jako VideoBIOS Shadow. BIOS se nahraje do cache paměti. Používáte-li Windows nechte tuto možnost vypnutou. C000, 32k Shadow je obdoba Systém Bios Cacheable pro přídavné karty. Rovněž doporučuji Disabled. U některých verzí Biosu mohou být i další nastavení. Try Other Boot Devices při nastavení na Yes se pokusí vyhledat bootovací záznam i na jiných zařízeních. Nechte povoleno. CPU Internal Cache (CPU Levell Cache) povoluje nebo zakazuje operace s cache pamětí první úrovně (primární) umístěnou v procesoru. Pokud máte v BIOSu tuto položku, vždy ji mějte zapnutou neboť má zásadní význam pro aritmetický výkon procesoru. CPU External Cache (CPU Level2 Cache) by měla být stejně jako primární cache vždy zapnutá. Typematic Rate Settings určuje prodlevu mezi začátkem opakováním znaku při podržení jeho klávesy na klávesnici. Typematic Rate (Char/s) nastavuje rychlost opakování znaku při stisku tlačítka na klávesnici. Typematic Rate Delay je prodleva mezi začátkem opakování znaku při podržení jeho klávesy (msec). Pro všechny položky platí pravidlo, že ne vše musí být nutně obsaženo ve vašem BIOSu, resp. ne pod těmito názvy. Rovněž může být položka popisovaná v Advanced CMOS Setup přesunutá třeba do Chipset Features Setup, apod. V dalších oknech jsou např. nastavení týkající se PCI sběrnicí, nastavení integrovaných zařízení (modem, síťová karta, zvuková karta, grafická karta), USB apod. Samostatné okno bývá pro nastavení parametrů systémové sběrnice a procesoru. DALŠÍ ZDROJE [qj| Další informace o Biosu můžete najít např. na: http://www.pctuning.cz/index.php?option=com content&task=view&id=4182&Itemid=37&limi t=l&limitstart=Q http://moradocomputers.wz.cz/bios.htm http://bios.a4.cz/ http://www.lpcrevue.cz/se0106.htm http://www.vvvial.cz/uzitek/biosy.php http://www.esphere.cz/kostka/Hardware/bios.htm Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 177 KORESPONDENČNÍ ÚKOL 8 Najděte na vašem počítači klávesu pro spuštění Setupu Biosu. Prohlédněte si okna programu Bios, zjistěte verzi vašeho Biosu a typ Vašeho procesoru. Tyto údaje zašlete tutorovi do druhého tutoriálu. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 178 2.1.2 Autonomní test systému (POST) Provádí se jako následující krok po startu počítače. Tento test ověřuje provozuschopnost celého systému. Nejdřív se kontroluje mikroprocesor, dále ROM Biosu, následuje kontrola prvních 64 kB paměti (tu pak používá jako pracovní oblast), kontroluje funkci systémového řadiče, řadiče paměti a řadiče I/O obvodů. Pokračuje se kontrolou ostatních periferních obvodů na základní desce a desky grafického adaptéru. Po dobu těchto testů neprovádí žádné hlášení. Pokud se vyskytne chyba je o ní uživatel informování pípnutím interního reproduktoru. Následuje zobrazení hlášení o verzi Biosu a autorských právech. Test dále testuje a zjišťuje velikost paměti, výsledek testu vypíše. Testují se jednotlivé periférie připojené k počítači v tomto pořadí: Klávesnice, sériové porty, paralelní porty, řadič FD a HD. Pokud odhalí chybu při těchto testech zobrazí odpovídající hlášení. Chybová hlášení BIOS Při práci s počítačem se vám někdy může stát, že při jeho zapnutí se vám na obrazovce nic neobjeví ale počítač několikrát (nebo jen jednou) zapípá. Odborně se tomuto pípnutí říká POST kód (Power On Self Test Beep code). Význam jednotlivých pípnutí je u různých výrobců BIOSů jiný. Obecně ale platí, že vždy se jedná o hardwarový problém, nikoliv o problém softwarový. V následujících tabulkách je souhrn akustické signalizace chyb u Biosů nej rozšířenějších výrobců: • AMI BIOS • Award Phoenix BIOS • IMB BIOS • Phoenix BIOS Tabulky jsou převzaty z: http://www.vyvial.ez/uzitek/biosy.php#odkazl AMI BIOS Počet a délka pípnutí Popis chyby lx krátce chyba refreše DRAM 2x krátce chyba obvodů detekce parity 3x krátce chyba základních 64 kB RAM 4x krátce chyba systémového časovače 5x krátce chyba procesoru 6x krátce chyba řadiče klávesnice / chyba A20 Gate 7x krátce chyba Virtual Mode Exception 8x krátce chyba Display Memory 9x krátce špatný kontrolní součet ROM BIOS lOx krátce chyba čtení/zápisu do CMOS lx dlouze testování - test prošel bez chyby lx dlouze, 2x krátce chyba videokarty lx dlouze, 3x krátce chyba základní vnitřní paměti lx dlouze, 8x krátce chyba zpětného testu video módu IAward Phoenix BIOS Počet a délka pípnutí Popis chyby lx krátce testování - test prošel bez chyby 2x krátce detekce nekritické chyby lx dlouze, 2x krátce chyba videokarty lx dlouze, 3x krátce chyba klávesnice (vyskytující se pouze u procesorů 286, 386 a 486) Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 179 IBM BIOS 1 Počet a délka pípnutí Popis chyby lx krátce testování - test prošel bez chyby lx krátce (černá obrazovka) chyba monitoru (hláška CHECK CABLE) lx krátce (systém zastaven) chyba disketové jednotky 2x krátce konfigurační chyba (objeví se na obrazovce) krátce a opakovaně chyba napájení nebo chyba základní desky nepřetržitě chyba napájení nebo chyba základní desky / může být odpojena klávesnice lx krátce, lx dlouze chyba základní desky lx krátce, 2x dlouze chyba videokarty (Mono/CGA) (hláška CHECK CABLE) lx krátce, 3x dlouze chyba videokarty (EGA) (hláška CHECK CABLE) 3x dlouze chyba klávesnice Phoenix BIOS 1 Počet a délka pípnutí Popis chyby 1-1-3 chyba čtení/zápisu do CMOS 1-1-4 špatný kontrolní součet ROM BIOS 1-2-1 chyba systémového časovače 1-2-2 chyba DMA (Direct Memory Access) 1-2-3 Achyba stránkování DMA 1-3-1 chyba refreše DRAM 1-3-3 chyba prvních 64K RAM - vadný čip nebo spoje 1-3-4 chyba prvních 64K RAM - sudá/lichá parita 1-4-1 chyba prvních 64K RAM - adresová sběrnice 1-4-2 chyba prvních 64K RAM - parita 1-4-3 charakteristika řízení časovače (pouze EISA) 1-4-4 chyba Software NMI portu (pouze EISA) 2-?-? série pípnutí počínající 2 pípnutími indikuje vadu čipu prvních 64K RAM nebo spoje 3-1-1 chyba Master DMA registru 3-1-2 chyba Slavě DMA register 3-1-3 chyba registru Master interrupt mask 3-1-4 chyba registru Slavě interrupt mask 3-2-4 chyba řadiče klávesnice 3-3-4 chyba Display Memory 3-4-1 chyba inicializace videokarty 3-4-2 chyba Screen retrace 4-2-1 chyba při testu časovače 4-2-2 chyba testu vypnutí 4-2-3 chyba A20 Gate 4-2-4 neočekávané přerušení v chráněném režimu 4-3-1 chyba testu paměti nad dolními 64K RAM 4-3-2/3 chyba testu intervalu časovače 4-3-4 chyba RTC 4-4-1 chyba testu sériového portu 4-4-2 chyba testu paralelního portu 4-4-3 chyba testu matematického koprocesoru Chybová hlášení POST testu patří mezi základní diagnostický prostředek v případě, že počítač po zapnutí nenajede Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 180 2.1.3 Informace o Biosu Vzhledem ke skutečnosti, že nastavování parametrů Biosu je poměrně odborná záležitost, existuje mnoho produktů, které mohou poskytnout informace o vašich nastaveních a Biosu . uvedeme si několik takových produktů, zaměřím se na produkty Freeware, Shareware a Trial verze, které jsou zadarmo. Většinu uváděného software najdete na www.slunecnice.cz nebo www.stahuj.cz. BIOS Agent 3.60 Utilita pro zjištění detailních informací o BIOSu počítače. Program dokáže zjistit datum, typ a ID BIOSu, informace o základní desce a procesoru atd. Všechny zjištěné údaje lze vytisknout nebo uložit do TXT souboru. Freeware. eSupport BIOS Agent Version 3.54 x] AWARD SOFTWARE phoenix I 11 UR BIOS- Options Get BIOS Info Help Close BIOS Type: BIOS Date: BIOS ID: OEM Sign-On: Super I/O: Chipset: OS: Phoenix-Award BIOS vS.OOPG 03/04/03 «Support eSUPPORT.COM 03/04/2003-Í845G -S M C1S2-SA63VAWIC-00 S88M Fi 02-B 4 M ar. 04.2003 Unknown Intel 25S0 rev 1 Microsoft Windows XP Version: 5.1.2600 Service Pack 2 rCPU- Type: |lntel Pentium(R) 4 Speed: 2000 Mhz Max Speed: 2400 Mhz More Info rBIOS ROM- In socket: pes Size: 512K -Memory — Installed: Maximum: |1024MB 2048 MB 1) ťliek an1 BIOS Inf*" To S Oeteeti«i Ajent) St±p 2) Click on Sufc-mlt Ětejuesf Ěurtanj nd Foliu* EúSf Instructions. Submit BIOS Update Request Save Report i| Print Report | Obrázek 209 - BIOS Agent WinBIOS 1.2 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 181 Program pro kompletní práci s BlOSem. Obsahuje mnoho užitečných funkcí: ukládání a obnovování nastavení, porovnávání aktuálních a uložených nastavení, mazání, zobrazování informací o BIOSu, odstranění hesla (Award, Ami a Phoenix BIOS), uložení BIOSu na disk, vypínání, restart atd. Freeware. Raw Read Ehoc Rate 54 50 G 0OOOOCC19A39 ©Spin Up Time 96 96 0 000000000000 Start/Stop Cow* 100 100 20 00000000039F •S> Reallocated Sectoi Count 100 100 36 000000000006 © Seek Error Rate 81 60 30 000007158FD5 Power On Hours Count 96 96 0 0WJOOOOO0E83 ©Spin Retry Count 100 100 97 000000000000 Power Cyde Count 100 100 20 0000000003CF Temperature 35 60 0 000000000023 Hardware ECC Recovered 54 50 0 00000CC19A39 Current Pending Sectoi 100 100 0 000000000000 0 Hire Correctable 100 100 0 000000000000 © UltraATA CRC Eric« Rate 200 193 0 000000000010 Write Error Rate 100 253 0 000000000000 TA Increase Count 100 253 0 0QOOOO0OO00O Fitness Performance Coded by Aftedo Mtani Comparetti - 2000-2006 ■ a*tedo@almico com Obrázek 214 - zobrazení SMART informací programem SpeedFan Ve sloupci Value je aktuální hodnota disku, ve sloupci Worst je nejhorší zaznamenaná hodnota a sloupec Warn značí nejnižší bezpečnou hodnotu. Ve sloupci Raw jsou hexadecimální hodnoty (obecně platí, že čím více, tím hůře). Tlačítkem "Perform an in-depth online analysis of this hard disk" se údaje odešlou na server hddstatus.com a vyhodnotí. Zobrazený výsledek může vypadat následovně: Attribute t urrent Raw Overdll Raw Read Error Rate S4 214105696 Normal Spin Up Time 96 0 Normal Start/Stop Count 100 927 Very good Reallocated Sector Count 100 6 Very good Seek Error Rate 81 118866718 Very good Power On Hour* Count 96 3715 Very good Spin Retry Count 100 0 Very good Power Cycle Count 100 975 Very good Hardware ECC Recovered 54 214105696 Normal Current Pending Sector 100 0 Very good Offline Uncorrectable Sector Count 100 0 Very good Ultra DMA CRC Error Rate 200 16 Very good Write Error Rate 100 0 Very good TA Increase Count 100 0 Very good Obrázek 215 - výsledek testu SMART Položky, které S.M.A.R.T. monitoruje (ne všechny disky umí monitorovat vše): • Raw Read Error Rate - počet chyb při čtení, • Spin Up Time - čas potřebný k roztočení ploten, • Start/Stop Count - počet startů plotny, • Reallocated Sector Count - při opakovaném výskytu chyb ve stejném sektoru označí disk jako vadný a data přesune do záložního sektoru, • Seek Error Rate - počet chybných seeků (umístění hlavičky nad špatnou stopu), • Power On Hours Count - počet hodin provozu, Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 186 • Spin Retry Count - počet opětovných pokusů o roztočení ploten, • Power Cycle Count - počet vypnutí a zapnutí pevného disku (oproti položce Start/Stop count se počítá i vypnutí disku při režimu spánku), • Temperature - teplota disku, • Hardware ECC Recovered - počet opravených chyb při čtení, • Current Pending Sector - počet sektorů, jejichž stav se jeví jako podezřelý (po zjištění, že je sektor vadný se hodnota přičte do Reallocater Sector Count a vynuluje se, • Offline Correctable - počet neopravitelných sektorů, • UltraATA CRC Error Count - počet chyb při komunikaci s řadičem (vadný kabel, řa-dič), • Write Error Rate - počet chyb při zápisu, • Disk Shift - ochrana proti otřesům, zajišťuje, aby se hlavička nedotkla točící plotny, • G-Sense Error Rate - počet chyb, způsobené vibracemi nebo nárazem, • GMR Head Amplitudě - vzdálenost hlaviček od plotny, • Load Friction - počet konfliktů čtecích hlaviček a plotny, • Load/Unload Retry Count - počet pokusů o nastavení hlaviček, • Loaded Hours - operační čas čtecích hlaviček disku, • Power-Off Retract Count - počet kolikrát byla čtecí hlavička zaparkována kvůli vibracím nebo nárazu, • Recalibration Retries - počet pokusů o kalibraci, • Soft Read Error Rate - počet chyb při čtení, které nejsou způsobeny vadou hardwaru, • Throughput Performance - celkový výkon disku - pokud hodnota klesá, je vysoká pravděpodobnost problému s diskem, • Torque Amplification Count - počet pokusů o vyrovnání kolísání rychlosti ploten. Více o problémech s pevnými disky se můžete dozvědět např. na: http://forum. zive.cz/viewtopic.php ?t=9958 5. Počítač je hlučný i po odpojení pevného disku. V tomto případě je hledání hlučící komponenty o něco složitější, nicméně si alespoň můžete být jisti tím, že vaše data j sou v relativním bezpečí. Častým problémem je nechtěné zasahování vodičů do lopatek ventilátoru. Odstranění je snadné, upravíme kabely v počítači. Pokud vychází nestandardní zvuk přímo z větráčku, můžete opět použít dříve uvedený program SpeedFan, aby jste se přesvědčili, zda se větráček připojený k základní desce netočí příliš pomalu. Většina komponent, pokud nejsou chlazeny, se samozřejmě přehřívá a v důsledku toho mohou způsobovat pád systému, popřípadě se mohou docela zničit. 6. Problémy vzniklé po přidání nového hardware. Pokud jste do počítače právě přidali nový hardware, například operační paměť, pak je také možné, že zadaná komponenta není správně zasazena do základní desky nebo jste při její instalaci omylem odpojili nějaký kabel či jiný hardware. Vámi instalovaný hardware ovšem může být i nefunkční nebo s vaším počítačem nekompatibilní. Dalším zdrojem problémů mohou být špatně nainstalované ovladače příslušného zařízení. Při odstraňování závady začněte nejprve tím, že vypnete počítač a odpojíte jej od elektrické sítě. Pak se dotkněte něčeho kovového ve vašem okolí, abyste ze svého těla odvedli statickou elektřinu, a otevřete počítačovou skříň. V ní zkontrolujte, zda jsou všechny kabely správně zapojeny. Také se ujistěte, že každá karta sedí pevně ve svém slotu a také že jsou správně a pevně usazeny moduly operační paměti - to uděláte tak, že jemně a po celé délce rozšiřující karty (resp. operační paměti) zatlačíte směrem do slotu základní desky. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 187 Jestliže se vám nezdá, že by se karta při zatlačení rukou hnula a zároveň si nejste vůbec jisti, zda je karta nebo modul operační paměti správně zasazený, pak kartu (popřípadě operační paměť) ze slotu vyndejte úplně a zasuňte ji do slotu znovu. Potom složte počítač dohromady, připojte všechny odpojené kabely a zapněte ho. 6.a. Problémy s operační pamětí. V případě operační paměti může být problém spojený s nekompatibilitou modulů. Pokud paměť rozšiřujete o nový modul, snažte se vybírat shodný modul od stejného výrobce. Operační paměť může být zdrojem problémů i tehdy, jsou-li její moduly zasazeny do slotů na základní desce správně - operační paměť totiž může být vadná. Pro testování operační paměti existuje několik programů, které by měly patřit do základní výbavy. GoldMemory 6.68 Je diagnostický program pro důkladné testování paměťového subsystému na PC-kompatibilních počítačích (architektura x86). Program j e Shareware. Hlavními klady jsou: • přímý přístup k testovanému HW, • nezávislost testování na konkrétní použité paměťové platformě nebo čipsetu, • nezávislost na operačním systému ("GMLoader"), • přehledné a účelné uživatelské rozhraní. Jsou testovány tyto součásti a jejich vzájemná spolupráce: • procesor (CPU), • základní deska + čipsetová sada (chipset), • operační paměť RAM (paměťové moduly) + vyrovnávací paměť (cache L1,L2,L3), • napájecí obvody (napájecí zdroj). GoldMemory u6.52 - PC Memory Diagnostic Tests - (c) 1993,2003 MICHAL TULACEK S/N: BBBBB888-00000BB, 1 license(s) Registered version Ful 1 NainejCoinpanyjBi 11 ing Address,City,State/prouince,Zip/postalCode,Country 0:00:00 &A QUICK Test Mode Memory Size Pass Count 0 Continuous Testing Status *SETUP* Report File Errors 0 BIOS Enabled GM.RPT T: C: M: B: F: Select Testing Mode Disable/Enable Continuous Testing Change Memory Size Detection Method (BIOS,Auto) Disable/Enable Memory Benchmark Disable/Enable File Reporting ESC: Exit Setup D:SGM652>gm652.exe Obrázek 216 - okno programu GoldMemory Memtest86 3.2 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 188 Aplikace pro důkladné testování paměti počítačů postavených na procesorech x86. Program si po spuštění vytvoří spouštěcí disketu a po opětovném spuštění počítače začne testovat operační paměť. Program je Freeware. ED C:\WINNT\sy stem32.cmd.eHe tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt tt tt tt Meintest 86 Installation tt tt This installation creates a bootable floppy disk. tt tt tt tt Meintest is a standalone memory test and must be booted tt tt from a floppy disk. Meintest cannot be executed under tt tt DOS or Uindous. tt tt NOTE:Vou will not be able to read from the floppy after tt tt the test is installed. This is normal. tt tt tt tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt Enter target diskette driue: _ Jöjxj Obrázek 217 - program Memtest86 Tato utilita testuje operační paměť skutečně důkladně a zachytí takové chyby, které kontrola paměti prováděná BlOSem často odhalit nedokáže. 