Informatika

Informatika
Je veda o informáciách. Zaoberá sa ich zberom, uchovávaním, rozšírovaním, spracovaním a využívaním, teóriou algoritmov, programovacích jazykov a architektúrou počítačov.
Informatika je veda o informácii a jej automatickom spracovaní.
Hlavný predmet štúdia informatiky je štruktúra, vytváranie, manažment, uchovanie, získavanie, rozširovanie a prenos informácií. Informatika tiež obsahuje štúdiu aplikácie informatiky v organizáciách, jej využitie a interakciu medzi ĺuďmi, organizáciami a informačnými systémami.
Informačné technológie IT sú rôzne prostriedky a zariadenia, pomocou ktorých môže človek zbierať, spracovávať, ukladať a využívať informácie rôzneho druhu a určenia.
Typickým prvkom a predstaviteľom IT je počítačový systém, alebo jednoducho počítač, ktorý sa skladá z hardvéru a softvéru.
Hardvér tvoria všetky vnútorné aj vonkajšie fyzické časti počítača, t. j. tie ktoré vidíme alebo sa ich môžeme dotknúť.

Softvér je programové vybavenie – skrátene program, ktorý hovorí hardvéru, čo má kedy urobiť. Softvér je vlastne algoritmus – postup riešenia, ktorý musí byť vyjadrený v takej podobe, ktorej hardvér rozumie. Programové vybavenie sa delí na operačné systémy a aplikačné programy.
Vedný odbor, ktorý skúma zákonitosti vzniku, spracovania a využívania informácií sa nazýva informatika.
Generácie počítačov
0.generácia počítačov
Za počítače nultej generácie sa považujú elektromechanické počítače, ktorých základom sa stala súčiastka nazývaná elektromagnetické relé. Tieto počítače pracovali väčšinou s taktovacou frekvenciou okolo 100 Hz /100 operácií za sekundu/.
V roku 1938 Konrad Zuse dokončil prvý experimentálny model počítača V1, ktorý bol neskôr premenovaný na Z1, v roku 1941 Z2 a Z3 a o rok neskôr Z4. v roku 1943 Howard Aiken a Grace Hopper dokončili počítač MARK 1 a v 1947 Aiken zostrojil MARK 2.
Nevýhodou releových počítačov boli veľké rozmery, veľká hlučnosť. Nevýhodou bolo tiež to, že sa mechanické časti elektromagnetického relé opotrebovávali trením. Na chladenie bolo potrebných niekoľko ton ľadu denne.
1. generácia
Za počítače prvej generácie sa označujú počítače skonštruované pomocou elektronickej súčiastky, ktorá sa volá vákuová elektrónka.
Počítač COLOSSUS Mark 1 zhotovený na konci roka 1943, ktorý bol použitý na dešifrovanie správ nemeckého šifrovacieho stroja Enigma.
V roku 1945 bol skonštruovaný prvý univerzálny plne elektronický počítač s názvom ENIAC – Electronic Numerical Integrator and computer. Bol chladený dvomi leteckými motormi. Programovanie počítača spočívalo v prepájaní drôtov a nastavovaní prepínačov, čo mohlo trvať od pol hodiny až po jeden deň. Bez prestávky mohol byť zapnutý iba jednu hodinu, počas ktorej vypálil prádelný kôš elektróniek.
V roku 1945 John Von Neumann navrhol schému počítača, ktorá je používaná dodnes. Navrhol aby sa program i dáta ukladali do rovnakej pamäte. Návrh jeho počítača EDVAC – Electronic Discrete Variable Automatic Computer bol taký, že sa príkazy už nemuseli nastavovať pomocou prepínačov, ale mohli byť pomocou diernych štítkov uložené do pamäte.
John von Neumann – dvojhodnotový systém, známy pod názvom binárny systém tvorí základ aj dnešných počítačov. Zaviedol pojem počítač s vloženým programom. Program zdieľal tú istú pamäť ako dáta. Sekvenčné spracovávanie programu.