6.b. Problémy konfliktu hardware Odmítne-li spustit se počítač kvůli hardwarovému konfliktu mezi novou komponentou a původním hardwarem, resp. nefunguje-li nově přidaná komponenta, může být tento problém způsoben hardwarovou nekompatibilitou nebo nekompatibilitou s operačním systémem, případně proto, že nová komponenta jednoduše nefunguje. Tento problém nastává nejčastěji u starších počítačů, a to konkrétně při pokusech o upgrade staršího počítače. Prvním krokem identifikace problému je odstranění nově nainstalované komponenty, resp. vrácení původního zařízením. Pokud se počítač se starou komponentou bez problémů spustí, pak je jasné, že problém je v právě instalované nové komponentě. V tomto případě je dobré zjistit další informace u výrobce problémové komponenty, zjistit kompatibilitu a sehnat poslední ovladače. Někdy se stává, že se počítač spouští zdánlivě normálně a uslyšíte i zvuk, který se přehrává v okamžiku načítání grafického rozhraní operačního systému Windows, nicméně vy na svém monitoru žádný obraz nevidíte. Tady je příčinou buď grafická karta, nebo monitor. V tomto případě nejdříve zkontrolujte správné připojení kabelu od počítače k monitoru a také to, zda není poškozena zástrčka kabelu. Je-li v pořádku, připojte monitor k jinému počítači. Bude-li vše fungovat, zkuste připojit k původnímu počítači jiný monitor. Když ani teď na monitoru žádný obraz neuvidíte, znamená to, že je grafická karta buď poškozena, nebo je špatně zasunuta do slotu. V tomto případě vypněte počítač, otevřete počítačovou skříň a ujistěte se, že je grafická karta na svém místě. Pokud vlastníte grafickou kartu integrovanou na základní desce, pak budete muset s největší pravděpodobností vyměnit celou základní desku nebo instalovat novou externí grafickou kartu do přídavného slotu. V případě, že dochází po upgrade zařízení k nestandardnímu chování („kousání" počítače, chy- Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 189 bová hlášení o nekompatibilitě nebo nefunkčnost dříve fungujících komponentů), můžete počítač otestovat některým z programů testujících stav systému a jeho komponentů. Příklad dostupných programů vhodných pro celkovou diagnostiku systému: Dacris Benchmarks 5.0 Šikovný nástroj pro testování, porovnání a optimalizaci výkonu PC a zlepšení stability systému. Diagnostikuje jak parametry hardware, tak i celkovou stabilitu a výkon operačního systému v závislosti na hardware, software je Trial verze. Dacris Benchmarks Q(n)(x) Benchmark Tools Help Ben ch ma rk Testing Test my computer Optimize my computer ^ View test results System Information U Save system information fgfc Print system information Test Results ^ Print test results LrJ Save test results Other test results Other Tasks \y Look for updates Change preferences View help Quick Report m M1 Test Result Baseline Result Processor Speed 2298 DacriMarks 1826 DacriMarks Memory Speed 389 MB/s 533 MB/s Hard Disk Speed 25.2 MB/s 19.9 MB/s CD/DVD Speed - - 2D Video Speed 379MP/5 538 MP/s 3D Video Speed 2.88 MTps 2.21 MTps Internet Speed 183KB/S 1.70 KB/s Printer Speed - Network Speed -- Recent Tests: 2D Video Speed 3D Video Speed Processor Speed System Information Internet Speed System Information Processor: AMD Athlon [tni) Processor 1008 MHz Number of Processors: 1 Processor Supports: MMX Operating system: Microsoft Windows XP (Build 2600) Free Physical Memory: 58 MB Total Physical Memory: 256 MB Total Disk Space: 11.0 GB Free Disk Space: 2.0 GB Video Card: NVIDIA GeForce2 MX/MX -W0 Direcffi Version: 8.1 Bits Per Pixel: 32 Printer: Epson Stylus COLOR 777ESC/P 2 Network Card: Winbond W89C9-TO-Based Ethernet Adapter [Generic) Uses Microsoft Agent technology. Obrázek 218 - Dacris Benchmarks Belarc Advisor 7.2.1.4 Slouží k vytvoření detailního přehledu o počítači, instalovaném software a hardware. Po jednoduché instalaci stačí spustit program a v okně prohlížeče uvidíte kompletní přehled nainstalovaného software i hardware, licencích programů apod. Program je Freeware pro nekomerční využití. ověda ] Wpět - - ® ® fl| ©Hledat SäObfce é jHistorie J O O í£ ^ □ Odkazy ^» «d.a|»] Program RleS\Bela,c\Adv1So ISy.temVmpWNan.aO.html -J BeIarc Advisor* Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 190 Dr. Hardware Aplikace pro analýzu a detailní zobrazení informací o hardware počítače a celkové otestování systému vašeho PC. Program podává informace o CPU, chipsetu, BIOSu, PCI, SCSI a EIDE zařízeních, VGA kartách, CD mechanikách, sítích, operační pamětí atd. Shareware. iDi. Hardware MOl la-- a ■D & «i ^ » %.» < El C'"U Ľirbmrí 5O RAM ! Sep Krm TMEis Chprij j rJHOSÍ j' liOJOiJ.j FJM'le F:jiI: |aINimiXF> 1 j ! ["I lebek 5±xbe*en □ L V j I. ■: i-icv .1'-. ■■ J-.-i Q Atludhnuren Obrázek 220 - okno programu Dr. Hardware SiSoft Sandra 2005 10.37 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 191 Nástroj pro získávání informací a diagnostiku 32-bitových Windows. Poskytuje detailní informace nejen o hardware, ale i o software. V souhrnu pak lze říci, že Sandra umí otestovat vše, od procesoru, Biosu, grafické karty, klávesnice, myši, zvukové karty, sběrnice, až po systémové věci jako je paměť, fonty, přerušení, nastavení prostředí až po registry atd. Kromě analýzy nabízí Sandra i tipy, jak výkon zvýšit. Výsledky testů umí uložit, tisknout, faxovat, exportovat do HTML či poslat jako SMS. Shareware verze má 50 modulů oproti 70 modulům plné verze, navíc jsou některé funkce pod WinNT/2000 nedostupné. S i Sol t Sandra t^tB-hl 1 File Modules View Tools Help J <ŕi #í 1 S 1 |0 *|É ŕ|0^3i9 ■ *T ■ ffl I gl Add New System Modul... Summary Mouse Sound Card Information Information Mainboard Information Printer Information CPU 6: BIOS Video System Vindows Information Information Memory I... □rives Ports Keyboard Information Information Information /inSock :ormatior © Ik MCI Devices Vindows WinSock Information Information Information OLE DirectX Network Information Information Information >3 OpenGL Video Info... 3 Hardware IRQ DMA Settings HO Settings Settings SCSI Font Information Information Benchmark Multi-Med... □rives Benchmark CD-ROMrD... Memory Network Benchmark Benchmark Benchmark Memory Plug Éc Play System.ini Resources Enumerator DrVtsn32.log AutoEHec.nt Config.nt Environment VebUpdate Performance Create a Variables Visard Tune-up Vi... Report Visard |For Help, press F1 Active Modules Obrázek 221 - rozhraní software Sandra _J EVEREST Home Edition 2.20 Nástroj pro kompletní diagnostiku PC. Dokáže počítač diagnostikovat od procesoru až po myš. Výstupní protokol lze uložit do několika různých formátů včetně HTML. Program je nástupcem slavného programu AIDA32. Freeware, již nevyvíjen. Obrázek 222 - okna programu Everest r ® EVEREST Home Edition □ P® File View Report Favorites Help 00 $ \Ě ÍE Report Menu 1 Favorites 1 Field Value gl EVEREST vi,00 B- ij Computer ÉH* Motherboard íjl CPU rpi im Chipset Properties ■^Motherboard Chipset /l/Q Breakpoints Present Page Size Extensions Present Time Stamp Counter Present Pentium-5tyle Model Specific Registers Present Physical Address Extension Present Machine Check Exception Present CMPXCHG8B Instruction Present -/APICOn Chip/PGE (AMD) Present -■/Fast System Call Present •/ Memory Type Range Registers Present Page Global Feature Present Machine Check Architecture Present VCMOV Instruction Present V Page Attribute Table Present V 36-bit Page Size Extensions Present •/Processor Number Present 0CLF5H Not Present 0 Debug Trace and EM ON Store Not Present Internal ACPI Support Not Present ■*/MMX Technology Present -/Fast Save/Restore (IA MMÍÍ-2) Present Streaming SIMD Extensions Present Streaming SIMD Extensions 2 Not Present Self snoop Not Present 0IA-Ě4 Processor Not Present Obrázek 228 - detailní pohled na zařízení pomocí programu HWÍNF032 MiTeC System Information 10.4.0 Nástroj pro získání kompletních informací o počítači a jejich katalogizaci. Možnost uložení celkové zprávy nebo jednotlivých sekcí do souboru a jej ich prohlížení. Freeware. |P MSI XML Report Viewer - [ATHLON_SystemInfojiml] -|D|x| [Tťf] File Windows Help .|S|x| 1 ATHLON_5ystemInfo.Hml - lij ATHLGN * Name Type Value Unit & Machine Count string 1 li SMBIÜS Vendor string AuthenticAMD & BIOS VendorlD string x86 Family 6 Model 6 Stepping 2 t±} & OperatingSystem ob NTSpecific NameString string AMDAthlon(tm]XP 2000+ Frequency integer 1659 MHz Vendor string AuthenticAMD ® TímeZone NameString string AMDAthlon(tm)XP 2000+ (É?> Internet FriendlyName string Athlon XP @ Localelnfo CodeName string Palomino (0.18 urn) II (-a CPU Family integer 6 CPU Features ExtendedFamily integer 7 QÉ?i CPU Cache Model integer 6 do Memory Š & Display ExtendedModel integer 6 Stepping integer 2 ExtendedStepping integer 2 & APM Type integer 0 + Media Brand integer 0 '±J i Network MaximumFunctionLevel integer 1 & Winsock M axirnumE xtendedFunctionLevel integer -2147483G40 + é) TCPIP Frequency integer 1660 ■ MHz ■+■ fffej Devices SeriaIN umber string GOOO-0662-0383-F9FF-0000-0... FDIVBug boolean 0 j \ Report Overview /.Detail View k XML Source / Obrázek 229 - MiTeC - nástroj pro katalogizaci a diagnostiku Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 197 V následující části si ukážeme testovací a diagnostické programy pro vybrané periferie. Monitor Test 1.0 Monitor Test je program, pomocí kterého prověříte vlastnosti vašeho CRT nebo LCD monitoru. Pomůže vám zjistit chyby geometrie, konvergence, odhalí slabý zdroj vysokého napětí, vadné pixely a mnoho dalšího. Freeware. -frmrc" I HRONWARE ■ ...■>„■■„„.„■„ MDNITOn TEST MI BAREV GEOMETRICKÉ CHTBY IEST ZDROJE K0H1MA ZKRESLENÍ nOLAPIXELŮ (MOST OBRAZU (HUBA KONVERGENCE P^d nhUc*4Ti 'nr'0»dni n«4#«ie ulCI>řsn*^JInfr»0:*Hfliii.»flfri*0 Obrázek 230 - možnosti testování monitoru Monitor Test Screens Program obsahuje 8 testovacích módů. Otestuje u vašeho monitoru ostrost, moaré, geometrii, kvalitu barev, světlost a mnoho dalších funkcí. Stačí jen vybrat správné rozlišení a spustit test. Před testováním monitoru se doporučuje nechat monitor alespoň 30 minut zahřát. Freeware. Obrázek 231 - testovací obrazec pro testování monitoru Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 198 NetMedic 1.2.2002 Net.Medic je program spolupracující s prohlížečem, diagnostikuje a monitoruje připojení ať pro Internet nebo intranet. Net.Medic identifikuje způsob připojení (modem, LAN atd.) a vše diagnostikuje, ve zlomku vteřiny rozpozná problémy a opraví je, případně alespoň doporučí postup na jejich opravu. Dále počítá statistiky přehledně zobrazované ve formě grafů, z nichž je pak lehké zjistit, kdy je server, na který se připojujete, nejvíce zatížen, kdy máte jak rychlý přístup na Internet, j aká j e četnost chyb atd. Freeware. Sg Net.Medic ■ - nM File View Window Help ô B & 0] -jíl jí • se: 10.4 kiloby tes Health Log [netcom.net experierl d:cg.h mm ig.? metwoak site avg. rate Modem 1ü8kb * < > T—,—,_, - *2% ' 1x 2x 3x 4x _ 2f3.4ki__.. health COWFHSSIOH - SPEED -> .....I.....l-.llllllllllll - dělat traffic health Internet rnusic.sony.com ^ 1DÜ10 '„ trahic - PEAK SPEeIT- 5% r-. DĚLAT LOAD -fflRjOVWFLJT "n Modem Connect Time QQ:QQ 00:00 00:0 í 5Í3SIOW TOM« THE HOtJTH Obrázek 232 - diagnostika síťových připojení Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 199 DVDInfoPro 3.29 Aplikace pro důkladnou diagnostiku a testování DVD mechanik a nosičů. Všechny zjištěné detailní informace jsou uspořádány v přehledném protokolu, podporuje všechny druhy DVD mechanik, včetně DVD vypalovaček. Donationware. (dobrovolná platba) WWW.DVDINF0PR0.COM - WWW.CDRINF0.COM - WWW.DVDRRW.ORG Maritiiné m Ä & ®. §) ©v ^ © 1 ba Drive Supported Read Features CD-R...................................p CD-RW...............................p DVD-RAM...........................r DVD-ROM...........................p CD Multi Read.....................p DVD-R................................p DVD-RW.............................p DVD+R...............................p DVD+RW............................p DVD+R DL..........................r Mount Rainier Read...............J CD Method 2..........................p DDCD-RiRW...........................r HD-BURN-R/RW.....................P Drive Supported Write Features — CD-R...................................p CD-RW...............................p DVD-RAM...........................I- DDCD-RW...........................r CDRW CAV........................I- Detect Management...........| HD-BURN R........................f DVD-R................................p DVD-RW Sequential...........p DVD-RW Restricted...........p DVD+R...............................p DVD+RW............................p DVD+R DL..........................r HD-BURM RW.....................f" Mt Rainier Write.. Test Write........... DDCD-R.............. CD SAO/RAW.... Butter Underun.. CD T AO.............. ...r ..J? ...V ...y Drive General Features Audio Play..........................p Composite out....................\~ Digital Port 1.......................p Digital Port 2.......................\~ CPRM Authticate................J~ S.M.A.R.T...........................r Mode 1 form.......................p Mode 2 form.......................p ISRC read...........................p UPC read............................\7 CSS/CPPM..........................[7 Streaming...........................p Bar code read........... CD Changer............... Microcode Upgrade... Power Management.. MultiSession.............. Control Blocks........... ... ..r ..r ...v ...p ■Drive Information NLJ DVDRW SDW-042 Extra Info Serial Number Firmware Revision Loader Type Buffer size Volume levels Connection Interface Drive Interface Region Code Region Control User Changes Left Vendor Changes Left D362 Tray 2048KB 32 Atapi t IDE ATAPI-3 0 RPC-2 0 0 JŇU DVDRW SDW-04 2 Status j Pi:::!.:;;|i;;;|',„| (D: ) ADVANCED COMMANDS Add Comment ©JAbout ^IHelp @)Buy Nov Obrázek 233 - program pro testování DVD mechanik N závěr uvedu několik náhledů na www stránky, kde se můžete setkat s velkým množstvím diagnostických a testovacích programů. Na stránkách http://www.svethardware.cz/download_list.jsp?opath=Diagnostick%C3%A9+utility můžete najít sekci „Downloady / Diagnostické". Jak na těchto stránkách uvádějí autoři: „Myšlenka této sekce spočívá v archivu všemožných ovladačů, benchmarků k testování výkonu, užitečných utilit a mnoha dalšího, co se může čtenářům Světa hardware hodit. Vše co je a bude v sekci Download umístěné, je uložené na našem serveru, čili nejsme odkázáni na dostupnost někoho/něčeho dalšího a budeme se snažit o to, aby zde bylo pohromadě vše potřebné, co by mohli naši čtenáři potřebovat. Chceme se však striktně držet záležitostí přímo se týkajících našeho tématu." Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 200 {? Svět hardware - downloady - Windows Internet Explorer — v ** X Live Search Z) EIS 03 File Edit View Favorites Tools Help ÍJ} SiSoftS. g Svět., ■ Page - Tools - Kategorie down loa d ti LCD panely Operační pamětr Optické mechaniky Pevné disky Procesor Systém jako celek Základní deska Nej novější Hard Drive Inspector 1.93,978 (16.11.2006) HWJNFQ32 1,71 [16,11,20065 Active SMART 2,51 (16,11.2006) CrvstaKZPUID 4.9.0.316 (15,11,2006) Central Brain Identifier 6.2,0,7 (14,11,2006) Hard Drive Inspector 1.93 (26.10,2006) Central Brain Identifier 8,2,0,6 (26.10.2006) Core Temp 0,93 (25,10,2006) Everest Ultimate Edition 3,50 (25,10,2006) RMMA 3.72 (20,10.2006) [downloads 4, nejnovějsíz 28. OS, [downloadů: 31 r nejnovější z 16. 11 [downloadů: 18, nejnovější z 16.11 [downloadů: 25, nejnovější z 16. 11 [downloadů: 61, nejnovější z 16.11 (downloadů: 16, nejnovějsíz 16.11 [downloadů: 16, nejnovější z 16.11 Nej stahovanější 2006) 2006) 2006) 2006) 2006) 2006) 2006) Everest Ultimate Edition 3.50 (255x) Core Temp 0.93 (226x) Hard Drive Inspector 1,93 (21 Ox) CPU-Z 1.37 (3S6x) Speed Fan 4.31 (261x) Sandra 2007 SP1 (2007.9.10.105) (745x) SpeedFan 4.3 (1863x) Central Brain Identifier 8.2.0.6 [132x} RHHA 3.72 (112x) HemTest 3.5 (2S6x) Hard Drive Inspector 1.93.978 16.11.2006, Diagnos tie ís utility / Pevné disky [staženo 55x) Hard Drive Inspector je utilita založená na S.M.A.R.T. technologii, která dokáže predikovat případné chyby disku. Nový build pouze odstraňuje chyby předešlé verze. HWÍHFQ32 1.71 16.11.2006, Diagnostické utility / Operační paměť [staženo 50x) HWÍNFOB2 je produkt bratislavské firmy REALK a svou funkčností se zařazuje po bok Sandry □ Everest Home Edition, Nová verze především přidává podporu novému hardware a opravuje několik chyb. Active SMART 2.51 16.11.2006, Diagnostické utility / Pevné disky [staženo 41x) Laj Error on page. Q Internet _m Q 100% - Obrázek 234 - diagnostické programy na www.svethardware.cz Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 201 Diagnostické programy si můžete stáhnout i na : http://www.instaluj.cz/cz/katalog/utility/benchmarky-a-testy v sekci „Utility >> Benchmarky a testy" INSTALUJXZ - katalog software - download shareware, freeware, antiviry, spywa... [-""][□]fx] ^kjf T ^ http://www.in5taluj.cz/cz/katalog/utilit v X Live Search File Edit View Favorites Tools Help £ Svět ha. ^ INS... X Ä ' S T ^ T Page - íä T°ols T ^Utility^ >> Benc h markka tes Benchmarky a testy Záznamů: 24 - stránka: 2/2 | 1 | 2 \ « NÁZEV / licence Merak Mail Server HODNOCENI INSTALUJ / už. E-mailový se Antivirem a rozhraní + m Messaging. DATUM ZMEI Test CPU 0.96 E3 Otestuje rychlost vašeho CPU OS: neurčen Vel.: 569,91 KB LICENCE: zdarma Testovař CD 1.1 Test čitelnosti CD OS: Windows 95/93/ME/NT/Z000/XP Vel.: 118,10 KB LICENCE: zdarma 30.05.200: 30.05.200: TestPentia 1.2 m Zjistí výkon vašeho počítače OS: Windows 95/98/ME/NT/2000/XP < 25.03.200: > ^ Internet ■\ 100% Obrázek 235 - stránky www.instaluj.cz Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 202 http://www.stahuj.cz/utilíty_a_ostatni/benchmarky_a_testy/?g[z]=0 Benchmarky a testy - Stah.Lij.cz - Windows Internet Explorer ://www.stahui.cz.iirjlitv a o statni Jberrchrnarliy a tEstv/íaľil =0 □ID® v, i r Browse.., J Run Defaults Close j Obrázek 255 - Menu Image Quality Texture Filtering and Antialiasing se zabývá posouzením kvality filtrování textur a vyhlazování obrazu. V klasickém tunelu, jehož tvar lze měnit, si můžete nastavit různou úroveň filtrování -od bilineárního až po anizotropní trilineární (2x-16x podle GPU). Dále je možno zapnout antialiasing, zobrazení barevné mip-mapy a měnit úhel a vzdálenost "tunelu". Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 224 Obrázek 256 - Texture Filtering and Antialiasing Graph Benchmark - Poslední možností 3DMarku 05, je nástroj zobrazení grafu. V nastavení si vyberete daný test a jeho nastavení a spustíte. Po ukončení se exportuje zvolená měřená hodnota do Excelu. Můžete si vybrat pro export snímky za sekundu, trvání snímku, počet polygonů, počet vrcholů, počet změn stavu a počet dávek (barches). O Graphs Graphs X 3DIV1ARKC Resolution 1024 x 768 Anti-Aliasing None Anti-Aliasing Quality Texture Filtering Optimal Max Anisotropy VS Profile 2 0 PS Profile 2 0 Rendering Options fj Force full precision □ Disable DST fj Disable post-processing fj Force software vertex shatters I I Color mipmaps Graph Content Test: GT1 - Return To Proxycon Graph type: Frame rate Note MS Excel must be installed to run the test and to draw the graph Run Defaults Close Obrázek 257 - Menu Graph Benchmark Tool Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 225 GTI - R em in To Proxy con: F m m o rate o. 10,00 0,00 -i-I-r- 18,52 -i-I-r- "T-I-1-I-1-I-1-\— 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 time (s) -fps Average + ■ Min Min value -----Max + Max value Obrázek 258 - Vzorový graf měření Možnost Demo je klasickou součástí všech 3DMarků, slouží hlavně k odreagování a ověření možností vaší grafické karty. Obsahuje asi o 50% více scén než v herních testech, lze spustit hudbu a celkově je to docela pěkná podívaná. enchniiii h Settings Benchmark Settings -5C 3DrVLAHKn- Resolution 1024x768 Anti-Aliasing None Anti-Aliasing Quality Texture Filtering Optimal Max Anisotropy VS Profile 2 0 PS Profile 2 0 Rendering Options □ Force full precision □ Disable DST I I Disable post-processing □ Force software vertex shaders □ Color mipmaps Repeat & Loop 0 Run each test once O Repeat each test times O Loop all selected tests _] Fixed framerate 30 — fps Note If the tests are repeated the result will be calculated based on the average of all the repeated tests Defaults J C Cancel Obrázek 259 - možnosti nastavení Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 226 Na konec si uvedeme možnosti nastavení, které 3DMark05 nabízí. Resolution. 