Von Neumannova schéma počítača

Počítač sa skladá z piatich základných častí:

  1. operačná pamäť – slúži k uchovaniu spracovávaného programu, dát a výsledkov výpočtov.
  2. ALU – Arithmetic-logic Unit – aritmeticko logická jednotka: Jednotka prevádzajca všetky aritmetciké výpočty a logické opercie
  3. Radič: riadiaca jednotka, ktorá riadi činnosť všetkých častí počítača. Toto riadenie je prevádzané pomocou riadiacich signálov, ktoré sú zasielané jednotlivým modulom.
  4. vstupné zariadenia – sú určené pre vstup programu a dát.
  5. výstupné zariadenia – určené pre výstup výsledkov, ktoré program spracoval.
  1. generácia
    • do roku 1956
    • základným stavebným prvkom boli elektrónky
    • procesor sa zúčastňoval všetkých vstupných aj výstupných operácií
    • rýchlosť operácií sa pohybovala rádovo v milisekundách
    • pamäť bola tvorená magnetickým bubnom. Nerozlišovala sa vonkajšia a vnútorná pamäť
    • programy boli písané v strojovom kóde konkrétneho počítača
  1. generácia
  • 1957-63
  • základným stavebným prvkom boli polovodiče –diódy a tranzistory
  • rýchlosť operácií sa pohybovala rádovo v mikrosekundách
  • kapacity pamäte dosiahla niekoľko megabytov MB
  • vznikali prvé kompilátory, prekladače
  • neexistovala kompatibilita, strojové jazyky boli jedinečné
  1. generácia
  • 1964-1981
  • základným stavebným prvkom boli integrované obvody SSI – small systems integration – malá integrácia: do 10 prvkov a MSI – middle systems integration – stredná integrácia – od 10 do 100 prvkov
  • rýchlosť operácií sa pohybovala v nanosekundách
  • kapacita pamätí bola rádovo v stovkách MB
  • nastúpilo interaktívne spracovanie, multiprogramovanie, multiprocesing
  • dochádzalo k rozvoju vyšších programovacích jazykov
  • zvyšovala sa kompatibilita – zlúčiteňosť softvéru a hardvéru od rôznych výrobcov
  • vlajkovou loďou boli generácie boli hlavne počítače IBM 360
  1. generácia

– 1981-1990

  • základným stavebným prvkom boli integrované obvody LSI – large systems integration – veľká integrácia – od 100 do 5000 prvkov
  • kapacita pamätí bola rádovo v gigabytoch GB
  • rozvíjali sa operačné systémy a rozličné programové aplikácie
  • začali sa presadzovať mikropočítače
  • došlo k rozvoju dátovej komunikácie
  • došlo k rozvju interaktívneho spracovania, multiprogramovania, multiprocesingu , presadil sa viacužívateľský interaktívny prístup a používanie vyšších programovacích jazykov, kompilátorov a knižníc programov
  1. generácia
  • od roku 1990
  • používajú sa integrované obvody VLSI – very large systems integration od 5000 do 50 000 prvkov so stále sa zvyšujcim počtom diskrétnych prvkov na čipe
  • počítače sa využívajú na riešenie úloh umelej inteligencie:
  • SLSI – super large systems integration – 50000-100000 prvkov
  • ULSI – ultra large systems integraion – nad 100 000 prvkov
  • počítače sa učia porozumieť reči a obrazu

Zároveň s vývojom hardware pebieha vývoj software tiež v generáciách:

  1. programovanie v strojovom kóde
  2. vývoj problémovo orientovaných, ale stroju ešte veľmi blízkych progr. jazykov FORTRAN, ALGOL 60 a COBOL
  3. vývoj operačných systémov s dialógovým režimom práce a bánk dát, napr. PASCAL, C.
  4. distribuované systémy – počítačové siete, rozsiahle možnosti komunikácie, dobré pracovné prostredia
  5. spracovanie znalostí, prirodzený jazyk, spracovanie hlasu….

Základná doska

Základná doska /mainboard, systemboard, motherboard, skr. mobo, MB – matičná doska/ je základnou časťou počítača, ktorá navzájom prepája ďalší jeho hardvér. Významnou mierou tak ovplyvňuje výkon a stabilitu celého počítača.
Na základnej doske sa nachádza:

  • socket = slot pre procesor alebo pre proceesory,
  • čipset – súhrnný pojem pre označenie skupiny integrovaných obvodov
  • sloty na pripojenie ďalších komponentov – grafickej, zvukovej, sieťovej, modemovej karty, diskov, pamätí a podobne…
  • porty =rozhranie, interface – na pripojenie klávesnice myši, reproduktorov, mikrofónu, tlačiarne
  • BIOS
  • konektory na napájanie, batériu

Základné delenie základných dosiek:
podľa typu procesora, pre ktorý sú určené
podľa formátu
podľa počtu procesorov – jedno/dvojprocesorové a viacprocesorové
podľa použítého čipsetu

Delenie základných dosiek podľa formátu /form factor/

Formát základnej dosky zahŕňa v sebe rozmery, umiestnenie a počet slotov pre prídavné karty, pamäte, CPU, konektorov, montážnych otvorov, maximálnu povolenú výšku jednotlivých pridávaných komonentov /tá závisí od pozície/ a napájanie.
Najbežnejšie formáty:

  • XT, AT – zastarali, už sa nevyrábajú,
  • ATX – Advanced technology Extended
  • Barebone – miniatúrne základné dosky sú zabudované v primerane malej skrinke, v ktorej je zabudovaný aj zdroj
  • BTX – Balanced Technology Extended – zrejme do roku 2006 nahradí ATX

Mnohé z uvedených formátov majú pred názvom predponu Mini, Micro, Flex, Nano, Pico – ide o základné dosky s menšími rozmermi, väčšinou s menšími počtami slotov pre prídavné karty a iným rozmiestnením montážnych otvorov.

Delenie základných dosiek podľa podporovaného procesora

Každá značka CPU a skoro každý typ procerosa potrebuje iný soket alebo slot. Na to je potrebné prí výbere procesora a základnej dosky myslieť. Nové sokety majú v názve trojciferné /zatiaľ/ číslo, ktoré udáva počet pinov /alebo najnovšie kontaktných plôšok/ procesora.

Čipset

Pred formátom ATX bolo na doskách viacero logických obvodov, starajúcich sa o prepojeneie procesora s pamäťou a výstupno/vst. zariadeniami. Boli dosť jednoduché, zaoberali veľa miesta a mali aj relatívne veľk spotrebu. Tieto činnosti môže vykonávvať jeden alebo dva zložitejšie čipsety. CHIP set – čipová sada je označenie pre skupinu integrovaných obvodov navrhnutých tak, aby spolupraocovali. Okrem spory miesta a spotreby došlo aj nárastu výkonu, zapríičineného skrátením vzdialenosti medzi jednotlivými čipmi.
Čipset riadi tok dát medzi procesorom, pamätou a a zbernicami na základnej doske.
Môže navyše nahrádzať ďalšie komponenty, napríklad: zvukovú, grafickú, sieťovú kartu a modem. V súasných doskách sa o to starajú dva hlavné čipsety:

  • Northbridge – pripojený k CPU, k rýchlym komponentom /AGP, PCI-Express, pamäť, gigabitová sieťová karta/ a k SouthBridge
  • Southbridge – pripojený k ostatným /pomalším/ komponentom

Zbernica /BUS/ a dvojbodobé prepojenie

Zbernice a dvojbodové prepojenie /point-to-point/ sú základom komunikačnej štruktúry PC. Na rozdiel od point-to-point prepojenia je zbernica prepojenie viacerých zariadení cez rovnaké vodiče. Bývajú vyvedené na konektory alebo sloty, cez ktoré je možné k ním pripájať zariadenie. Ich rýchlosť /udávaná v MHz/ a šírka /bit/ ovplyvňuje výkon celého PC.
Činnosť zberníc a dvojbodových prepojení riadi čipset.
Zbernica obsahuje dátovu, adresovú a riadiacu časť:

  • dátová časť – slúži na prenos údajov medzi jednotlovými pripojenými zariadeniami
  • adresová časť – slúži na identifikáciu cieľového zariadenia pri prenose – je to dôležité, lebo na jednej zbernici existuje viacero zariadení,
  • riadiaca časť – slúži na synchronizáciu činností medzi jednotlivými zariadeniami.

Na základnej doske sa môže nachádzať viacero zberníc. Niektoré slúžia na prepojenie komponentov v počítači iné slúžia na prepojenie počítača s externými zariadeniami.
Typy zberníc – nie všetky však musia nutne na doske byť
ISA – ne najstarším typom zbernice s akým sa aj keď zriedkavo ešte možno stretnúť.
PCI – zbernica pripája k základnej doske nielen rozširujúce karty, ale aj integrované obvody vstavané do základnej dosky. PCI zariadenia sú plug and play – automaticky konfigurované
PCI-X – zvýšená rýchlosť
PCI-Express – náhradou za v súčasnosti nedostačujúce zbeernice PCI a AGP. PCI-Express je založená na o omnoho rýchlejšej sériovej komunikácii.
AGP – je point-to point kanál na pripojenie grafickej arty k základnej doske
SCSI –je rozhranie používané hlavne na pripojenie diskov, páskových zariadení……
SATA – rozhranie na pripojenie diskových zariadení – dáta sú prenášané sériovo
ATA /PATA/ – rozhranie na pripojenie diskových zariadení – dáta sú prenášané paralelne
ACR – umožňuje pripojenie rozširujúcich kariet s audio adaptérmi, sieťovými adaptérmi a modemami. Nahradila AMR.
Externé porty – nie všetky musia nutne na doske byť