320x200 až 2048x1536 (předdefinované 1024x768) Anti-aliasing: • None • Non-maskable AA (0, 1,2)- totéž, co Supersampling • sample AA • sample AA • 6 sample AA (jen ATi) • 8 sample AA (jen nVidia) Texture Filtering: • Optimal - mezi bilineárním a trilineárním filtrem. Filtry se k jednotlivým objektům přiřazují v průběhu vývoje podle výsledného efektu • Bilinear • Trilinear • Anisotropic (0-16, default 8) VS Profile a PS Profile: • 2_0 • 2_a • 2_b (jen PS) • 3_0 Force full precision - Tato možnost zapne plnou 24-bit přesnost pro všechny shadery. Disable DST - Vypíná Depth-Stencil textury. Disable post-processing - Vypíná bloom efekt používaný při intenzivních odrazech světla. Force software vertex shaders - Přenáší výpočty geometrie scény na CPU. Color mipmaps - Zobrazí barevně mipmapy (viz testy filtrování na předchozí stránce). Dále je v nastavení možnost Fixed framerate. 3DMark05 používá v základních herních testech tzv. time-based rendering. To jednoduše znamená, že testy trvají pevně daný časový úsek, ve kterém se grafická karta snaží vykreslit co nejvíce snímků. Frame-based rendering renderuje každý snímek celé scény. Výpočet výsledného skóre Pro vypočítání skóre pro grafickou kartu a procesor platí následující dva vzorce: \j(GT\ x GT2 x G73) x 250 •j CPUlx CPU 2x\500 03DMark Score Score 3DMAHK 2263 3DMarks Online ResultBrowser View your benchmark result details online and compare to other 3DMark users scores Details... j | To Excel j f Save as... Close Obrázek 260 - výsledek testu Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 227 Result Details Result Details 3DIVLAJ=lKa- ■ Game Tests 3DMark Score: 2263 ■ GT1 - Return To Proxycon 8.8 fps ■ GT2 - Firefly Forest 6.5 fps GT3 - Canyon Flight 13.1 fps CPU Tests CPU Score: 3874 ■ CPU Test 1 2.2 fps CPU Test 2 3.1 fps Feature Tests !■■■■ Fill Rate - Single-Texturing 1964.9 MTexels/s !■■■■ Fill Rate - Multi-Texturing 3015.6 MTexels/s !■■■■ Pixel Shader 48.9 fps Vertex Shader - Simple 46.4 MVertices/s Vertex Shader - Complex 27.1 MVertices/s Batch Size Tests 8 Triangles 4.4 MTriangles/s ■ 32 Triangles 17.7 MTriangles/s 128 Triangles 70.3 MTriangles/s . CA 1 TVi=i-..vlao (IIS UTrmnnLok d Comment ( Close } Obrázek 261 - výsledky dílčích testů Online ResuhBrowser, nebo-li ORB je databáze všech naměřených výsledků. Minimální požadavky: • Procesor s podporou SSE, min. 2GHz/2000+ , • 512MB paměti, • 1,5GB místa na disku, • Windows 2000/XP, • DirectX 9.0c , • Grafická karta s podporou Shader Modelu 2.0+ a 128MB paměti. Po instalaci zabírá 3DMark05 na disku necelých 600MB. Na rozdíl od roku 2003 je 3DMark05 zaměřený čistě a jenom na DirectX 9.0. Herní testy jsou velmi vyvážené - všechny jsou postavené na Shader Modelu 2. CPU test poměrně objektivně ukazuje možnosti procesoru včetně procesoru dual-core. Vylepšení se dočkaly testy fillrate a pixel a vertex shaderu. Existuje možnost vytvoření grafů průběhu testu s možností jeho následující libovolné úpravy. 3D Mark 06 Minimální konfigurace: • Intel nebo AMD s frekvencí 2,5 GHz nebo rychlejší, • DirectX 9 grafická karta s Pixel Shader 2.0 nebo lepší, minimálně 256 MB, • 1 GB RAM, 1,5 GB místa na pevném disku, • Windows XP, DirectX 9.0c z prosince 2005 nebo pozdější, Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 228 • pro některé funkce Microsoft Excel 2003 nebo XP a Internet Explorer 6 Standardní testovací rozlišení je 1280x1024. Shader Model 2.0 i Shader Model 3.0 ve spojení s HDR je testován ve dvou herních testech. CPU benchmark pak probíhá dvakrát, pokaždé trochu jinak nastavený a je zahrnut do výpočtu celkového skóre v 3D Marku 06. Testy pracují s 24bitovým Z-bufferem. 24bitová přesnost nejnižší možnou pro zachování požadované kvality a věrnosti stínů, v 3D Marku 06 používají tvůrci zcela nové stínovací techniky, daleko pokročilejší než ve verzi předchozí. Pixel Shader 2.0 testy Obrázek 262 - Return to Proxycon První ze dvou SM2.0 testuje Return to Proxycon je totéž jako Game Test 1 v 3D Marku 05 s tím rozdílem, že engine doznal modifikace vč. zmiňovaných upravených výpočtů stínování. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 229 Obrázek 263 - obrázek z testu Na dalších srovnávacích obrázcích naleznete stejný snímek v testu. Vlevo je ze starého 3D Marku 05, vpravo pak v novém 3D Marku 06. Obrázek 264 - srovnání 3DMarku 05a 06 Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 230 Druhý SM2.0 test téměř identický s Firefly Forest v 3D Marku 05. Změn doznaly povrchy jednotlivých částí renderované scény. Země nese obdobný kovový povrch jaký naleznete v prvním testu a přidány jsou rozptylové efekty, normály a normálové mapy. Skála používá „zrcadlovou" mapu. Větve stromů jsou potaženy variací na kovový materiál z prvního testu ale bez zrcadlových map, s rozptylem a bez bump mappingu. Obloha je tvořena shadery. Pro zvýšení zátěže testované grafické karty přidali ve Futuremarku jeden poletující ohýnek. Obrázek 265 - druhý SM2.0 test a srovnání ve verzi 05 a 06 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 231 Pixel Shader 3.0 testy Tyto testy vyžadují plnou podporu na straně grafické karty včetně FP16 textur a zmiňovaného blengingu pro HDR (High Dynamic Range) rendering. První z testuje remakem Canyon Flight z 3D Marku 05 s novým enginem, HDR renderováním a novými stínovacími technikami. Voda ve scéně používá HDR odrazy a lomy, vypadající velmi realisticky. Přidává i mlhu, která způsobuje, že nestvůra plavající pod vzducholodí vypadá vzdálenější. Soubor dalších technik dotváří dojem vlhkosti v oblasti kaňonu, o vodu se starají dvě pohyblivé normálové mapy. 30MARK ' m. 2G Tm: O: 18.10 Frame: 364 Obrázek 266 - Pixel Shader 3.0 testy O rozptyl světla ve vzduchu se stará stejný algoritmus jako v předchozí verzi, rozptyl světla na obloze však využívá daleko pokročilejší algoritmy. Loď a posádka využívá Strauss shading model, opět podstatně realističtější než v předchozí verzi. Materiál kaňonu tvoří tři color mapy, tři normálové mapy a samozřejmě příslušné (rozptýlené) stínování. Monstrum stínuje Blinn-Phong shading model za použití dvou normálových map, jedné color mapy a subsurface rozptylový efekt. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 232 Obrázek 267 - monstrum z Shader 3.0 testu Obrázek 268 - srovnání náhledu z testu 05 a 06 Druhý Shader Model 3.0 test je zcela nový, na nic nenavazující, nese název Deep Freeze. Sníh ve scéně používá Blinn-Phong shading model se dvěma normálovými mapami a jednou color mapou, celek u něj dotváří subsurface rozptylový efekt. Kovové a další objekty stínuje Strauss shading model. Ve scéně dále nechybí různorodá mlha, včetně particle efektů, vytvářejících dojem sněhové bouře. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 233 Obrázek 269 - Deep Freeze Obloha používá jednodušší rozptylový algoritmus pro světlo v atmosféře, než předchozí test. Západ slunce se vytváří za pomoci cube map, kdy jedna se stará o rozptyl a druhá o odraz světla. HDR renderování je v této scéně natolik využíváno, že je možné jej dosáhnout pouze pomocí výpočtů v plovoucí řádové čárce. CPU testy Předchozí verze používala k otestování schopností procesoru řadu herních testů, které prověřovaly výpočty, které mají normálně na starosti vertex shadery. Další testy slouží k výpočtům ohledně umělé inteligence, herních atributů, činností nesouvisející s grafikou atd. A právě v tomto ohledu zaznamenává nový 3D Mark takové zlepšení, že výsledky CPU testů zahrnuje do celkového skóre. Procesorový test s názvem Red Valley předvádí pouštní scénu s bludištěm kaňonů, vedoucím k pouštní pevnosti včetně akčních soubojů. Test herní scény se zaměřuje na tři aspekty: herní logiku, fyziku a „hledání cesty" z hlediska umělé inteligence postav. Simulace fyziky běží ve vlastním odděleném vláknu, které je synchronizováno s hlavním vláknem, v němž běží herní logika při každém elementárním kroku ve výpočtu. Umělá inteligence, hledající jednotlivým postavaám cestu, běží samozřejmě v mnoha vláknech, které se s hlavním synchronizují v nastavených intervalech. 3D Mark 06 může pro vybrané výpočty fyziky používat Ageia PhysX PPU. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 234 Obrázek 270 - test s názvem Red Valley CPU testy renderují celkový pevně daný počet snímků ve scéně při frekvenci dvou snímků za sekundu v rozlišení 640x480 pixelů. Scéna se 40 snímky se počítá 20 sekund. Renderuje se pevný počet dvou Fps bez ohledu na to, zdaje CPU stíhá spočítat. Tím se v testu zachovává univerzálně stejné výpočetní zatížení systému, čímž se značně redukuje vliv grafické karty na test CPU. První CPU test má 40 snímků a zaměřuje se na velmi složité výpočty hledání cesty s krátkými intervaly výpočtů umělé inteligence. Druhý CPU test je o něco rychlejší s jednoduššími výpočty hledání cesty a delšími synchronizačními intervaly u umělé inteligence. Trvá 60 snímků. Algoritmus pro hledání cesty dokáže využít každé volné vlákno, takže pokud máte k dispozici dvou-jádrový procesor s HyperThreadingem, tedy celkem 4 logická jádra, hledání cesty je využije všechna. Další testy Další testy, které v 3D Marku 06 již nemají žádný vliv na výsledné skóre jsou zaměřeny následovně: • Test kvality anisotropního filtrování textur a antialiasingu. • Particle test, vyžadující grafiku, zvládající Shader Model 3.0 s hardwarovou podporou Vertex Textuře Fetch. • Perlin Noise test, prověřující kombinaci aritmetických instrukcí s prací s texturami, • Pixel a vertex shader testy. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 235 Obrázek 272 - pixel a vertex shader testy Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 236 Závěr Nový 3D Mark 06 testuje i Shader Model 3.0 a HDR. To byl asi největší nedostatek předchozích verzí. Daleko vhodněji je řešeno testování hlavního procesoru. Čerpáno z: http://www.doupe.ez/h/Special/AR.asp?ARI=9478 http://www.svethardware.cz/art_doc-36857A60F442D900C1256D350028E61E.html http://www.cdr.ez/a/16483 http://www.zive.cz/h/Uzivatel/AR.asp?ARI=125016 Důvěryhodnost testů 3DMark Aféra 3DMark 03 Výrobci grafických karet zahrnuli do svých do ovladačů karet mechanismy, které detekují spuštění 3DMarku 03 a upravují jeho běh pro dosažení vyšších výsledků. Grafické karty nVidia např. nevyprazdňují buffery a přidávají vlastní pixel a vertex shadery, které snižují zátěž GPU, aniž by bylo něco viditelné. Na následujícím obrázku vidíte výsledky testů grafických karet v 3DMarku verze 3.2 (tmavý graf) a po vydání opravy v testu ve verzi 3.3. (světlejší graf). Na obrázku je graf ukazující počet zpracovaných snímků za vteřinu v Pixel Shader 2.0 testu. Obrázek 273 - srovnání rychlosti zpracování snímků po opravení testu Tento případ ukázal, že u syntetických benchmarků a herních testech nelze vyloučit podobné machinace, protože marketing hraje stále významnější roli. Je proto nutné, aby jejich vývojáři častěji kontrolovali, zda se grafické společnosti o podobné triky nepokouší. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 237 3DMark testům byl věnován větší prostor, protože slouží jako základní zátěžové testy a současně jako testy pro porovnávání výkonnosti grafického i celkového výkonu sestav. V další části si ukážeme další, zpravidla j ednodužší testy. SiSoft Sandra Tento software byl uveden v části o diagnostice, dalo by se však říci, že je to i velmi univerzální benchmarkový program. S použitím tohoto programu zjistíte mnoho detailních informací o vašem počítači, např. teploty na čidlech, parametry disků, informace o procesoru, pamětech atd. Sandra obsahuje několik druhů benchmarkových testů: CPU Benchmark S3 CPU Multi-Me... Drives CD -ROM/DVD Memory Benchmark Benchmark Benchmark Obrázek 274 - testy v programu Sandra • CPU Benchmark • CPU Multi-Media Benchmark • Memory Benchmark • Drives Benchmark • CD - ROM/DVD Benchmark • Network Benchmark První CPU benchmark měří hrubou matematickou sílu procesoru. CPU Benchmark My This wndow shows how yout CPU and internal cache system stack up to other typical combrtatiom in a Windows system. CutentCPU Reference CPU 1 Dhrystone ALU 2034 MIPS K!n?.ri?ľii»ni'ŕ.iagsi I AMD Duron 600MHz Reference CPU 2 DhivstoneALU 1683 MIPS Wheistone FPU 825 M rlOPS Reference CPU 3 id ~3 Dhrystone ALU 2244 MIPS : Whetstone FPU 1100 MR0PS ■■■■■■■ I AMD Athlon 1 GHz Reference CPU 4_ | Intel Pentium 4 16GHz 3 Pi.,,, tone ALU 2805 MIPS Wheistone FPU 1375 MFL0PS Dhrystone ALU 3065 MIPS Whetstone FPU/SSE2 833/1955 M FLO Pi Field Value H (I Test Status J X MiHii Processor Test No X Dynamic MP Load Balance No ♦ Processors) ♦ PiOCessotUI AMD Duoniiml Processor @ 748MHz Update Qptjoro.. <ßaek Next: OK Obrázek 275 - benchmark procesoru Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 238 Zobrazeny jsou dvě hodnoty - výkon algoritmicko-logické jednotky (ALU), udává výkon procesoru v celočíselných operacích. Výsledná hodnota je udávána MIPS (GIPS), je to zkratka Mili-ons Instructions Per Second neboli milionů instrukcí za sekundu. Tato jednotka vyjadřuje, kolik je procesor schopen za sekundu zpracovat instrukcí (tzn. různé matematické úkony jako třeba sčítání). Pokud je tato hodnota vysoká, je váš procesor dobrý v kancelářských aplikacích nebo 2D hrách. Dále je zde zobrazen výkon jednotky pro počítaní operací s plovoucí čárkou (FPU). Výsledek j e udáván v MFLOPS. Tento typ matematických operací se používá hlavně v 3D grafice. Pro lepší představuje uvedena tabulka 10 procesorů a porovnání jejich výkonů. Od nej slabší 286 po duál 2 GHz Athlon. Od uvedení 286 na trh již uplynulo víc než 20 let a za tu dobu se zvýšil výkon procesorů zhruba 10 000 krát. Procesor ALU operace FPU operace 286 8 MHz 1,2 MIPS - 386 DX 16 MHz 11,4 MIPS - 486 DX2 66 MHz 85 MIPS 31 MFLOPS Pentium MMX 166 MHz 394 MIPS 190 MFLOPS Celeron 266 MHz 718 MIPS 356 MFLOPS Pentium II 400 MHz 1080 MIPS 536 MFLOPS Duron 750 MHz 2094 MIPS 1010 MFLOPS Athlon 1 GHz 2805 MIPS 1375 MFLOPS Pentium 4, 1,6 GHz 3065 MIPS 833/1955 MFLOPS* 2x Athlon Palomino 2 GHz 11158 MIPS 6542 MFLOPS U Pentia 4 jsou uvedeny dvě hodnoty - první udává počet operací v programech nepodporujících SSE instrukce a druhá udává výkon v programech podporující SSE instrukce. P4 má jen jednu FPU jednotku, která je poměrně silná, ale Athlon má 2 FPU jednotky. Multi-Media Benchmark se za zabývá měřením počtu vykonaných operací s multimediálními instrukcemi. Jde o podobný test jako CPU benchmark, jen s využitím specializovaných instrukčních sad (např. MMX, SSE, 3Dnow!). Protože instrukčních sad je velké množství a většinou se s každou procesorovou řadou liší, není v Sandře měřič nějaké jedné pevně stanovené instrukční sady, ale vždy těch dvou hlavních u daného procesoru (např. kombinace MMX a 3Dnow!). Jednotkou u obou hodnot je množství vyřízených multimediálních instrukcí za sekundu. Problematika instrukčních sad procesorů je poměrně rozsáhlá a je mimo rozsah tohoto studijního materiálu. Memory Benchmark udává množství dat, které může procesor zapsat či číst z pamětí. Také zde se objevují dva údaje - množství dat s kterými pracuje ALU jednotka a množství dat s kterými pracuje FPU jednotka. Obojí se udává v MB/s. Tento benchmark se pokouší ukázat kolik je schopen procesor přenést dat v určitém typu matematických operací. Hodnota tohoto benchmar-ku není závislá na objemu pamětí (128 MB i 256 MB dávají stejné výsledky). Drives Benchmark testuje rychlost hard disků či pružných médií (disketa, ZIP média, JAZ média). Jednotka tohoto benchmarku je tzv. Drive Index, který zahrnuje několik základních operací s daty jako čtení či zápis. CD -ROM/DVD Benchmark je určen pro optické jednotky (CDROM/DVDROM). Network Benchmark se zabývá měřením přenosu dat po síti. Sandra je v současnosti k dispozici ve verzi Sandra 2007 SPI (2007.9.10.105), více na: http://www.svethardware.cz/support-detail.jsp?doc=AlEE7346C48F46F5C12571BD003FE5F0 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 239 http://www.stahuj.cz/utility_a_ostatni/benchmarky_a_testy/crystalmark-2004/ CrystalMark 2004 09 2004 je univerzální benchmarkový program po testování a porovnávání výkonnosti počítačových sestav a jednotlivých komponent. Obsahuje i OpenGL test. Kromě benchmarků umí tento program komplexně zobrazit informace o celém systému. f*. E.' i-ľ -E■ v g*Jl*rJrtdífrm»Í0HJ irw* D**« wa jpy( i Pil juta j Pwrt RI16I684 BIU 4175 Fri.' WH 5752 11382 «* 12071 Ott Eft 3017__ 45 Odl 242 biu fpu ich moji aw up mi Htm Srr« Mtptnifl 144 Emulharwt TW ŮuckSon 11M ICO C .. li.-t.. HDD Sim- 131MB C** Stahuj.cz Obrázek 276 - náhled okna testu CrystalMark 2004 Program testuje: CPU (ALU & FPU), Paměť, HDD, GDI & Direct Draw & OpenGL , System Information, Internet Ranking. SWAT Pro 15 ( Secure Windows & Audit Tool) Tento program slouží pro Benchmarking bezpečnosti PC. Algoritmus pro vyhodnocení stavu vašeho PC je na špičkové technické úrovni a funguje na bázi srovnání vašeho počítače s více než 150 tisíci jinými počítači v síti. Vyhodnocení je velmi přehledné a upozorní vás na bezpečnostní mezery vašeho systému. Pokud je výsledek vašeho PC pod minimálními standardy, můžete si koupit plnou verzi SWAT Pro a využít funkci "Secure Me Now", která zjištěné chyby odstraní. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 240 BMX4.1 Program zobrazí velké množství informací o vašem počítači. Navíc provede zatěžovací testy na procesoru, pamětech, grafické kartě (OpenGL) a harddisku. Program je Freeware. _i QMX 4.0 K, Sytíemirfa J CPU BnKtaak Obrázek 278 - náhled programu BMX Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 241 Na závěr uvedeme velmi kvalitní benchmarkový systém, zahrnující celou škálu benchmarků. Cílem tohoto systému je plnohodnotně a kvalitně nabídnout zákazníkům profesionální produkt a především bezplatné řešení, jak pro komerční, tak i pro nekomerční subjekty. HNetlnfo Benchmark 2.00 HNetlnfo je rozsáhlý systémový produkt, který nabízí komplexní, přímé a jednoduché řešení pro práci s intranetem/internetem. Program plnohodnotně nahrazuje profesionální produkty v oblastech: • síťová analýza, • struktura intranetu-internem, • údržba a scan HW/SW zařízení, • komunikační prvky, • IP telefonování, • e-mail klient, • FTP klient, • FTP server, • web download, • benchmark testy, • podrobná detekce hardware zařízení, • další utility a moduly. Tento systém je možné distribuovat jako celek nebo využívat samostatně jednotlivé moduly. HNetlnfo disponuje těmito základními funkcemi: • HNetlnfo Netware - komplexní síťová analýza a bezpečnostní audit internetu/intranetu, analýza a parsing packetu, • HNetlnfo Chat - on-line komunikace, chat, sms a video/IP telefonování, VoIP, SIP, H323 protokol, • HNetlnfo Benchmark - srovnávací testy HW zařízení (CPU, paměť, HDD, CD/DVD, OpenGL, kalibrace monitoru), • HNetlnfo Mail - e-mail klient, • HNetlnfo File Manager - souborový manažer, • HNetlnfo FTP server - ftp server, • HNetlnfo Download - web download, • HNetlnfo ScanPC - podrobná analýza a detekce HW/SW. Modul HNetlnfo Benchmark je určen pro testování výkonu PC a možného srovnání s jinými perifériemi. HNetlnfo Benchmark je rozdělen na testování šesti základních zařízení: CPU/FPU, paměť, pevný disk,CD/DVD-ROM, grafická karta a kalibrace monitoru. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 242 ^Hnetlnfo Benchmark File Benchmark Help Integer index: FPU index: Pi index: Matrix index: 362 555 2384 3326 Prime index: 761 Dhrystones: 1486 Whetstones (MWIPS): 475 ALU/MMX Integer: 1583 ALU/M MX Float: 289 ALU/MMX Double Int: 1755 ALU/MMX Double Float: 289 SIMD 3DNow!,SSE(2): 2619 Hnetlnfo Benchmark Software for benchmarking system and its components ' Benchmark CPU/FPU SIMD 3DNow!,SSE(2) Float: 628 ALU/MMX Float | ALU/MMX Double Int | ALU/MMX Double Float | SIMD 3DNowl, SSE(2] Int | SIMD 3DNowl, SSE(2) Float Integer | Floatingpoint | Pi index | Matrix | Prime numbers | Dhrystones (MIPS) | Whetstones (MWIPS) | ALU/MMX Integer Intel Celeron" I ualatm 1.1 Ghz FCPGA AMD Athlon(tm) XP1700+ AMD Athlon(tm) XP1800+ Intel Pentium® 4 1500Mhz/Biostar i845/Win98 Intel Celeron® Tualatin 1.3Ghr FCPGA Intel Pentium® 4 1600Mhz Intel Celeron® Tualatin 1.4Ghz FCPGA Intel Pentium® 4 1700Mhz Intel Celeron® Willamette 1,7Ghz Intel Pentium® 4 1900Mhz Intel Pentium® 4 Willamette 2GHz Intel Pentium® 4 Northwood 2,2Ghz Intel Pentium® 4 Northraood 2.4GHz zi r Obrázek 279 - test CPU-plovoucí čárka Hnetlnfo Benchmark File Benchmark CPU7FPU M emory Video card CD-ROM OpenGL Hnetlnfo Benchmark Software for benchmarking system and its components Memory load: Physical memory: Page file: 33% 8,38 MB free [127,48 MB total) 47,43 MB free (303,13 MB total) Application address range: 00010000-7FFEFFFF Page size: 4098 B Allocation granularity: 65536 B Benchmark Memory Obrázek 280 - test rychlost paměti 63.03 MEi/s -b4MB bUHAM HL133 Compaq „ 128MB SDRAM PC133Winbond 128MB SDRAM PC133 Compaq 256MB SDRAM PC133Winbond 256MB SDRAM PCI 33 Tech 256MB SDRAM PC133VM 256MB DIMM PC133 brand/Biosta i845/P4 1500Mhz 256M B D D R S D RAM 133 S amsung/CPU AthlorXP 1600+ 256M B D D R S D RAM 133 S amsung/CPU AthlorXP 1700+ 256MB DDR PC266 Kingrnax cl2/AthlorXP 1800+ 256MB DDR 266Mhz brand/Intel P4 1 GOOMhz 256MB DDR PC333 OEM/CPU Intel 1700 Mhz 256MB DDR PC333 KINGMAX/CPU Intel 2.2 Ghz 2x128MB RDRAM Samsung/Intel P4 1 BOOMhz 2x128MB RDRAM Kingston/Intel P4 Willamette 2OGhz_ Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 243 netlnfo Benchmark File Benchmark nixi Help Hnetlnfo Benchmark Software for benchmarking system and its components CPU/FPU Memory I Capacity | Free Serial number Random Access Read Burst Rate CANTFS 3,9GB DANTFS 4,03 GB EANTFS 6,04 GB 2,76 G B 94C9-0ED6 44E4-B7G4 0,06 ms 45328,18 kB h Benchmark selected drive Random access (in ms) Read burst rate (in MB/sj Video card [Jo? CD-ROM OpenGL □ WDCAC418000DFAT32_;j SEAGATE ST31720A FAT QUANTUM FIREBALLPAS40.0 FAT32 SEAGATE ST3630A SEAGATE S T 38421A FAT 32 WDC WD102AA SEAGATE ST340823A FAT32 SEAGATE ST340823A NTFS SEAGATE ST34311AFAT32 IBM IC35L020AVER07 FAT32 SEAGATE ST3660A FAT32 _ r Obrázek 281 - test HDD jjjS?HnetInfo Benchmark File Benchmark Hnetlnfo Benchmark Software for benchmarking system and its components |Type_ 1 Drive 1 Label 1 Serial Number 1 File system I Capacity I Total Clusters I Bytes Per Sector! E-IDE CD-948E/TKU IFA Ihnetinfo JD12E-15C5 ICDFS 1500,47 MB 1256241 12048 1 1 Memory Hard drive Tested drive / file: Average: ^ Minimal: I-1 M animal: F:\lnstall\hnetinfo. ▼ c =lJ„. ^ Handorn access avg.. | Async Read Benchmarking... 1187,0 KB/s (7,9k) 1180,6 KB/s [7,9x) 1189,3 KB/s (7,9k) Press "Rescan drives" button to find all actually available cd-rom drives and select the file for benchmarking. After you can start benchmark of your drive. Random Access Video card Sequential read benchmark | Random access benchmark | Benchmarks | sequential read benchmark LOJ CD-ROM OpenGL actual average 9 10 11 12 amount of data in MB |start benchmark on selected drive Obrázek 282 - test CD-ROM Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 244 Obrázek 283 - test OpenGL Hnetlnfo Benchmark File Benchmark Help Hnetlnfo Benchmark Software for benchmarking system and its components CPU/FPU Memory 1931 Screen capabilities test CIE Screen Chromaticity Diagrams | Color charts | Color mi* | HSV/FIGB | rCIE standard observei- | P 1931 2-degree C 1964 10-degree Standard observer I Color matching functions CIE 1931 |ciE196C| CllNTSC !ebu SMPTE Short Persistence Long Persistence Video card CD-ROM p OpenGL I- Show gamut only 1^ Display grid lines \7 Show wavelength values |change color system Obrázek 284 - kalibrace monitoru Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 245 Na závěr ještě uvedu stránku, kde můžete najít velké množství programů pro celkové otestování systému: http://www.svethardware.cz/download_list.jsp?opath=Diagnostick%C3%A9+utility%5CSyst% C3 % A9m+j ako+celek ŕ? Svet hardware - downloady - Windows Internet Explorer 0@® ilitv % SCSyrsťftC 3 %A9m +iako -Ksle 5 v Live Search File Edit View Favorites Tools Help Odkazy jt^ Customize Links oo oo i^Svethar... X S Svět hardw. ■ Page " / Tools - Dnwnloadv / Diagnostické utility / Systém jako celek Myslenia této sekce spočívá v archivu všemožných ovladačů, benchmarků k testování výkonu, užitečných utilit a mnoha dalšího, co se může čtenářům Světa hardware hodit. Vše co je a bude v sekci Download umístěné, je uložené na našem serveru, čili nejsme odkázání na dostupnost někoho/něčeho dalšího a budeme se snažit o to, aby zde bylo pohromadě vše potřebné, co by mohli naši čtenáři potřebovat. Chceme se však striktně držet záležitostí přímo se týkajících našeho tématu. Nej novější HWJNFQ32171 [16,11,2006) Everest Ultimate Edition 3,50 [25.10,2006] Everest Ultimate Edition 3.01.733 Beta [5,10,2006] HWJNFO321.70 [14.9.2006] Everest Ultimate Edition 3.01.695 [1.9.2006] Sandra 2007 5P1 [2007,9,10,1051 [7,6,2006] HWJNFQ321.62 (7.6.2006) Everest Ultimate Edition 3.0 (30,6,2006) Everest Ultimate Edition, 2,61,618 Beta [22,6,2006] Everest Ultimate Edition, 2.S1.5S1 Beta (16,5,2006] < PJej stahovanější Everest Ultimate Edition 3.50 (259k) Sandra 2007 SP1 (2007.9.10.105) (751x) Everest Home Edition, 2.2C (429x) HWJNFQ321.71 (56x1 Everest Ultimate Edition 3.01.733 Beta (204x) Sandra 2007 5.10.96 (S16x) Sandra 2005 SR3 [452x] HWirlFO321.70 [133x) Everest Ultimate Edition 3.01.693 (316x) HWJNFQ321.62 (120x) HWÍHFQ32 1.71 16,11.2006, Diagnostické utility / Operační paměť [staženo 56x) HVViNF03Zje produkt bratislavské firmy REALIX a svou funkčností se zařazuje po bok Sandry či Everest Home Edition, Nová verze především přidává podporu novému hardware a opravuje několik chyb. Everest LHtimate Edition 3.50 25,10.2006, Diagnostické utility / Operační paměť [staženo 259x) Nástupce legendární AIDY3Z nabízí podrobné informace o CPU, základní desce, pevných discích, optických mechanikách, apových sadách a GPU. Novinka je poměrně významnějšího charakteru [z verze 3.01 na 3.50), neboť přináší celou řadu zrněn. Kromě jiného se můžeme těšit z podpory Intel Core Z procesorů, CrossFire, SLI, měření teplot u SCSI a SAS disků atd, Kompletní seznam zrněn naleznete v podrobném popisu, Everest Ultimata Edition 3.01.733 Beta 5.10.2006, Diagnostické utility i Operační paměť (staženo 204x) NástuDce leaendámí AIDY32 nabízí podrobné informace o CPU. základní desce, rjevnvch discích, ODtickvďi I Done, but with errors on page. 0 Internet ioo% Obrázek 285 - stránka s diagnostickými utilitami Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 246 Na následující stránce najdete programy pro benchmarky: http://www.svethardware.cz/download_list.jsp?opath=Benchmarky Svět hardware - downloady - Windows Internet Explorer Jim.»..iayj..i.jm3 y]pt||x| Live Search File Edit View Favorites Odkazy ^ Customize Links Tools Help □o □o ig Svět hardw. JgSvěthar... 0 " § " [^Page - @ Tools - Downloady / Benchmarky Myšlenka této sekce spočívá v archivu všemožných ovladačů, benchmarků k testování výkonu, užitečných utilit a mnoha dalšího, co se může čtenářům Světa hardware hodit. Vše co je a bude v sekci Download umístěné, je uložené na našem serveru, čili nejsme odkázání na dostupnost někoho/něčeho dalšího a budeme se snažit o to, aby zde bylo pohromadě vše potřebné, co by mohli naši čtenáři potřebovat. Chceme se však striktně držet záležitostí přímo se týkajících našeho tématu, Kategorie down load ů Testy grafické karty Testy operační paměti Testy pevného disku Testy procesoru Testy stability Testy zvukové karty Utilit [downloadů: 28, nejnovějšíz 02. 08. 2006) [downloadů: 16, nejnovějšíz 20. 10. 2006) [downloadů: 13, nejnovějšíz 07. 08. 2006) [downloadů: 27, nejnovějšíz 09. 10. 2006) [downloadů: 7, nejnovější z 16. 11. 2006) [downloadů: 3, nejnovější z 11. 10. 2006) [downloadů: 6, nejnovější z 16. 11. 2006) Nejnovější Nej stahovanější Fraps 2.8.1 [16.11.2006) Prim e95 24.14 Cl715x} BurnlnTest 5.1.1014 f 16,11.2006) Super PIl.le(1842x) Fraps 2,8.0 [26.10.2006) Sandra 2007SPI (2007.9.10.105} C751x} RHHA 3,72 [20.10.2006) 3DMark06 f741x) RightMark3DSound 2.3 [11.10.2006) Fraps 2.8.0 (lllx) Win RAR 3,61 fCz) (9.10.2006) RHHA 3.72 Cll4x} WÍnRAR3.61 [18.9.2006) HDTach 3 f564x} Win RAR 3.60 Final fCz) f 14.9.2006) PrimeS5 25.1 (252x) Gr eben ch 9.5 (12.9.2006} 3DHark03 f407x} Prime95 25.1 (12.9.2006) Everest Ultimate Edition 2006 v.3.01 (343x) Fraps 2.B.1 16.11,2006, Benchmarky / Utility napomáhající testování [staženo 38x) Fraps je univerzální aplikace pro rozhraní her Directt nebo OpenGL. Umožňuje zjistit počet snímků za sekundu (FPS) v libovolné hfe, a tím porovnávat výkonnost hardware. Nová verze je jen opravnou po nedávném releasu 2.8.0. BurnlnTest 5.1.1014 16.11.2006, Benchmarky f Testy stability [staženo 45x) Nová verze DODulámího Drooramu Dro otestování stabilitv BurnlnTest se dočkala nového buildu. Ten ODravuie v .: Done, but with errors on page. 0 Internet H100% Obrázek 286 - stránka pro download benchmarků Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 247 KORESPONDENČNÍ ÚKOL 9 Popište, jaké parametry se testují při výkonnostních testech pamětí a procesorů. Termín zaslání tutorovi - do 2. tutoriálu. SHRNUTI KAPITOLY UVODNI NASTAVENI, POČÍTAČOVÁ DIAGNOSTIKA, TESTY VÝKONNOSTI V této kapitole jste se seznámili se základním nastavením počítačových parametrů, testovacími kapitoly programy a programy pro diagnostiku. Nyní si shrneme některé pojmy. Bios je zkratka Basic Input Output Systém, která znamená v překladu základní vstupně výstupní systém. Jedná se o základní souhrn instrukcí a funkcí nutných pro spuštění počítače. Jedná se o program, který se spouští po startu počítače a který provede základní konfiguraci hardware. Parametry nastavujeme v Setupu Biosu. Během spouštění Biosu se provádí základní testy hlavních komponentů počítače, tzv. POST test. Tento test informuje akustickými signály v případě závady některého komponentu. Pro další diagnostiku používáme specializované programy. Testují se zpravidla tyto komponenty: Procesor, Paměti, Pevné disky, Grafická karta, Zvuková karta, Optické mechaniky, Bezpečnost počítače. Pro testování existuje mnoho programů, plně můžete vystačit s programy freeware nebo shareware. Pro testování stability systému a jeho parametrů slouží benchmarkové testy. Nejznámější je 3DMark. Těmito testy změříte výkon systému a jednotlivých komponent. Benchmarkové testy slouží i pro porovnání výsledků měření zařízení různých výrobců. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 249 3 POČÍTAČOVÉ SKRINE A ZDROJE RYCHLÝ NÁHLED DO PROBLEMA TIKY KAPITOL Y POČÍTAČOVÉ SKRINE A ZDROJE Nyní již znáte konstrukci počítače i jeho jednotlivé komponenty, umíte počítač poskládat a oživit. Znáte základní diagnostické programy a umíte si provést diagnostiku jednotlivých dílů. Jste schopni si otestovat výkon počítače a jeho základních komponent a porovnat váš počítač s jinými. V dalších kapitolách se postupně blíže seznámíte se základními „stavebními kameny". Jak je zřejmé z první kapitoly, část hardware je uložena v počítačové skříni neboli case. V této kapitole si upřesníme rozdělení těchto skříní, podíváte se na vnitřní uspořádání a dozvíte se něco o chlazení a zdrojích. Částečně jste se již s typy a rozdělení počítačových skříní setkali v první kapitole v části věnované rozdělení počítačů. Rovněž jste se seznámili se základním vnitřním uspořádáním a rozmístěním jednotlivých komponentů ve skříni Rychlý náhled CILE KAPITOLY POČÍTAČOVÉ SKRINE A ZDROJE Po úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLY Budete umět: • Provést montáž a demontáž základních komponentů v počítačové skříni • Rozlišit typy jednotlivých skříní podle velikosti • Rozlišit typy skříní podle technologií Budete umět Získáte: • Přehled o počítačových skříních • Přehled o napájení počítačových komponentů • Přehled o chlazení počítačových komponentů Získáte Budete schopni: • Vybrat vhodnou počítačovou skříň podle požadavků na parametry počítače • Vybrat vhodný zdroj podle výkonu komponentů počítače • Zabezpečit chlazení jednotlivých částí • Instalovat jednotlivé komponenty do počítačové skříně Budete schopni ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Celkový doporučený čas k prostudování KAPITOLY je 3 hodiny. Doporučuji však instalaci základních testovacích programů a jejich studium. V tom případě může doba studia přesáhnout 5 hodin. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 250 3.1 Počítačové skříně 3.1.1 Základní rozdělení a parametry http://www.adminxp.cz/hardware/index.php?act=view&aid=38 http://www.svethardware.cz/art_doc-ADF0E799EF8BB9ECC12571A000758B90.html Počítačové skříně (Case) Počítačová skříň slouží pro montáž ostatních komponent nutných pro fungování PC a ochranu před jejich poškozením. Počítačová skříň se postupem doby u stolních PC stala z tak trochu právem zanedbávané součásti něčím, co již při výběru alespoň trochu slušného počítače musíme brát v potaz. Skříně úzce souvisí s výběrem komponent, určují kvalitu chlazení, množství přenášených i tvořených vibrací a s tím i úroveň hluku. Samozřejmě dnes není problém sáhnout po levném výrobku i se zdrojem, ovšem musíme také počítat s tím, že v zásadě bude úkol v podobě udržení komponent pohromadě splněn, ale to bude také vše. Takovéto skříně mívají nekvalitní konstrukci, nedořešený systéme chlazení, špatné dílenské zpracování a jako zdroj pochybné kvality se stávají původcem problémů, jež mohou v krajním případě vyústit ve zničení komponent. Skříň měla splňovat tři základní požadavky: vysokou kvalitu zpracování a s ní úzce spojený výběr materiálu, funkčnost společně s rozmístěním jednotlivých prvků s dostatečnou nabídkou prostoru a konečně široké možnosti chlazení, nenáchylnost na hlučnost. Skříň je kompaktní celek, což znamená, že všechny tyto vlastnosti spolu víceméně souvisí a když se k tomu přidá ještě výběr komponent, je jasné, že je nutné o kvalitní skříni popřemýšlet v souvislostech ještě před koupí. Anglický název je Case, česky bývá také označována j ako Bedna, její součástí je: • Zdroj - K napájení ostatních komponent. Pro výkonné počítače a servery je nutné mít výkonný zdroj (dnes je standardní výkon zdroje 200 - 700W). Výkonnější zdroje vyžadují zpravidla energeticky náročnější procesory Intel, rozhoduje však spotřeba a počet periferií. • Sada šroubků - K upevnění základní desky, mechanik CD, HDD a FDD • Kabel pro připojení elektrického zdroje k počítačové síti. • Návod (Zcela výjimečně). Obrázek 287 - Příklady skříní (www.morex.cz) Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 251 Počítačové skříně mohou být různé velikosti a typu konstrukce. Toto hledisko je jedno z kritérií pro další dělení počítačových skříní. Dalším kritériem je možnost osazení příslušné základní desky do počítačové skříně. Ve dnešní době se můžeme setkat se základními deskami typu AT (už se neprodávají, mohou být ve starších počítačích), typu ATX nebo BTX. Příslušné označení se týká taky zdrojů. Základní desky mohou být dále různé velikosti (mini, mikro apod.). Obecně se pak počítačové skříně mohou rozdělovat podle fyzického uspořádání, vlastností, použité základní desky a zdroje. Typy skříní podle fyzického uspořádání, vlastností a zdroje • AT - Starší řešení - porty jsou vedeny pomocí kabelů do zadní časti skříně (DIN a sériové porty pro klávesnici a myš) Tyto skříně jsou charakteristické nedostatkem místa a horším chlazením a manuálním vypínáním pomocí vypínače vedeného ze zdroje. U této skříně není možné použít desky s uspořádáním ATX a BTX • ATX - Novější řešení, porty jsou integrovány na základní desce (USB, PS/2 pro klávesnici a myš) do sdruženého výstupu, který je jako celek vyvedený v zadní části skříně. Tento typ skříní mívá i další vývody konektorů, především USB a audio, zpravidla na čelní stěně. Uvnitř těchto skříní bývá více místa a lepší chlazení a možnost vypínání softwarově nebo pomocí vypínače vedeného k desce. U některých skříní je možné odstranit pouze jednu stranu počítače nebo obsahuje výsuvný vnitřek s možností vysunout základní desku s kartami (s určitými omezeními kvůli kabelům zdroje, FDD a HDD). U některých starších skříní je možné použít základní desku typu AT s konektorem napájení ATX. • BTX je nová řada skříní která je určena pro BTX formát základních desek. • Micro ATX (BTX) Zmenšená velikost formátu ATX (BTX). Typ desky i musí být taky Micro ATX (BTX), nelze použít desku klasické velikosti. Skříně podle velikosti • Minitower (malá věž). Prostor pro 2x zařízení 5,25" a 2x 3,5" - pro nenáročné uživatele • Miditower (střední věž). Prostor pro 3x zařízení 5,25" a 2x 3,5" • Middletower • Bigtower (velká věž). Prostor pro 5x - 7x zařízení 5,25" a 2x 3,5", je určena pro servery a počítače s velkým počtem zařízení 5,25" • Desktop (počítač na stůl). Možnost postavit na skříň lehčí monitory. Existují různé klony - typy Slim (zmenšený desktop) apod., většinou jsou to atypické počítače a další rozšíření bývá těžké nebo nemožné. V nabídkách některých firem se v poslední době objevuje i název supertower, ale to je spíš obchodní tah, než pravé označení skříně, i když by se tak daly označit výrobky s 5,25" pozicemi odshora až dolů. Desktopové skříně využívají především počítače Apple (integrované s monitory), nebo velkovýrobci značkových PC, jako Dell, HP a jiní. Ti si ovšem mohou dovolit výrobu desktopů přímo na míru svým sestavám. Speciálním případem jsou v poslední době HTPC, neboli Home Theatre Personál Computer -skříně určené pro domácí kino. Takové PC je verzí desktopu, ale díky svému určení jsou tyto skříně jakýmisi luxusními verzemi, protože klasický desktop s plastovým čelem by v obývacím pokoji mezi DVD a hi-fi soustavy těžko zapadl. Proto se zde nejčastěji setkáme s broušenými hliníkovými čely nebo celohliníkovým provedením se stroze elegantním designem, za což si ovšem připlatíme. K HTPC patří zpravidla dálkové ovládání,. Výhodou takovéhoto zařízení je, že v celku dokáže více než dobře nahradit DVD přehrávač, audio přehrávač a ve spojení s TV kartou i video a set-top box. Navíc si pohodlně můžete prohlížet digitální fotografie, nebo hrát hry. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 252 Počítačové skříně mohou být dodávány se zdrojem nebo bez zdroje. Součástí některých skříní jsou různé redukce pro instalaci interních komponent. Při výběru skříně je nutné brát na zřetel možnosti budoucího rozšiřování o další komponenty. Nestíněné skříně mohou rušit televizi nebo rádio (výjimečně a většinou starší typy počítačů). Nekvalitní skříně špatně odizolují zvuk vnitřních ventilátorů a mohou být poměrně hlučné. Typické jsou zdroje se dnes pohybují okolo 300W ale pro Bigtowery a výkonné počítače jsou někdy nutné zdroje výkonnější. U některých skříní existuje možnost přepnutí napájení ze 220V na HOV (zpravidla na zdroji vedle konektoru napájení). Nesprávným přepnutím může dojít ke zničení zdroje. Součástí skříně jsou šroubky k upevňování součástek, kabel pro zapojení počítače do sítě, výměnné plechy skříní ATX pro desky s různým uspořádáním portů. Power Comp - Windows Internet Explorer 1(t^*Í w © http://pomersriop.ci/inshop/scripte/5et.asp7l v \^"t\ f X Search File Edit View Favorites Tools Help Odkazy ^ Customize Links Filtry O Výprodej o Jen novinky t> Jen slevy O Náš tip t> Zrušit filtry Kategorie O Podle kategorií ÉO Procesory í|> Chladiče ÉO Základní desky ÉO Barebone í|> Paměti ÉO Paměťové karty ÉO Flash disky í|> Pevné disky ÉO Řadiče ÉO Optické mechaniky í|> Disketové mechaniky ÍO Iomega mechaniky í|> Grafické karty ÉO TV tunery a videostřih ÉO Monitory ÉO Projektory ÉO Skříně I R> ATX ÉO Zdroje ÉO Klávesnice /// Katalog Podle kategorií / Skříně Seznam výrobců: ^ AOpen arctic cooling ^ Asus ^ AVANCE Technologies CHIEFTEC Eurocase -"=- MODECOM YEONG YANG ABCCDDEFGHIJKLMNNOPQRRSSTTUVWXYZZ Kriterium třídění: Katalogové CÍslo v OKI 0 vzestupné O sestupně Stránka 1/30 12345 6 78 9 10 » Podle kategorií / Skříně / ATX / Desktopy AOpen DT HQ95A- P4 Blue, ATX, 300W Výrobce: AOpen | Záruční doba (měsíce):24 Katalogové ČÍ! Housing Material: Metal: SECC :: Main Board Size: M Drive Bays: 3.5" *2/l(external/internal), 5.25" *3/C Power Supply: 300/250W ATX, Ball bearing fan (in UE D/N/FI/FCC/DoC Certified :: Dimensions: Width 1 S.L0"(155mm), Depth L6.54"(420mm) :: Ventilation: A Second DC fan :: Volume: 1.82 Cu. ft. » odkaz na výrobce v ; Done, but with errors on page, Ö Internet $.100% - Obrázek 288 - rozdělení typu skříní na stránkách prodejce Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 253 Obrázek 289 - integrovaný konektor základní desky Obrázek 291 - uspořádání konektorů na zadní stěně skříně typu AT Konektory na zadní stěně počítačové skříně slouží pro propojení se základními vstupně výstupními zařízeními (myš, klávesnice, monitor, tiskárna) a s případnými dalšími zařízeními. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 254 Obrázek 293 - vnitřek skříně Bigtower ATX Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 255 Demontáž počítačové skříně. Před demontáží počítačové skříně nezapomeňte vypnout počítač a odpojit napájecí kabel Počítačová skříň se skládá z kostry a krytu. Demontáž provedeme odstraněním krytu. Kryt může být jednodílný nebo se skládá z horní části a dvou bočních. Kryt bývá zpravidla upevněn pomocí šroubků k zadní stěně počítače. Po odstranění těchto šroubků se kryt vysune směrem dozadu a odstraní směrem nahoru. V případě děleného krytu odstraníte pravou stěnu (při pohledu zezadu). U některých skříní s jednodílným krytem jsou šroubky na spodní části skříně. V tom případě musíte celý kryt postupně vysunout směrem dozadu. Obrázek 294 - uchycení krytu počítačové skříně Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 256 Některé skříně mají posuvnou horní část krytu. Horní část je přichycena šroubkem, zpravidla k zadní stěně. Po odšroubování se vysune horní část, zpravidla směrem dozadu a pod ní jsou šroubky držící boční stěnu. Obrázek 295 - demontáž krytu uchyceného zepředu Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 257 Některé typy skříní mají šroubky zepředu. V tom případě je nutné opatrně „odklapnout" přední pane. U těchto skříní si musíte dát pozor na vodiče, kterými je přední panel propojen s vnitřními prvky skříně. Nespleťte si šroubky pro uchycení krytu se šroubky pro uchycení zdroje. Pro odšroubování šroubků držících kryt se používá zpravidla křížový šroubovák. Po odstranění krytu se dostanete ke kostře počítačové skříně. Nyní si ukážeme několik typů počítačových skříní. Skříň BigTower: Výrobce: KME Cena s DPH: 2 023,83 Prostorná serverová skříň BigTower s ATX zdrojem o výkonu 400 wattů, snadnou montáží, čtyřmi 5,25" pozicemi, dvěma vyjímatelnými šuplíky pro 3 disky 3,5" a dvěma externími pozicemi pro mechaniky 3,5". Hlavní výhody skříní KME: Kompatibilita se všemi standardními typy základních desek Zakulacené rohy všech skříní Snadná montáž a údržba Splňují FCC class B standard Parametry a specifikace: Model: CX-7765 Velikost základní desky: Micro ATX, ATX, AT Počet šachet 5,25: 4 Počet šachet 3,5: 6 interních + 2 externí Expanzních slotů: 7 Napájecí zdroj: 400 W Obrázek 296 - skříň výrobce KME Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 258 Skříň typu Tower (označení stojaté skříně obecně větších rozměrů) Výrobce: THERMALTAKE Cena s DPH: 3 095,90 Stylová počítačová skříň formátu Tower ve stříbrném precizním celohliníkovém provedení včetně přední odklápěcí stěny ozdobené "tsunami" designem, který není pouze designovou lahůdkou, ale usměrňuje průtok vzduchu ve skříni a tím napomáhá lepšímu přístupu vzduchu a lepšímu ochlazování celého systému a zlepšení stability. Navíc jsou boční panely upraveny kvalitním lakem, který má povrch vysokého lesku. Skříň je přizpůsobena pro desky typu Micro ATX a ATX a je navíc vybavena šrouby, které zjednodušují manipulaci a patentované kolejničky pro zjednodušení montáže mechanik do 5,25" slotů a montáž komponent do PCI slotů. Chlazení je standardně řešeno dvěma ventilátory. Napájení komponent lze zajistit speciálním napájecím modulem s odpojitelnou kabeláží nebo zdrojem s pasivním chlazením. Parametry a specifikace: Formát desky: Micro ATX, ATX Pozice: 4x 5,25", 2+5 x 3,5" Příslušenství: 2x USB2.0, lx FireWire IEEE1394, AUDIO porty na přední straně 7x rozšiřující slot Ventilátory: 2x 120xl20x25rrrm, 1400rpm, 21dBA Zdroj: není Tloušťka stěny: 0,8 mm hliník Rozměry: 495 x 210 x 478 mm Váha: 5,6 kg Obrázek 297 - skříň typu Tower Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 259 Počítačová skříň typu MiddleTower. Výrobce: CHIEFTEC Cena s DPH: 2 678,99 Luxusní skříň MiddleTower vyšší třídy s elegantním designem, snadnou a pohodlnou montáží a dobrou rozšiřitelností. Je vhodná i na přetaktování díky možnosti osazení dalšími větráky (12 cm zadní a 9 cm přední) pro lepší proudění vzduchu. Obsahuje přední USB porty a intrusion switch, který umožňuje detekovat neoprávněné otevření skříně. Netradičně umístěná disketová mechanika na vrcholu skříně je snadno přístupná, montáž disků je velice pohodlná díky vyjímatelné kleci. Celek doplňuje tichý a kvalitní ATX zdroj o výkonu 360 wattů. Parametry a specifikace: Rozšiřující pozice: 3x 5,25" lx 3,5" pro disketovou mechaniku 3x 3,5" interní pro pevné disky Slotů pro rozšiřující karty: 7 Rozměry: 458 x 207 x 478 mm Hmotnost: 9,5 kg Napájecí zdroj: ATX, 300 wattů, vhodný i pro Pentium 4 Obrázek 298 - skříň typu MiddleTower Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 260 Skříň typu MidiTower Skříně typu miditower jsou dnes již výběhovým typem, který postupem vývoje základních desek a chlazení mizí z nabídek. V minulosti se rozdíl mezi midi a middle určoval především orientací napájecího zdroje. Miditowery byly nižší, protože zdroj byl umístěn nastojato vedle základní desky. To omezovalo chlazení procesoru poté, co se objevily výkonnější procesory do socketů a společně s nimi rozměrnější chladiče. Tyto chladiče již byly na tehdejší poměry masivní, využívaly 80mm ventilátorů, a potřebovaly více místa. Tento způsob uložení zdrojů znemožňoval použití velkých ventiláorů. Další nepříjemností byl komplikovaný přístup ke komponentům. Pro běžné zásahy, jako např. výměna RAM modulů, bylo nutné zdroj odmontovat, nebo naopak z druhé strany vyklopit část kostry i se základní deskou. Case KME Miditower CX-6262 Elegantní černostřibrná skříň KME osazená 400W zdrojem s 15cm supertichým (do 20dB) ventilátorem. Na čelním panelu jsou vyvedeny konektory USB a audio. Technické specifikace: • Rozměry: 412x185x445 • Pozice: 4x 5.25", lx 3.5" vnější (zapuštěná), 5x 3.5" vnitřní • Pozice pro ventilátory: Vepředu 2x 8x8cm nebo lx 12xl2cm, vzadu lx 8x8cm, na boku lx 8x8cm • Podporované formáty desek: ATX/Micro ATX Obrázek 299 - skříň MidiTower Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 261 Na tomto místě ukážu, že běžná klasifikace je někdy zcela nedodržována. Následující příklad ukazuje počítačovou skříň, která je na stránkách prodejce http://www.czechcomputer.cz rovněž označena jako MidiTower. Aspire X-Qpack-AL/420 - Miditower 420W 0 Czech Computer - Sknné\ATX\Miditower - Windows Internet Explorer □0® ES htto://www.czeďicomputEr,cz/ca t_tree.jsp7l v |11 X | Search File Edit View Favorites Tools Help Odkazv ^ Customize Links oo oo • IClmiditow... X SUPER... Cc Cze... X 0 ' # ' [_> Page ' Ö T^°ls -ui liji i y- ■ Čistia' prostředky ► Dárkové předměty ► Digitální fotoaparáty ■ Flash disky ► Grafické karty ► Herní zařízení ► Hry ► Chladiče ► Kabely ► Kamery ► Klávesnice Média ■ Mechaniky ► Modemy ► Monitory ► MP3 prehrávače ► Myši ■ Notebooky ■ Operační paměti ► Paměťové karty ► PC Sestavy ► PDA ► Pevné disky ► Počítačová literatura Procesory ■ProGarning Projektory ■ Reproduktory ► Radiče ► Síťové prvky ► Skenery ■ Skříně T ATX ► FJigtower 12D0W ■ 400W ► Minitower ► RDÍ l< ^spire X-Qpack-AL/42py M d itower 420 AspireX-Qpack-BL/420 -Miditower 42DW Aspire X-Qp Miditov 2 697^— " -""3 209r-bez DPH ní. DPH 2 597,- 3 209,-bez DPH ve DPH 2 697,-bez DPH Netradiční skříň prs MicroATX desky, 2x5.25", 1x3.5" ext. a 1x3.5" int.. 420W zdroj, robustní držadlo pro snadné přenášení. Netradiční skříň prs Micro-ATX desky, 2x5.25", 1x3.5" ext. a 1x3.5" int.. 420W zdroj, robustní držadlo pro snadné přenášení. Netradiční skřir desky, 2x5.25", int.. 420W zdro pro snadné přen Aspire X-Qpack-N W-AL Silver ■ Miditower Aspire X-Qpack-NW-AL/420 Miditower 420W 2 D69,- tez DPH 2 462,- vč. DPH 2 584P-tez DPH 3 075,- vč. DPH { ► Middletower ^ \^ Miditower J Netradiční skříň pro MicroATX desky. 2x5.25". 1x3.5" ext. a 1x3.5" int., robustní držadlo pro snadně přenášení. n pro Micro-ATX 1x3.5" ext. a 1x3.5" Netrad i čn í st desky. 2x5.25' int., 420W zdroj, robustní držadlo pro snadné přenášení. Aspire X-Qpac Midi 2 069,- bez DPH Netradiční skřir desky. 2x5.25", ' int., robustní dr přenášení. > \ Internet Obrázek 300 - www stránka firmy czechcomputer Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 262 Obrázek 301 - nespecifická konstrukce skříně typu MidiTower Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 263 Skříň typu MiniTower EuroCase MS32 - Minitower 200W Druh PC skříně: Minitower Druh napájecího zdroje: ATX, 200 W Počet interních 3,5" pozic: 2 Počet externích 3,5" pozic: 1 Počet externích 5,25" pozic: 1 Rozměry skříně [v x š x h mm]: 350 x 150 x 400 Obrázek 302 - skříň typu MiniTower Obrázek 303 - další příklady skříní typu MiniTower Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 264 Pro srovnání uvedu ještě příklady BTX skříní. Samostatným tématem je výběr mezi formátem ATX a BTX. BTX je dnes již letitý návrh, jenž se ale stále u běžných uživatelů nemůže prosadit a je naprosto jasné proč. S nákupem skříně BTX formátu se zákonitě pojí i nákup nové základní desky. A když už kupujeme základní desku, většinou si pořídíme i nové CPU, paměť, grafickou kartu, atd. Proto se nákup BTX skříně v podstatě rovná nákupu nového počítače. Podstatným rozdílem u skříní je přístup do skříně z pravé strany. Někteří výrobci proto přišli s konstrukčními prvky, které umožňují instalovat do některých skříní desky a zdroje ATX i BTX. Jak je přeměna BTX na ATX a opačně jednoduchá, dokazuje třeba skříň APlusCase X-Blade. Tu si můžeme po dodatečném zakoupení BTX kitu za několik minut sami přetvořit. Tento kit umožní změnu uchycení základní desky na druhou stranu skříně a přidání tunelu vedoucího k procesoru. Obrázek 304 - koncepce BTX s tunelem na chladiči procesoru - minitower Přesto se však BTX formát začíná prosazovat a mají na tom hlavní podíl právě výrobci značkových PC. BTX skříně mají oproti ATX lépe vyřešeno chlazení. Skrz celou skříň je co nej kratší cestou veden vzduch z předních nasávacích otvorů, přes tunel s žebrovím chladiče CPU. Následně kolem chladiče čipové sady a grafické karty je odvětrávání vedeno přes zadní pozice a ventilátor napájecího zdroje. U tohoto lineárního uspořádání může být problém v umístění procesoru, coby první komponentě na cestě vzduchu. Teplo z procesoru by mohlo pronikající vzduch až příliš zahřát, což by vedlo Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 265 k přehřívání ostatních komponentů, např. grafické karty. Nesporná výhoda BTX formátu je však opačná orientace karet, z čehož těží především grafické karty s pasivním chlazením. Skříň typu Mikro BTX Výrobce: MOREX Cena s DPH: 1 354,05 Kompaktní počítačová skříň určená pro moderní platformu BTX. Nabízí dva rozšiřující sloty pro zařízení 5,25" jako jsou optické mechaniky, jednu pozici pro disketovou mechaniku nebo čtečku paměťových karet 3,5" a až 3 interní pevné disky. Elegantní provedení v černo-stříbrném designuje vhodné do domácnosti i kanceláře a neudělá ostudu ani v reprezentačních prostorách Vaší firmy. Pro snazší připojování periférií má skříň vyvedeny snadno dostupné přední porty - 2x USB, lx FireWire a 2x audio. Napájecí zdroj není součástí skříně, je nutné ho dokoupit zvlášť podle požadavků montované sestavy (je vyžadován zdroj standardu ATX 2.0). Parametry a specifikace: Velikost základních desek: Micro BTX, Piko BTX Rozšiřující sloty: 2x 5,25" externí, lx 3,5" externí, 3x 3,5" interní pro pevný disk Přední panel: 2x USB, lx FireWire (6 pinů), 2x Audio Rozměry: 180 x 395 x 388 mm Materiál: Plech, síla 0,8 mm Napájecí zdroj: Skříň se dodává bez zdroje Je vyžadován zdroj standardu ATX 2.0 Tato komponenta je kompatibilní pouze s dalšími díly určenými pro platformu BTX! Zvláště se to týká vhodného procesoru, chladiče, základní desky a skříně se zdrojem. Obrázek 305 - skříň typu Mikro BTX Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 266 Na následujícím obrázku můžete porovnat, že v tomto typu počítačové skříně je opravdu málo místa. Pro lepší porovnání uvedu ještě jednou skříň KME BigTower. Pro srovnání Vám může posloužit například počet šachtic pro vnější pamětí. Obrázek 306 - srovnání velikostí a vnitřního prostoru skříní Je logické, že na velikosti vnitřního prostoru bude záležet nejen počet možných periferií které můžeme instalovat, ale i vnitřní teplota, možnosti chlazení a dostupnost jednotlivých komponent. Na vnitřním uspořádání závisí i počet a uspořádání přídavných ventilátorů. Desktop mikro BTX Výrobce: AOPEN Cena s DPH: 1 984,12 Elegantní počítačová skříň černé barvy je určená pro základní desky typu micro BTX. Nabízí 89 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 267 jeden rozšiřující slot pro zařízení 5,25" jako jsou optické mechaniky, pozici pro disketovou mechaniku nebo čtečku paměťových karet 3,5" a jeden slot pro interní pevný disk. Provedení v desktopovém stylu je vhodné do domácnosti i kanceláře. Skříň můžete umístit i vertikálně jako micro tower. Součástí skříně je kvalitní zdroj s výkonem 275 W, který zajišťuje dostatečný výkon pro ostatní komponenty. Parametry a specifikace: Velikost základních desek: Micro BTX Rozšiřující sloty: lx 5,25" externí, lx 3,5" externí, lx 3,5" interní pro pevný disk Rozměry: 390 x 108 x 350 mm Materiál: SECC Napájecí zdroj: 275W CFX 12V Tato komponenta je kompatibilní pouze s dalšími díly určenými pro platformu BTX. Zvláště se to týká vhodného procesoru, chladiče, základní desky a skříně se zdrojem. Obrázek 307 - skříň typu desktop Mikro BTX Jelikož se zase jedná o skříň Mikro BTX, opět, jak je patrno na následujícím obrázku, neoplývá vnitřním prostorem. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 268 Obrázek 308 - vnitřní uspořádání desktopu Mikro BTX 3.1.2 Kvalita zpracování V dnešní době je ne počítačovou skříň kladeno několik různorodých požadavků, které se zdály být ještě nedávno nepodstatné. Počítačová skříň musí nejen splňovat přísné požadavky na modularitu, rozšiřitelnost a chlazení. Musí současně splňovat poměrně značné nároky na hlučnost a v neposlední řadě splňovat estetické požadavky. V poslední době se přidávají i požadavky na bezpečnost (odstranění ostrých hran) a kvalitu provedení. Zde se bere v úvahu použitý materiál a jeho tloušťka, kvalita sestavení a spojení celého šasi, společně s dílenským zpracováním. Z použitých materiálů kromě různých druhů plastů (nejčastěji ABS - Acrylonitrile Butadiéne Styrene), připadají v úvahu především tři - SECC, SGCC a hliník. SECC a SGCC jsou velmi podobné, jedná se o pozinkované ocelové plechy, lišící se způsobem pozinkování. SECC znamená, že plech byl pokryt zinkem elektrolytickým způsobem (electrolytic zinc-coated steel sheet) a plech SGCC byl zase poniklován ponořováním do lázně roztaveného zinku s různými příměsemi hliníku (hot-dip zinc-coated steel sheet). Podle výrobců skříní by měl být SGCC o něco pevnější; 0,6mm SGCC ekvivalentní k 0,8mm SECC. Přesto se ale většina plechových skříní vyrábí právě z SECC. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 269 Obrázek 309 - typický middletower vyrobený z SECC Další možností je výroba skříní z hliníku. Hliník, známý kvalitní vodič tepla, je lehký, měkký a tedy i dobře tvarovatelný a hliníková skříň působí luxusním dojmem. Na druhou stranu je hliník daleko dražší, k čemuž se přidává nutnost užití silnějšího plechu - minimálně lmm - a také snížená pevnost celku. Hliníkové skříně jsou navíc náchylné na přenos vibrací, tudíž je u nich kvalita zpracování o to důležitější. Vysoká tepelná vodivost aluminia se dá využít k pasivnímu chlazení pevných disků a možná by se s úpravami dala využít k lepšímu chlazení napájecích zdrojů. Předpokladem je, že součástka bude s hliníkovou konstrukcí spojena tak, aby se mohla tepelná energie snadno šířit. Obrázek 310 - celohliníková skříň Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 270 Tloušťka materiálu se liší podle použitého materiálu, takže u plechových skříní se pohybuje většinou od 0,6mm po lmm a u hliníkových by neměla v žádném případě klesnout pod lmm. Zde platí, že čím silnější, tím lepší a odolnější, ale také těžší a dražší. Opravdu luxusní hliníkové skříně za 6000Kč a více nabízejí i větší tloušťku, 2mm a více. U takto silného plechu se již nemusíte téměř ničeho bát, ani přílišné hmotnosti a právě zde vyniká firma Lian-Li, jejíž hi-end modely patři mezi špičku PC skříní, především kvalitou zpracování a jedinečným designem. Obrázek 311 - Tower od firmy Lian Li Houževnatost materiálu je tedy jednak důležitá pro tlumení vibrací a hluku vůbec, dále pevnost celku, což se týká především šasi, ale také pro pohodlí uživatele. Nekvalitní bočnice se špatně nasazují. Kroutit se ale také může úchyt pro instalaci základní desky, a to může mít daleko horší následky, třeba v podobě vzniku studeného spoje a tím její znehodnocení. Skříň by měla být pevná, aby komponenty dobře a pevně seděly. Kromě kvalitního materiálu záleží kvalita skříně na dalších prvcích, jako různé zpevňující přepážky, nebo do trojúhelníku vyztužené rohy. S používáním a přenášením skříně se situace může dále zhoršovat, což může být důsledek nekvalitního materiálu, nýtování a vůbec celkového sestavení. Nakonec se zmíním o dalším určujícím faktoru kvalitního výrobku, bezpečnosti. S tou je spojeno např. zaoblení veškerých odkrytých hran. U levných, nekvalitních skříní existuje poměrně velká možnost se při instalaci komponent. To je nechvalnou známkou nezaoblených tenkých plechů. Kvalitnější výrobky mají hrany přehnuty. Zaoblení okrajů však může mít i výrazný podíl na pevnosti. Díky tomu pak daleko lépe odolávají tlakům a přispívají k celkové kvalitě. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 271 Rozmístění prvků uvnitř skříní je další oblastí, jíž bychom se měli zabývat. Dobré výrobky této kategorie obecně nabízí velký prostor, a tedy i možnost konfigurace, snadnou instalaci a tím i následnou správu PC. Rozmístěním prvků se především myslí pozice úchytu pro základní desku, šachtic pro pevné disky a zdroje. Obecně platí, že v dobře vyřešené skříní se komponenty v žádném případě nesmí navzájem omezovat, nebo ovlivňovat, jako tomu bylo například u midi-towerů. Obrázek 312 - kvalitně zaoblené hrany skříně z 0,8mm SECC U kvalitních skříní jde především o rozdělení místa mezi základní desku, šachty a napájecí zdroj. Dalším problémem je vzájemný vliv základní desky a zdroje. U některých rozměrných chladičů procesorů vznikalo nebezpečí, že u základních desek se socketem umístěným příliš blízko horního okraje bude chladič kolidovat se zdrojem. To ale klade vetší nároky na výšku skříně a tím samozřejmě i celkovou cenu. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 272 Obrázek 313 - vhodné rozmístění komponentů uvnitř skříně 3.1.3 Technické doplňky v počítačové skříni Šachty pro mechaniky a disky Jak jste si mohli všimnout, v počítačové skříni je vyčleněný prostor pro základní desku, zdroj, ventilátor a pevné disky, v různých typech skříní se mohou způsoby uchycení těchto komponent lišit. Jedním ze základních problémů, je umístění šachtic pevných disků vzhledem k základní desce. Pokud si vybereme příliš krátkou skříň musíme se také připravit na tu možnost, že základní deska bude omezovat nižší pozice pro 5,25" mechaniky a 3,5" pozice pro pevné disky. Tento problém se zvláště umocní, pokud se přidají moderní grafické karty s velkými rozměry. Zvláště poté je manipulace s disky poměrně problematická. Pokud nechceme ustavičně demontovat grafické karty nebo jiné komponenty ze základní desky, pak si musíme obstarat buď dostatečně dlouhou skříň, ve které je manipulace s disky i přes grafické karty snadná, nebo skříň, ve které je šachta pro pevné disky otočena o 90°. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 273 Obrázek 315 - jiný systém umístění diků pomocí plastových uchytí K instalaci pevných disků z boku skříně se v některých případech využívají kolejnice, které jsou většinou plastové a brání tak přenosu tepla na kostru skříně. K dostatečnému chlazení je v tomto případě nutné mít zapnutý přední nasávací ventilátor, disky j sou však lépe chráněny proti otře- Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 274 sum.. Pokud jsou šachtice pootočené, je sice lepší přistup k diskům a konektorům, zamezuje se však vzduchu v proudění. K chlazení instalovaných disků bude toto řešení stačit, zabraňuje však dalšímu proudění vzduchu do skříně. Pokud se podíváte na přední panel skříně, měly by být patrné nasávací otvory, ať už přímo vepředu před pozicí pro ventilátor, nebo ze spodní strany předního panelu. Každopádně by pro účinné nasávání vzduchu měla být jeho cesta dovnitř co nejkratší a nejpřimější. Jenomže dost často bývají před snadným prouděním vzduchu upřednostňovány jiné prvky, jako vstupně výstupní porty, loga výrobce a jiné, což brání proudění vzduchu. Obrázek 316 - uchycení disku do šachtice, kterou můžeme libovolně posouvat po celé délce skříně Skříně typu tower již dlouho nejsou uspořádány tak stroze, tedy se všemi šachtami vepředu a zdrojem nad základní deskou. Jsou tu samozřejmě jistá omezení. Šachty pro optické mechaniky a externí 3,5" zařízení musí být samozřejmě umístěny vepředu a stejně tak základní deska musí být kvůli rozšiřujícím kartám a vlastním konektorům vzadu, ale v ostatních ohledech je limitující pouze délka jednotlivých datových a napájecích kabelů. Můžeme se tak setkat se skříněmi, ve kterých je prostor pro základní desku a zdroj rozdělený na dva samostatně větratelné celky (An-tec P180), skříně, ve kterých si můžeme vybrat pozice pro pevné disky i jejich polohu sami (APlusCase X-Blade), skříně se zdrojem pod základní deskou (APlusCase X-Blade, Lian Li PC-VI100, Aerocool Flamboyant) a další alternativy. Zmíněné výrobky ovšem patři ovšem mezi ty dražší. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 275 V některých skříních se můžeme setkat s uchycením disků v plastových rychloupínacích mechanismech, jsou dnes poměrně rozšířené, jejich výhodou je, že pro instalaci komponent do takových skříní téměř nepotřebujete šroubovák. Uchycení disků pomocí takových mechanismů mívá i své problémy. Rychloupínací mechanismy vždy nebývají zpracovány tak, že by se vyrovnaly šroubkům. Problémy mohou nastat v případě, že plastové úchyty jsou nutné, nemáme je však k dispozici. Obrázek 317 - uchycení disku pomocí plastových nástavců Kabely Management kabeláže je oblast, na kterou se často zapomíná a která zvláště dnes nabývá na důležitosti. Mít uspořádané kabely, to není jen záležitost estetiky, ale především chlazení a dostupnosti k zařízením. Nesepnuté kabely jednak ohrožují ventilátory (kabel se může dostat do lopatek) a potom kladou nezanedbatelné překážky proudícímu vzduchu. Tento problém u starých počítačů téměř neexistoval, protože tam nepotřebovaly jednotlivé komponenty tolik chladit a také kabelů nebylo tolik. Pokud si uděláme malý výčet, tak na nepořádku v kabelech se dnes podílejí především zdroje, které mají daleko více dlouhých větví, než kdykoliv předtím. Výhodou jsou v tomto případě zdroje s možností odepnutí jednotlivých větví. Výhodou ve dnešní době je, že ploché kabely k pevným diskům a mechanikám nahradily kabely SATA, nebo kulaté ATA kabely. Přibyly však další kabely pro zadní, či přední USB, Firewire a audio porty, s jejichž délkou výrobci skříní zpravidla nešetři a je na nás šije vést místy, kde budou co nejméně vadit. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 276 Pokud k tomu přičteme napájecí kabely pro množství ventilátorů a i regulátory jejich otáček, nám vznikne masa drátů, je jasné, že uspořádání kabelů je důležitým krokem ke spolehlivému systému. Obrázek 318 - zdroj s odpojitelnými větvemi Již při výběru vhodné skříně musíme proto zvážit, jaké tedy máme možnosti při uspořádání kabelů. Taková skříň by měla být dostatečně prostorná, abychom mohli přebytečné a příliš dlouhé kabely stočit a uložit tam, kde nebudou stát v cestě proudění vzduchu. Asi nejlepším takovým místem je prostor mezi jednou z bočnic (nejčastěji pravou) a úchytem pro základní desku. Další možností je vedení kabelů pod základní deskou, ovšem tam je zase třeba dbát na to, abychom si vývody na zadní straně desky nepoškodili izolaci kabelů. Už i výrobci si nutnost uspořádání kabelů uvědomují a v příslušenství skříní nabízejí různé stahovací pásky, suché zipy, samolepící plastové stojánky, nebo rovnou prvky zabudované přímo do skříně. Na následujícím obrázku je skříň APlusCase X-Blade se dvěma černými perforovanými panely. Ty mají na zadní straně množství malých úchytů, do nichž lze upevnit kabely. Záleží však na konstrukci skříně, jak kabeláž rozmístíte. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 277 Obrázek 319 - mřížky pro vedení kabelů Chlazení a hluk Dobré chladicí schopnosti skříní jsou jedním z hlavních předpokladů k úspěchu. Efektivní chlazení potřebují v první řadě procesory a grafické karty, dále moderní čipové sady a nakonec pevné disky, a to zvlášť pokud jich máme několik výkonných. Ostatní komponenty, jako paměti, zvukové karty nebo optické mechaniky, již takové chlazení nepotřebují. V této části si ukážeme aktivní způsob chlazení s pomocí ventilátorů. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 278 HDD Obrázek 320 - klasické rozmístění komponent a ventilátorů v middletoweru Pokud se budeme rozhodovat při nákupu skříně podle jejích chladicích schopností, měli bychom mít na paměti hlavně závislost rozmístění komponent a ventilátorů. Zde je nutné vzít v úvahu, že pokud budeme vzduch ze skříně dobře odčerpávat a zároveň mu na vhodných místech nebudeme klást přílišný odpor v proudění dovnitř a kolem komponent, pak se již dokážeme obejít bez nasávacích ventilátorů a tím i dalších zdrojů hluku. Je nutné si uvědomit, že ventilátory mají být rozmístěny tak, aby proud vzduchu jimi tlačený, nebo k nim tahaný, procházel přes nej důležitější komponenty. Tudíž pokud už budeme mít ventilátory nasávající vzduch, měla by jejich pozice být přímo před chlazenými komponentami (pevné disky, grafické karty a procesory). Tady je komplikace především v rozdílném rozmístění součástek na základních deskách což vylučuje kvalitní použití chladicích tunelů procesorů, především u skříní BTX. HDD HDD Obrázek 321 - alternativní rozmístění s odděleným místem pro zdroj s disky a ostatní komponenty Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 279 Výchozím bodem pro chlazení je napájecí zdroj a jeho ventilátor. Výrobce může využít klasického systému, kdy se zdroj podílí na odvodu teplého vzduchu z oblasti procesoru, nebo zdroj umístit tak, aby vzduch nasával zvenčí skříně a ihned posílal zase ven, případně aby se podílel na chlazení pevných disků. V jiném případě chlazení probíhá v oddělených komorách pro zdroj (a pevné disky) a základní desku s ostatními komponentami. Výhoda klasického způsobu je vtom, že zdroj se podílí na chlazení celé skříně. Nevýhodou je, že u zdrojů s řiditelnými otáčkami se nasáváním již zahřátého vzduchu otáčky a tím i hlučnost zvyšují. Zde je nutné si uvědomit, jaké máme priority na chlazení, zvolit si vhodné rozměry skříně, možnosti chlazení a konstrukci skříně, které budou nejvíce vyhovovat použitému hardware. Pevné disky a chlazení Pevné disky jsou v první řadě zdrojem teply, dále svým objemem brání proudění vzduchu a současně jsou zdrojem hluku. Jak už bylo řečeno, uchycení pomocí plastových nástavců snižuje možnosti chlazení. Současně v případě většího počtu disků hrozí, že budou umístěny blízko sebe a prostor mezi disky se nestihne chladit. V duchu co největšího usnadnění instalace a manipulace s komponentami a i pevnými disky se zapomíná na schopnost skříní uspokojivě pasivně uchladit pevné disky přebíráním tepla ze šachet a jeho rozváděním dále po skříni. Obrázek 322 - nevhodně umístěná šachtice bránící proudění vzduchu z ventilátoru Existuje však množství výrobců, kteří se snaží zajistit dobrý přenos tepla z disku na šachtu a to buď využití klasického způsobu upevnění přes šroubky, nebo použitím kovových úchytů. Je však stále dost výrobců, kteří uživateli raději nabídnou funkčně naprosto zbytečná okna v bočnici, svítící loga a podobné prvky, místo kvalitního, jednoduchého a účelného chlazení. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 280 Obrázek 323 - vhodně umístěný ventilátor Problémem zůstává odhlučnění pevných disků a to především odstraněním vibrací vzniklých roztočeným motorkem disku a pohybem hlaviček. Zde je dobré použít co nejlépe uzavřenou skříň, a kvalitní zpracování skříně a přichycení bočnic. Další možnosti jsou v použití pružného uchycením disků nebo v pasivních boxech. Obrázek 324 - odhlučněný disk Silencer do 5,25" šachty s pasivním chlazením Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 281 Vzhled a výbava skříní O materiálech pro výrobu skříní už bylo psáno, víte už taky, že dnes existuje množství nestandardních skříní navržených designově do kanceláří nebo jako domácí multimédia. Obrázek 325 - dnes už není výjimkou integrovaný informační panel Nadstandardními prvky bývají různé displeje, dodatečné osvětlení, tepelná čidla, regulátory otáček, I/O porty, prostředky pro management kabeláže, kabelové redukce či feritová toroidní jádra, tyto prvky by v žádném případě neměly být na úkor kvality skříně. Samozřejmostí dodávky bývá i standardní vybavení, jako jsou šroubky, distanční sloupky a manuál. DALSI ZDROJE Na http://cz.asus.com/products4.aspx?ll=7&12=37&13=0&model=1096&modelmenu=l si můžete prohlédnout blíže například následující, designově zdařilou skříň. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 282 VENTO 7700 ©2006 ASUSTeK Computer Inc. All rights reserved. Obrázek 326 - příklad počítačové skříně Parametry: ■Estetika a technologie ■ Excelentní harmonie modré a černé barvy ■ UV barevný lak dodává stylový vzhled a extra ochranu povrchu skříně ■ Stříbrný rámeček s X-křivkou vylepšuje 3D vzhled ■ LED diody dodávají skříni odlišný design ■ Spolehlivost pro nepřetržitý provoz ■ Podpora dvou zadních 80mm ventilátorů a jednoho předního 80mm ventilátoru pro maximalizaci toku vzduchu ■ Ventilační otvory nasávají chladný vzduch zvenčí a stabilizují teplotu systému ■ Řešení chlazení je dostatečně výkonné pro nejmodernější platformy jako pro AMD tak pro Intel. ■ Zjednodušené postupy instalace ■ Vnitřní kostra, kryty rozšiřujících slotů a šroubky demontovatelné pouze prsty pro pohodlí uživatelů ° Moduly pro interní pevné disky otočné o 90° umožňují jednoduchou instalaci bez potřeby prostrkování rukou dovnitř skříně ° Zaoblené hrany zajišťují bezpečnost uživatele před pořezáním a poškrábáním ■ Patentovaná Magie Mask® se odklápí nahoru a proto nenaráží do dalších věcí na pracovním stole ■ Optimalizováno pro rozšíření ♦ Nabízí deset pozic pro mechaniky, z toho čtyři 5.25 palcové a šest 3.5 palcových ■ Sedm rozšiřujících slotů na základní desce a kompletní vstupy a výstupy na předním panelu umožňují rozmístění periferií jak je libo. ■ Podpora formátu základních desek jak ATX, tak i microATX Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 283 Držák pro snadné přenášení Ventilační otvory Návrh bez šroubků Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 284 3.2 Počítačové zdroje 3.2.1 Co je to počítačový zdroj V této části jsem čerpal mimo jiné z: http://www.ddworld.cz/case-a-zdroie/pc-zdroi-srdce -pocitace-18.html http://www.zive.ez/h/Uzivatel/AR.asp? ARI= 131882 http://www.svethardware.cz/art doc- 4B3777DC9C4C8FF8C125716F006EB97E.html?lotus= 1 &Highlight=0,zdroj http://www.svethardware.cz/art doc- 8D4AEA4126FB1125C1256E84004449B3 .html?lotus= 1 &Highlight=Q.zdroi http://www.svethardware.cz/art doc-730916E584B75FF5C1256DCD00312EDD.html Na těchto stránkách si můžete informace doplnit a upřesnit. Zdroj je elektrické zařízení, které dodává elektrickou energii potřebnou pro funkci všech obvodů v počítači. V elektrické síti je dodáváno střídavé napětí 230V (dříve 220V) s frekvencí 50 Hz. Zdroj toto napětí převádí na stejnosměrné a to hned na několik větví - podle typu zdroje, dnes obvykle 3.3V, 5V a 12V. Komponenty počítače jako základní deska nebo grafická karta tato napětí využívají přímo nebo je dále mění na ještě nižší podle požadavků jednotlivých komponent, například AGP verze 3.0 používá napětí 0.8V, procesory napětí kolem 1.5V atd. Zdroj je také zodpovědný za to, že bude napájet komponenty podle standardů a norem. Dnes se používají dvě odlišné konstrukce zdrojů - klasické napájecí zdroje a spínané zdroje. Druhá jmenovaná konstrukce je novější a v dnešní době i přes své problémy stále používanější převážně kvůli nižší hmotnosti, menším rozměrům a nižší ceně v domácích spotřebičích, kde je třeba transformace napětí. Jsou i základem počítače. Počítačový zdroj - srdce počítače Často se za srdce počítače považuje procesor, procesor je však spíš mozek počítače. Přirovnání k srdci v počítači je vhodnější pro napájecí zdroj, protože ten napájí a oživuje celý systém. Podcenění výběru správného zdroje může mít nedozírné následky. Přitom kvalitní zdroje nestojí v porovnání s jinými kvalitními komponentami zdaleka tolik. Zdroje procházely a procházejí neustálým vývojem standardů a formátů (http://www.formfactors.org). V současné době je nejvíce používaný standard ATX12V 2.0. Ten se navíc dnes vyskytuje již ve vývojových verzích ATX12V 2.01, ATX12V 2.1a ATX12V 2.2. ATX12V 2.0 se oproti starším verzím odlišuje 24 pinovým hlavním napájecím konektorem a zejména zdvojenou 12V větví a tím nárůstem výkonu celého zdroje, což při dnešní spotřebě komponent bylo nutností. Důvody pro přechod na ATX12V 2.0 byly dva, nový formát základních desek BTX a přechod na energeticky náročnější PCIe sběrnice. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 285 Počítač nemá stabilní spotřebu, jeho spotřeba se neustále mění, jelikož všechny dnešní komponenty mají šetřící režimy, a tak pokud některá komponenta na plno jet nemusí, sama se přepne do klidového režimu a spotřebovává výrazně méně, než ve špičce. Důvodem, proč pořizujeme 300 a více wattové zdroje jsou právě špičkové odběry, které dosahují mnohonásobně vyšších hodnot. Běžný počítač pokud je v chodu, ale nevykonává takřka žádnou činnost, má spotřebu okolo 100-120W, ovšem začnete-li pracovat, spotřeba okamžitě naroste na vysoké hodnoty dnes běžně okolo 250-350W čisté spotřeby komponent u výkonnějších strojů tak není výjimkou 500-600W čisté spotřeby, odebírané ze sítě.. Jaká je spotřeba základních komponent můžete vidět v následující tabulce. Komponenta maximální spotřeba PCIe (ji atika 75W PCIe (jitifikti s prídavným napájením až ríow prídavná PCI karta 5-1 ow disketová mechanika 5W optická mechanika 10-25W pevný disk 7200ot 10-25W základní deska (samotná) 25-60W operační paměť 8W na 128MB (1 GB tedy cca až 64W) Piocesoi Intel Pentium4 nejvýkonnější až 130VV po taktování výrazně více AMD 64 nejvýkonnější až 110W ventilátory 1-9W v závislosti na velikosti či osvětlení Katody 3W Stabilita zdroje To, čeho by si měl na zdroji každý nejvíce všímat, jsou hodnoty na jednotlivých větvích. Ty jsou totiž nej důležitější, pro stabilní a bezpečný chod počítače. V normě pro ATX 12 jsou přesně stanoveny. napěťová větev + 12V1 + 12W + 5V + 3.3V - 12V + 5VSB min zatížení (A) 1 1 0.0 0.0 rnax zatížení (A) 10 15 21 11 u^l 22 * 0.3 2.0 Při nedodržení těchto hodnot, konkrétně při nízkých hodnotách dochází k potížím s chodem a stabilitou PC. Problémem jsou i vyšší hodnoty, které můžou vést i ke zničení součástek. Právě v kvalitě a schopnosti udržovat stabilní hodnoty jsou veliké rozdíly i mezi zdánlivě stejně výkonnými zdroji. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 286 j napěťová větev Rozsah Minimum Normal Maximum i +12V1 +/- 5% + 11.40V + 12.00V + 12.60V i +12V2 +/- 5% + 11.40V + 12.00V + 12.60V + 5V +/- 5% + 4.75V + 5.00V + 5.25V ! + 3.3V +/- 5% + 3.14V + 3.30V + 3.47V - 12V +/- 10% - 10.80V - 12.00V - 13.20V i +5VSB +/- 5% + 4.75V + 5.00V + 5.25V 3.2.2 Formáty počítačových zdrojů Historie formátů AT, ATX, ATX12V a BTX Formát AT používal se ve velké míře zhruba do roku 1998 a byl určený pro starší systémy -napětí poskytovaná zdrojem byla 5V a 12V, zdroj se zapínal spínačem na skříni přímo přes -230V a koncepce nebyla připravená pro softwarové zapínání. S tímto formátem se můžete setkat ještě dnes u starších počítačů. Formát AT Formát AT (Advanced Technology) byl považován za první moderní specifikaci, určující rozměry základní desky, její výstupy a také specifikaci napájecích zdrojů. Zdroje AT měly dva hlavní šesti pinové konektory a dvě napájecí větve (+5V a +12V). Uu Obrázek 327 - konektory zdroje AT pro napájení základní desky Tato koncepce však nebyla připravená na softwarové zapínání. Formát AT začal postupně vytlačovat formát ATX. Formát ATX Je nutné si opět uvědomit, že formát ATX není jen formátem zdroje, ale i základní desky a počítačové skříně. Za standardem ATX (Advanced Technology Extended) stojí firma Intel, která jej vytvořila v roce 1995. Po několika letech to byla velká změna v designu počítačových skříní, základních desek a také v oblasti zdrojů. Nej důležitější změnou v nových počítačových zdrojích byla možnost softwarového zapínání a vypínání. Další změnou bylo přidání nové napájecí +3,3V větve k napětí 5V a 12V. Zdroje ATX od starších AT poznáte podle nového dvaceti pinového Main Power konektoru. Zdroj má v podstatě tři stavy - zapnuto se všemi napěťovými okruhy v chodu, Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 287 vypnuto (lze provést pouze vypínačem nebo vyndáním kabelu ze zásuvky) a stand-by s omezeným příkonem pro napětí 5V. Zapnutí se provádí spojením dvou pinů na hlavním Main Power konektoru a toto zapnutí vždy provádí základní deska stiskem tlačítka na skříni nebo přes Wake-up funkcí síťové karty, USB zařízení nebo přes hodiny. Formát ATX12V Na začátku roku 2000, byl vytvořen standard ATX12V navazující na ATX 2.03 z roku 1998 a rozšiřující ho o další konektor a o nové standardy výkonu na jednotlivých napěťových větvích zdrojů. Formát vycházel postupně v několika revizí. ATX12V 1.1 (srpen 2000) - tvrdší 3,3V větev; změna předepsaného uchycení do skříně. ATX12V 1.2 (leden 2002) - Odstraněna -5V větev; změněna náběžná doba u +5V. ATX12V 1.3 (duben 2003) - Definice pro přidání Seriál ATA konektoru (je volitelný); zvýšena minimální požadovaná účinnost při max. zatížení z 68% na 70%; přidána specifikace účinnosti pro typické a lehké zatížení. ATX12V 2.0 (únor 2003) - změněna výkonová doporučení; přidány doporučené specifikace pro 250 W, 300 W, 350W a 400W zdroje; zvětšení potřebné minimální účinnosti na typickém a lehkém zatížení; změněny vyžadované náběžné doby napětí; Main Power konektor změněn na 2x 12 pinů; po přidání +12 V, +5 V, +3,3 V na Main Power konektor byl zrušen Aux Power konektor; přidán Seriál ATA konektor; přidán 2><2pin konektor (12V Power konektor), pro který je vyžadována separátní 12V větev. ATX12V 2.01 (červen 2004) - změněna specifikace zvlnění/šumu na 12V DC větvi. ATX12V 2.1 (březen 2005) - přidány doporučené specifikace pro 450W zdroje; změněny doporučené proudové požadavky na 250, 300, 350, 400 W zdroje; navýšení stand-by proudu na +5 V. ATX12V 2.2 (březen 2005) - opraveny náběžné doby u +12V. Významnější úpravy byly ve verzi 2.0. Ta přinesla změnu hlavního konektoru na 24pin, rozdělení +12V větví a nový přídavný konektor pro procesor. Formát BTX Intel přišel v roce 2003 s formátem BTX (Balanced Technology Extended). S ním přišla razantní změna v rozložení komponent na základní desce (dalo by se říci, že se jedná o obrácenou ATX desku). Spotřeba tehdejších Pentií 4 byla neúnosná a výhled do budoucna počítal s dalším navyšováním vyzařovaného tepla. Přepracování celé koncepce ATX mělo zlepšit chlazení procesoru i ostatních komponent. Zdroje pro BTX využívají stejná napětí, stejné konektory, liší se jen v tvaru a nových typech konektorů, z nichž by se měly už definitivně na větvích zdroje objevit 3.3V konektory pro Seriál ATA disky. Teoreticky by tedy neměl být problém použít ATX zdroj v BTX skříni, alespoň v těch nej větších s plnou BTX základní deskou. Příklad zdroje pro BTX Fortron FSP275BWN 275W BTX Kvalitní a spolehlivý 275W zdroj pro BTX základní desky a skříně. Podporuje P4 a S ATA disky a splňuje podmínky pro bezproblémové napájení PCI-X sběrnice. Na jeho chlazení se podílí tichý 8cm ventilátor. Je 100% testován HI-POT a má zabudovaný EMI filtr. Jeho životnost je minimálně 100.000 hodin(při 25°C). Samozřejmostí je ochrana proti přepětí a zkratu(bez nutnosti výměny pojistky) a navíc dokáže vyfiltrovat až 16ms výpadky elektrického proudu. Součástí balení je i síťová šňůra. Rozměry: výška 86mm & šířka 150mm & hloubka 95mm. Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 288 Obrázek 328 - zdroj Fortron FSP275BWN 275W BTX a ukázky dalších BTX zdrojů Na dalším obrázku si jen pro zajímavost uvedeme proudění vzduchu ve skříni BTX. Obrázek 329 - schéma proudění vzduchu v micro BTX systému Další typy zdrojů Vzhledem k tom, že zdroj bývá jedna z nej poruchovějších součástí počítače, se pro serverová řešení často používají tzv. redundantní zdroje. Nejčastěji se vyskytují v duální podobě, což znamená, že obsahují dva na sobě nezávislé zdroje, které jsou umístěny ve speciálním šasi. Je proto také potřeba speciálních počítačových skříní. Výhoda je zřejmá, pokud se jeden zdroj porouchá, může jeho funkci zastat druhý. Další výhoda tohoto řešení je přístup ke zdroji, ten se dá vysunout bez jakéhokoliv otevírání skříně a může se rychle vyměnit za j iný. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 289 IDO. Obrázek 330 - redundantní zdroj ORION-F30020 Serverové zdroje jsou většinou ATX a ATX12V nekompatibilní. Existují pro ně tyto specifikace: • WTX - 24pin Main konektor (použití - Pentium II a III, Xeon a Athlon MP), • AMD GES - 24pin Main konektor, 8pin přídavný konektor (použití - některé dual-procesory Athlon), • EPS12V - 24pin Main konektor, 8pin přídavný konektor, nepovinný 4pin terciální konektor (použití - Xeon a Opteron) definován v SSI (Server System Infrastructure) specifikacích. Pro zdroje do osobní počítačů, které mají nestandardních rozměry, existují také zvláštní specifikace: • TFX12V - jsou určeny pro malé systémy, mají menší rozměry než ATX12V zdroje (125 x 100 x 50 mm), ale neliší se tvarem, • SFX12V - jsou určené pro malé sestavy, vyrábějí se v několika odlišných rozměrech (100 x 50 x 125 až 138 x 86 x 101 mm). Od TFX12V zdrojů se odlišují svým tvarem -jsou delší a užší, • LFX12V - jsou konstruovány pro nízko-profilové počítače (s obsahem skříně 6-9 litrů), funkcí se od ATX12V zdrojů neodlišují, rozdíl je v jejich tvaru, • CFX12V - používají se v tenkých systémech (s obsahem skříně 10-15 litrů). Používají stejné konektory jako ATX12V zdroje, ale mají odlišné fyzické rozměry - tvar do „L". Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 290 3.2.3 Konektory zdrojů http://www.zive.cz/h/Uzivatel/Ar.asp?ARI= 131882&CHID=2&EXPS=&EXPA= Konektory se kterými se na dnešních zdrojích setkáte jsou: Zleva: FDD, HDD(optické mechaniky atd.), 12V pro CPU, SATA napájecí konektor, hlavní napájecí 24pin konektor Obrázek 331 - příklady konektorů zdroje Popis kabeláže, barevné značení. AT Konektor na základní desce měl dvanáct pinů a zpravidla se do něj zapojovala dvojice plochých konektorů po šesti pinech. Obrázek 332 - konektor napájení AT zdroje na základní desce Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 291 Obrázek 334 - zapojení konektorů AT do základní desky vodič Oranžový Červený Žlutý Modrý Černý Bílý význam Power Good +5 V +12 V -12 V Zem (GND) -5 V ATX-20 (2x10) Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 292 Standard ATX, který se používá dodnes. Záměna či otočení prakticky nehrozí. CD-R Obrázek 335 - ATX-20 (2x10) Vodič Význam Oranžový +3,3 V Červený +5 V Žlutý +12 V Modrý -12 V Černý Zem (GND) Bílý -5 V Šedý Power OK singal Fialový +5 V pohotovostní napětí (StandBy) Zelený Zapnutí PC AUX Power Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 293 Tento konektor není vyžadován u všech zdrojů ATX12V ani ATX, pouze je doporučen v případě, že zdroj nabízí na +3.3V větvi více než 18A nebo na +5V větvi více než 24A. Setkat se s ním je možné spíše u dražších a výkonnějších zdrojů. Konektor je sestaven ze dvou +3.3V vodičů, jednoho +5 V a třech COM (zem) a vzdáleně připomíná jeden ze dvojice konektorů zdrojů AT. Drtivá většina základních desek AUX Power nevyužívá, ale jsou i výjimky, především desky pro pracovní stanice, popř. některé víceprocesorové desky využívající zdroje ATX12V. V budoucnu se s ním však pro klesající význam větví +3.3V a +5V nepočítá a z nejnovější specifikace pro standard PCI Express byl již vyjmut. Obrázek 336 - AUX konektor Vodič Oranžový Červený Černý Význam +3,3 V +5 V Zem (GND) EPS-24 (ATX 2xl2V, ATX 12V 2.x) Main Power konektor je zapojen do základní desky a napájí všechny obvody na základní desce a karty do desky zapojené. Má 24 pinů. Dnes se jedná společně s 20pin konektorem o nejběžnější typ hlavního konektoru ♦3.3v 36 ♦34v ♦3.3v j2v com com tCV ps on» com da com ♦sv BH com com com pwr.on ♦5vsb mW nc ♦sv ♦ 12v1 ♦sv ♦ 12v1 □o ♦sv ♦3.3v |QQ| com Obrázek 337 - konektor EPS-24 (ATX Barevné označení jednotlivých vodičů konektoru ATX 2x12 Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 294 pin napětí barva pin napětí barva 1 +3,3 VDC oranžová 13 +3,3 VDC oranžová 2 +3,3 VDC oranžová 14 -12 V1DC modrá 3 COM černá 15 COM černá 4 +5 VDC červená 16 PS_ON zelená 5 COM černá 17 COM černá 6 +5 VDC červená 18 COM černá 7 COM černá 19 COM černá 8 PWR_OK šedá 20 N/C 9 +5VSB fialová 21 +5 VDC červená 10 +12 V1DC žlutá 22 +5 VDC červená 11 +12 V1DC žlutá 23 +5 VDC červená 12 +3,3 VDC oranžová 24 COM černá Poznámka: Starší dvacetipinový konektor (ATX12V 1.x, ATX) nemá piny číslo 11, 12, 23 a 24. Aby se daly připojit 24 pinové konektory i do desky s 20ti pinovým konektorem, bývají často poslední čtyři piny odpojitelné, nebo je možné u některých základních desek nechat dané piny prostě volně nezapojené. Obrázek 338 - 24 pinový konektor ATX Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 295 Obrázek 340 - konektor s možností odpojení 4 pinů Odpojený 4 pinový konektor si může laik snadno zaměnit s dalším typem konektoru, Power konektoru k napájení procesoru. Všiměte si však, že napájení v jednotlivých pinech není shodné. ATX12V12 V Power konektor slouží k napájení procesoru a musí být dle specifikací řešen separátní větví, s nezávislým proudovým limitem na +12 V. U některých moderních základních desek můžete najít tyto konektory dva. Má-li základní deska tento konektor, pak se bez jeho zapojení zpravidla neobejdete. Obvykle se nedoporučuje vyrábět nebo používat různé redukce v případě, že zdroj nemá patřičný konektor od výroby, protože procesor bývá hodně náročný na energii. t 3 COM □ -> COM □ Obrázek 341 - konektor slouží k napájení procesoru pin napětí barva pin napětí barva 1 COM černá 3 +12 V2DC žlutá/černé proužky 2 COM černá 4 +12 V2DC žlutá/černé proužky Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 296 U některých výkonných procesorů ani tyto dva páry nestačí. Proto se můžete setkat s rozšířeným napájecím konektorem ATX12V 2x4. Obrázek 343 - zdvojený napájecí konektor procesoru Obrázek 344 - napájecí konektory do základní desky PCI Express konektor pro grafickou kartuje volitelný (tj. nevyžadován specifikacemi). Může- Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 297 me se s ním setkat u všech PCI Express grafických karet, které mají přídavné napájení. Pokud se u zdroje nevyskytuje, je možné použít redukci z Peripheral konektoru. U l Obrázek 345 - PCI Express konektor pin napětí barva pin napětí barva 1 +12 V2DC žlutá 4 COM černá 2 +12 V2DC žlutá 5 COM černá 3 +12 V2DC žlutá 6 COM černá Obrázek 346 - konektor pro napájení PCIe karty Mimo konektorů pro napájení základní desky a procesoru najdeme na zdrojích i konektory pro napájení přídavných pamětí, disketových mechanik, pevných disků a optických mechanik. Peripheral konektor je určen pro napájení dalších zařízení v počítači, jako jsou například optické mechaniky či pevné disky. V poslední době bývá v některých případech nahrazován Seriál ATA Power konektorem U >; Obrázek 347 - konektor pro napájení pevných disků pm napětí barva Josef Boťlík, Technické prostředky informačních systémů 298 1 +12 V1DC žlutá 2 COM černá 3 COM černá 4 +5 VDC červená Floppy Drive konektor -5 VDC COM COM -uvi oc Obrázek 348 - Floppy Drive konektor pin napětí barva 1 +5 VDC červená 2 COM černá 3 COM černá 4 +12 V1DC žlutá Tyto konektory se označují někdy jako „molexy", podle firmy, která stojí za jejich tvorbou. Napájí se jimi pevné disky, optické a další podobné mechaniky, interní páskové jednotky a další komponenty, těmi menšími pak zejména disketové mechaniky a podle toho se také oficiálně jmenují „Floppy Drive Connector". Ty jsou však už na ústupu a tak se začínají využívat na napájení některých specifických komponent. Standardním 1x4 molex konektorem se dají někdy také napájet některé grafické karty. Konektor se v takovém případě připojí na patřičné místo na základní desce. V budoucnu se však dá počítat s tím, že bude-li grafická karta vyžadovat extra napájení, nalezneme na ní patřičný protějšek pro výše uvedený „PCI Express" napájecí konektor. U některých starších základních desek (jedny z prvních pro Pentia 4) může být tentýž konektor určen jako náhrada pro napájení procesoru pro případ, že by zdroj neměl ATX12V konektor. Obrázek 349 - velký a malý molex konektor Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 299 Obrázek 351 - použití molex konektoru pro napájení procesoru Seriál ATA Power konektor Dalšími napájecími kabely u zdrojů kabely pro Seriál ATA zařízení (ať už disků, optických mechanik či dalších případných zařízení). Některé pevné disky mají i konektor pro klasický 1x4 molex, ale pozor, nezapojujte oba, vyberte si v takovém případě jen jeden. Čím jich je na zdroji více, tím lépe, některé zdroje mají jen dva, což může být v budoucnu málo. Časem budou pravděpodobně klasické molexy upadat, neboť výrobci čipsetů upouštějí od Paral-lel ATA řadičů a nej častějšími komponentami pro velké molexy jsou pevné disky a CD/DVD mechaniky. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 300 i Obrázek 352 serial ATA (SATA) konektory ■ pin napětí barva 5 +3,3 VDC oranžová 4 COM černá 3 +5 VDC červená 2 COM černá 1 +12 V1DC žlutá Obrázek 353 - ukázka kvalitních napájecích kabelů Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 301 Velkou nevýhodou konektoru Seriál ATA je absence zarážky - jde s ním lehce manipulovat, ale taky se může snadno stát, že vodiče po instalaci špatně doléhají nebo se konektor uvolní při neopatrné manipulaci Závěr Pokud budete v dohledné době stavět počítač, zaměřte se na kvalitní zdroj. Redukce sice mnohdy fungují, ale třeba pro napájení PCI Express grafických karet jedna redukce potřebuje hned dva klasické molexy. Stejně tak pokud plánujete využívat především Seriál ATA, pak vás nemusí množství klasických molexů zajímat a spíše se zaměřte na zdroj s co největším množstvím Seriál ATA napájecích konektorů. 3.2.4 Výkon zdroje a ostatní para mety Při vývoji formátů od ATX 1.0 do ATX12V 2.2 se několikrát změnily specifikace doporučených výkonů na jednotlivých větvích. U 300 W zdroje standardu ATX 2.03 byla třeba silná +5V větev, která v té době napájela procesory. U zdrojů ATX12V 1.3 je na úkor +5 V větve, kvůli změně napájení procesorů, posílena větev +12V, na které se lépe přenášejí velké výkony. Stále je zde však přítomná silná +3,3V větev kvůli slotu AGP. Zdroje ATX12V 2.0 mají opět silnější +12V větev, která byla rozdělena rovnou na dvě části -především kvůli příchodu PCI Express slotu, ze kterého lze odebírat až 75 W z +12 V. Ve specifikacích ATX12V 2.1 byly jmenovité hodnoty proudů ještě upraveny. Následující tabulka ukaz tři druhy doporučených specifikací pro 300 W zdroje: standard napěťová větev +3,3 V +5 V +12 V ATX 2.03 20 A 30 A 12 A ATX12V 1.3 27 A 26 A 18 A ATX12V2.1 18 A 15 A 8 a 13 A V tabulce jde dobře vidět, že na 5V větev jsou nyní kladeny daleko menší požadavky a naopak, že +12V větev (větve) jsou vyžadovány daleko „tvrdší". Pokud tedy kupujete zdroj k nové sestavě vybavené procesory AMD Athlon 64, nebo Intel Core 2 Duo, společně s PCI Express grafickou kartou, tak uvažujte pouze o zdroji ATX12V 2.0 a novějším. Pokud chcete zdroj do starší sestavy, která má procesor Athlon XP (kromě novějších modelů) nebo Pentium III a grafickou kartu AGP, tak uvažujte o starších standardech, protože budete potřebovat silnější +5V větev, která napájí procesor a takaje zapotřebí většího výkonu na +3,3 V kvůli AGP grafické kartě. Účinnost zdroje Každý zdroj elektrické energie je navržen na určitý výkon, to znamená velikost poskytované elektrické práce na jednotku času. Zdroj však musí přeměnit vstupní hodnotu napětí na stejnosměrné napětí do několika větví. V obvodech zdroje se část elektrické energie přemění na tepelnou energii (především na spínacích tranzistorech, napěťových regulátorech a na usměrňovačích diodách), která se vyzáří do okolního prostoru. Proto bude činný příkon zdroje vždy vyšší než jeho činný výkon. Jednoduše řečeno, pokud mají vaše komponenty spotřebu 200 W a zdroj účinnost 80 %, pak budete ze sítě odebírat 250 W, přičemž oněch 50 W se „protopí" ve zdroji. Poslední předepsané normy požadují následující účinnost: Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 302 maximální zatížení typické zatížení (kolem 50 %) lehké zatížení (kolem 20 %) požadovaná minimální účinnost 70% 72% 65% doporučená minimální účinnost 77% 80% 75% Při výběru zdroje se doporučují modely s co nej vyšší hodnotou účinnosti, protože se tím nejen sníží spotřeba elektrické energie, ale také je to předpoklad pro tichý chod zdroje. Čím je vyšší účinnost, tím méně se součástky zahřívají a jeho chlazení může být tišší. Výkon není vše Mezi další důležité parametry patři také hlučnost zdroje. Ta bude záležet na použitém ventilátoru a také na vnitřním provedení zdroje. Pokud je zdroj vevnitř přehuštěn součástkami, nebo je má špatně uspořádané, popřípadě má špatně navrhnuté otvory pro ventilátory, mohou zde vznikat vzdušné víry a také bude potřeba většího průtoku vzduchu na uchlazení součástek. Pokud uvažujete o pasivním zdroji, pak počítejte také s tím, že se vám zhorší průtok vzduchu v celé skříni, což bude mít negativní vliv na všechny ostatní komponenty. Hledáte-li opravdu tichý zdroj, a zároveň nechcete narušit proudění vzduchu ve skříni, tak se pravděpodobně nespokojíte s žádnými standardními zdroji, které mají většinou větráky s kuličkovými nebo obyčejnými kapalinovými ložisky. Dnes se můžete setkat i se zdroji, které mají tzv. modulární kabeláž, což jsou kabely, které se dají od zdroje odpojit. Díky tomu můžete mít ve skříni větší pořádek. Zároveň však do cesty elektrického proudu instalujete další přechodový odpor, na kterém může vznikat díky špatnému kontaktu úbytek napětí. Zkontrolujte proto při instalaci zda tyto kabely nejsou volné. Kolik spotřebují jednotlivé komponenty. Jedním z nej důležitějších faktorů při výběru zdroje jsou maximální poskytované proudy na jednotlivých větvích a celkový výkon. Při posuzování zdrojů není až tak nezbytné poohlížet se po co nejvyšším čísle s písmenem W na konci, jako se spíše soustředit na maximální proudové odběry na jednotlivých napěťových větvích. Problémem jsou ale odběrové špičky a plné zatížení. Např. když se disk zapíná, jeho spotřeba stoupne na více než 20W, když přesouvá hlavičku, je to 15W. Cipové sady při osazení všech paměťových slotů a nastavení vysokých frekvencí FSB taky spotřebují mnohem více, než při nejnižších frekvencích a jednom modulu. Uvažujeme-li odběrové špičky naráz u všech komponent, spotřeba je proti normálnímu stavu obrovská. 300W a silnější zdroje vybíráme právě kvůli těmto odběrovým špičkám - ty totiž kladou obrovské nároky na přesnost napětí vzhledem ke standardu. Správné dimenzování zdroje bývá dost často podceňováno, ale také přeceňováno. Jakou spotřebu můžete od svého PC teoreticky čekat si můžete odvodit z následujícího přehledu. Procesory Spotřeba procesorů se v poslední době již naštěstí dramaticky nezvětšuje. Nové procesory Intel Core 2 Duo mají nižší energetickou náročnost, než procesory Pentium 4 a Pentium D, u AMD je situace již dlouhou dobu dost podobná. Spotřeba Athlonů 64 se také již delší dobu drží na přijatelných hodnotách, AMD vyšlo vstříc zákazníkům, kteří jdou za nízkou spotřebou, uvolněním Energy Efficient (EE) a Energy Efficient Small Form Factor verzí procesorů určených pro Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 303 socket AM2. Všechny moderní procesory používají napětí z +12V (respektive z +12V2 DC). Napájení z +5V používaly naposledy procesory Athlon XP a Pentium III. Následující tabulky slouží pro orientaci při nákupu zdroje. Můžete si z nich spočítat energetickou náročnost vaší sestavy. Spotřeba procesorů: AMD model TDP Athlon XP 1500+ až 3200+ 47 W - 77 W Duron 550 MHz až 1800 MHz 21 W - 60 W Sempron (socket A) 2200+ až 3000+ 62 W Athlon 64 (socket 754) 2800+, 3000+, 3200+, 3300+, 3400+, 3700+ 89 W Sempron (130nm) 3000+, 3100+ 62 W Sempron (90nm) 2500+, 2600+, 2800+, 3000+, 3100+, 3300+, 3400+ 59 W Athlon 64 (socket 939, 130nm) 3000+, 3200+, 3400+, 3500+, 3800+, 4000+ 89 W Athlon 64 (socket 939, 90nm) 3000+, 3200+, 3500+ 67 W Athlon 64 3700+, 3800+, 4000+ 85 W Athlon 64 FX 53 89 W Athlon 64 FX 55, FX 57 104 W Athlon 64 FX 60 now Sempron (socket 939) 3000+, 3200+, 3400+, 3500+ 59 W Athlon 64 X2 (socket 939) 3800+, 4200+ 89 W Athlon 64 X2 (socket 939) 4400+, 4600+, 4800+ now Opteron 144, 146 67 W Opteron 148, 150 85 W Opteron 152, 154 104 W Opteron 165,170,175, 180 now Athlon 64 X2 (socket AM2) 3800+, 4000+, 4200+, 4400+, 4600+, 4800+, 5000+ 89 W Athlon 64 FX62 125 W Athlon 64 3500+ EE 35 W Athlon 64 3800+ Energy Efficient Small Form Factor 35 W Athlon 64 X2 3800+ Energy Efficient Small Form Factor 35 W Athlon 64 X2 3800+ EE, 4000+ EE, 4200+ EE, 4400+ EE, 4600+ EE, 4800+ EE, 5200 + 65 W Athlon 64 (socket AM2) 3000+, 3200+, 3500+, 3800+ 62 W Sempron (socket AM2) 2800+, 3000+, 3200+, 3400+, 3500+, 3600+ 62 W Sempron (socket AM2) 3000+ EE, 3200+ EE, 3400+ EE, 3500+ EE 35 W Intel model TDP Pentium III až 39 W Celeron (Willamente) 1,7 GHz, 1,8 GHz 66 W Celeron (Nortwood) 1,6 GHz - 2,8 GHz 47 W 68 W Celeron D (socket 478) 310, 315, 320, 325, 330, 335, 340, 245, 350 73 W Celeron D (LGA 775) 320, 325, 326, 330, 336, 340, 341, 345, 346, 351, 355 84 W Celeron D (LGA 775) 352, 356, 360 89 W Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 304 Pentium D 840, 830 130 W Pentium D 805, 820 95 W Pentium D 950, 960, 940 125 W Pentium D 915, 920, 925, 930, 940, 950 95 W Pentium4 505, 506, 511, 515, 517, 519, 520, 521, 524, 515, 530, 531, 540, 541, 551 84 W Pentium 4 630, 640, 650 84 W Pentium 4 660, 670. 662, 672 115 W Pentium 4 550, 561, 560, 751 115 W Pentium 4 631, 341,651,661 86 W Pentium 4 eXteme Edition 720 115 W Pentium eXteme Edition 955, 965 130 W Pentium eXteme Edition 840 130 W Core 2 Duo Extréme X6800 80 W Core 2 Duo E6300, E6400, E6600, E6700 65 W Core 2 Extréme QX6700 130 W Grafické karty U grafických karet je poslední vývoj opačný než u procesorů. Spotřeba stále roste. Ty nejvýkon-nější karty mají spotřebu znatelně vyšší než procesor. V zapojení SLI nebo CrossFire, může být spotřeba grafických karet při 3D vytížení přes 240 W. V nejbližší budoucnosti se nepředpokládá jiný vývoj. PCI Express slot využívá proudu z +12V/V1 větvě, externí napájení je také řešeno z této větve. U slotu AGP se využívá + 3,3V větev (maximálně ale pouze 25 W), externí napájení je napojeno z +12V větve. ATI model spotřeba 2D nečinnost spotřeba 3D zátěž Radeon 7000/7500/8500 - 30 W Radeon 9000/9100/9200 - 35 W Radeon 9600 - 17 W Radeon 9600 Pro - 18 W Radeon 9600 XT - 23 W Radeon 9700/9800 - 42 W Radeon 9800 Pro - 47 W Radeon 9800 XT - 60 W Radeon X600 Pro - 18 W Radeon X600 XT 15 W 23 W Radeon X700 Pro 16 W 33 W Radeon X800 16 W 45 W Radeon X800 GTO 19 W 49 W Radeon X800 XL 18 W 49 W Radeon X800 GT 21 W 40 W Radeon X800 Pro 21 W 48 W Radeon X850 XT 29 W 69 W Radeon X850 XT PE 30 W 74 W Radeon X1300 Pro 18 W 31 W Radeon X1300 XT >24W >41 W Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 305 Radeon XI600 Pro 24 W 41 W Radeon XI600 XT 24 W 42 W Radeon XI650 Pro >24W >42 W Radeon X1800 GTO 25 W 48 W Radeon XI800 XL 27 W 57 W Radeon XI800 XT 30 W 103 W Radeon XI900 GT 28 W 60 W Radeon XI950 Pro 25 W 49 W Radeon XI900 XT 28 W 109 W Radeon XI900 XTX 29 W 121 W Radeon XI950 XTX 28 W 124 W nVidia model spotřeba 2D nečinnost spotřeba 3D zátěž GeForce 2 - až 25 W GeForce 3 - až 43 W GeForce 4 - až 45 W GeForce 5200 - 25 W GeForce 5600 - 27 W GeForce 5700 - 25 W GeForce 5700 Ultra - 46 W GeForce 5800 Ultra - 75 W GeForce 5900 - 60 W GeForce 5900 Ultra - 62 W GeForce 5950 Ultra - 74 W GeForce 6600 12 W 28 W GeForce 6600 GT 19 W 48 W GeForce 6800 15 W 39 W GeForce 6800 GS 20 W 55 W GeForce 6800 GT 23 W 55 W GeForce 6800 Ultra 29 W 72 W GeForce 7300 GS 9 W 16 W GeForce 7600 GS 14 W 27 W GeForce 7600 GT 15 W 36 W GeForce 7800 GS (AGP) 25 W 65 W GeForce 7800 GT 20 W 57 W GeForce 7800 GTX 29 W 81 W GeForce 7800 GTX 512 MB 29 W 95 W GeForce 7950 GT 23 W 50 W GeForce 7900 GT 23 W 49 W GeForce 7900 GS 23 W 51 W GeForce 7900 GTO 30 W 81 W GeForce 7900 GTX 31 W 84 W GeForce 7950GX2, 7900GX2 45 W now GeForce 8800 GTX (neoficiální měření) - 137 W Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 306 Ostatní výrobci model spotřeba 2D nečinnost spotřeba 3 D zátěž S3 Chromé S25 - 20 W S3 Chromé S27 - 25 W 3Dfx Voodoo 5 - 5500 - 30 W Matrox Millennium P750 - 25 W Ageia PhysX (PPU) - 25 W Ostatní komponenty komponenta maximální spotřeba využívaná napěťová větev DDR SDRAM (1 kus) 8 W +3,3 V, +5 V DDR2 SDRAM (1 kus) 5 W +3,3 V, +5 V disketová mechanika 4W +5 V pevné disky 5400 ot/min až 20 W +12 V (mechanika), +5 V (elektronika) pevné disky 7200 ot/min až 25 W +12 V (mechanika), +5 V (elektronika) pevné disky 10000 ot/min až 30 W +12 V (mechanika), +5 V (elektronika) CD-ROM až 20 W +12 V (mechanika), +5 V (elektronika) DVD-ROM až 25 W +12 V (mechanika), +5 V (elektronika) DVD/CDRW až 30 W +12 V (mechanika), +5 V (elektronika) Základní deska až 60 W +3,3 V, +5 V zvuková karta ažl5W +5 V SCSI PCI řadič 15 W +5 V běžná PCI karta až5 W +5 V ventilátor 2-5 W +12 V klávesnice 3 W +5 V myš 2W +5 V PCI Modem 3 W +5 V LED dioda 0,01 W - Doporučení pro výkony na větvích ATX12V Specifikace zdrojů ATX12V se od dřívějšího standardu ATX značně liší - a to v tom smyslu, že vystihuje změny ve spotřebě za poslední roky. Zde jsou doporučení pro výrobce zdrojů ohledně poskytovaných proudů na jednotlivých větvích - údaje jsou přebrané ze standardizačního dokumentu: První věc, které si lze všimnou, je, že pro ATX12V zdroje se nepočítá s celkovým výkonem pod cca. 220W. A i tento 220W zdroj má výkon na 12V větvi větší než 300W. Dalším rozdílem je výrazné posílení větve 3.3V - ta slouží především pro regulátory napětí pro elektroniku základních desek a přídavných karet, přičemž těchto čipů v poslední době přibývá (RAID řadiče, výkonné zvukové karty, síťové karty, firewire řadiče, komplexní čipové sady...). Naopak větev 5V ustupuje, pro ní již přestává být využití. Důležitou hodnotou u nového zdroje je i poskytovaný proud na větvi 5Vsb. Ta slouží k napájení některých okruhů základní desky, a to i v případě, že je systém vypnutý. Toto napětí slouží v podstatě k jedinému účelu - k probouzení systému. Moderní základní desky se umí zapínat podle hodin, z klávesnice, pohybem myši, síťovou kartou. Vše toto vyžaduje vyšší proud na větvi 5Vsb. ATX 2.03 V9 ATX12Vw1.3 ATX 160W ATX 2O0W Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 307 První věc, které si lze všimnou, je, že pro ATX12V zdroje se nepočítá s celkovým výkonem pod cca. 220W. A i tento 220W zdroj má výkon na 12V větvi větší než 300W. Dalším rozdílem je výrazné posílení větve 3.3V - ta slouží především pro regulátory napětí pro elektroniku základních desek a přídavných karet, přičemž těchto čipů v poslední době přibývá (RAID řadiče, výkonné zvukové karty, síťové karty, firewire řadiče, komplexní čipové sady...). Naopak větev 5V ustupuje, pro ní již přestává být využití. Důležitou hodnotou u nového zdroje je i poskytovaný proud na větvi 5Vsb. Ta slouží k napájení některých okruhů základní desky, a to i v případě, že je systém vypnutý. Toto napětí slouží v podstatě k jedinému účelu - k probouzení systému. Moderní základní desky se umí zapínat podle hodin, z klávesnice, pohybem myši, síťovou kartou. Vše toto vyžaduje vyšší proud na větvi 5Vsb. Ze zdroj již neodpovídá požadavkům, se dá poznat obtížně. Naštěstí opravdu vážné nedostatky v napájení lze poznat i tak, že systém se chová podivně. Typickými indikátory jsou: 1. Systém náhodně zamrzává, obzvláště při hraní her. 2. Zapnutí softwarového chlazení u Athlonu XP vede k nestabilitě, přičemž systém neobsahuje jinak problémové komponenty. 3. Disky se v průběhu činnosti občas samovolně restartují - vydávaný zvuk je stejný jako v případě zapnutí počítače. 4. Procesor nelze přetaktovat nebo jen velmi málo, méně než je pro tento kus obvyklé. Z uvedených je hodně častá varianta číslo 3. Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 308 Pokud jste chtěli zdroj a nevěděli jste jaký máte vybrat, tak už máte asi trochu lepší představu. Následující shrnutí může být vodítkem při nákupu. U všech sestav se doporučuje zdroj ATX12V 2.0 včetně a novější. • Kancelářské PC (procesor: Sempron 64, Celeron D; RAM: 512 MB; VGA: integrovaná; 1 mechanika; 1 pevný disk). Postačující je 300 W zdroj. • Průměrné PC (procesor: Athlon 64, Core 2 Duo; RAM: 1 GB; VGA: 7600 GT, X1650 Pro; 1-2 mechaniky; 1-2 pevné disky). Dostatečný zdroj je s výkonem 350 W - 400 W. • Výkonné PC (procesor: Athlon 64 X2, Core2 Duo; RAM: 2 GB; VGA: Radeon X1950 XTX, GeForce 7900 GTX; 2 a více pevných disků; 2 optické mechaniky). Pokud kupujete podobný počítač, pravděpodobně nebude chtít šetřit ani na zdroji. Výkon měl být 450 W. Jestliže chcete používat dvě karty do CrossFire/SLI, budete potřebovat zdroj s výkonem 550 W a s alespoň 38 A na +12 V větvích. Pokud chcete ušetřit a uvažujete o „neznačkových" zdrojích, pak pamatujete, že koupí těchto zdrojů se zvětšují některá rizika. Sledujte pečlivě údaje udávané na štítku zdroje, bývají často nižší než u jiných kvalitních zdrojů, které mají udávaný stejný výkon. I tato čísla ale berte s rezervou, součástky používané v těchto zdrojích často neodpovídají požadavkům (jsou poddimenzované). To je důvod, proč podobné zdroje při maximálním zatížení občas vyhoří, což je pro všechny komponenty kritická chvíle, protože můžou odejít společně se zdrojem. Aby se zdroj mohl prodávat levně, jsou používány levné součástky. Zdroje tak nemají aktivní PFC a mají nízkou účinnost (na hraně specifikací), proto si zdroj řekne o vyšší výkon ze sítě, za který si poté, i když ne mnoho, připlatíte. Můžete čekat od těchto zdrojů daleko měkčí větve, vyšší zvlnění a hlasitější ventilátor. Obrázek 354 - na štítku zdroje můžete zjistit parametry Firmy vyrábějící levné zdroje často doslova podvádějí zákazníka, tím způsobem, že zdroj vybaví 24pinovým Main power konektorem a přídavným +12V Power konektorem, ale samotný zdroj nevybaví další +12V větví. Výrobce takto podstatně ušetří, protože vezme zdroj dle starší specifikace a jednoduše jedinou +12V větev paralelně rozdvojí. Na první pohled se jedná o moderní zdroj, ale pokud se mu podíváte na štítek, dočtete se například, že se jedná vlastně o několik let starý formát ATX 2.03 se silnými +5V a +3V větvemi (které u moderního počítače naprosto nevyužijete) a se slabou +12V větví (která je potřeba). Josef Botlík, Technické prostředky informačních systémů 309 Pokud takový zdroj použijete u nového počítače s PCI Express grafickou kartou a novým procesorem, můžete čekat nestabilitu celého systému, záleží ale na tom, jak energeticky náročné komponenty zvolíte. WWW.SPIREPOWER.COM Model:SP-ATX-600W IOO-l20Vac / 200-B40Vac 8/4A 60/50HZ DC OUTPUT Max output Current Max combined Wattage 30A 54A -5V 42V 5V5B O.SA O.SA 3.0A © (Mr* © C € CB