  • sériiové

modem, myš

  • paralelné /tlačiareň/
    šírka prenosu je viac ako jeden bit
  • PS/2 – myš klávesnica
  • USB – Universal Serial Bus – univerzálná sériová zbernica
    umožnuje pripojenie až 127 zariadení
    podpora Plug and Play
    prenosová rýchlosť až 12 Mb/s
    USB 2.0 je prenosová rýchlosť 480 Mb/s
    možnosť pripojiť zariadenie počas chodu PC
  • FireWire – štandart IEEE 1394
    prenos 400 Mb/s a 800 Mb/s
    možno pripojiť 63 zariadení
  • Blue tooth
    prenos 1 MB/s
    bezdrôtová wireless technológia
    dosah 10 m aj cez prekážky
    vo verzii 2 dosahuje prenos 2,1 Mb/s na vzdialenosť do 100 m
  • IrDA
    IrDA – Infrared Data Association – slúži na bezdrôtové prepojenie zariadení
    na spojenie je nutá krátka vzdialenosť a priama viditeľnosť alebo odraz od steny

BIOS – Basic Input Output system

BIOS je program alebo miniatúrny operačný systém, ktorý tvorí dôležitý článok medzi hardvérom a operačným systémom. Umožňuje operačnému systému komunikovať s hardvérom. Je v ňom možné nastaviť vlastnosti pripojeného hardvéru. Musí sa nachádzať na každom PC.
Procesor (CPU central processing unit/

  • najdôležitejšia časť PC – vykonáva všetky aritmetické a logické operácie v PC a riadi súčinnosť všetkých častí PC.

Logická štruktúra procesora:
RJ – riadiaca jednotka má tri základné funkcie:

  • riadi poradie vykonávania inštrukcií
  • dekóduje a modifikuje inštrukcie progamu
  • vysiela všetky riadiace signály tým blokom PC, ktoré sa podieľajú na vykonávanie inštrukcie

Aritmeticko-log jednotka /ALU-unit/ – vykonáva aritmetické operácie s celými číslami a log operácie.
FPU jednotka – vykonáva výpočty s desatinnými číslami , nebola v procesore – predávala sa v podobe matematického koprocesora
Registre – vnútorné veľmi rýchle pamäťové jednotky procesora, kam si ukladá momentálne spracované dáta – v súčasnosti 32-64 bitové
Pamäte cache

  • vyrovnávacia pamäť – medzisklad dát medzi rôzne rýchlimi komponentmi
  • vnútorné cache –interná cache 21 – integrovaná priamo do procesora
  • vonkajšia cache – 22 vonku niekedy aj vnútri

Základné pojmy súvisiace s činnosťou procesora
– procesor vykonáva inštrukcie, každá inštrukcia pozostáva z kódu a dátovej časti
Kód inštrukcie : informuje procesor o tom, čo sa má vykonať a dátová časť určuje s akými dátami /ak nejaké sú/.
Jadrom každého procesora je logický obvod, ktorý obsahuje inštrukčnú sadu – je to súbor mikroinštrukcií, ktoré vie procesor vykonávať.
Podľa typu inštrukčnej sady sa dve súperiace koncepcie delia na procesory:
CISC – s kompletnou inštrukčnou sadou – spracováva každú inštrukciu
Nevýhoda – časovo náročné, uplatnenie pri osobných PC /Intel, AMD, …/
RISC – s redukovanou inštrukčnou sadou – rýchlejšie ako CISC – pri veľkých a jednoúčelových PC
Inštrukčná sada – množina jednotlivých inštrukcií, ktoré procesor dokáže spracovať. V súbore inštrukcií nových procesorov sa nachádzajú inštrukcie typu SIMD /1 inštrukcia – viacnásobné dáta/. Najznámejšie takéto rozšírenia sú MMX, 3D Now!, , SSG Intel
Systém prerušenia
Keď hardvérové zariadenie vyžaduje obsluhu procesora, vyšle procesoru signál, ktorým ho o to požiada. Signál prerušenia je signálnou časťou zbernice??? Každé prerušenie je identifikované svojim číslom. Na určitom mieste v operačnej pamäti je uložená tabuľka vektorov prerušovania. Vektor každého prerušenia ukazuje na adresu v operačnej pamäti, kde sa nachádza príslušný obslužný program na spracovanie prerušenia. Takýto program potom procesor spustí. Predtým si však zapamätá svoj posledný stav a najmä adresu nasledujúcej inštrukcie, aby sa mohol po skončení obslužného programu vrátiť k prerušenej práci.
Frekvencia

  • elektronické obvody, ktoré tvoria mikroprocesory potrebujú taktovacie impulzy, ktoré určujú pracovné tempo = frekvencia
  • každá základná doska musí obsahovať generátor taktovacích impulzov
  • frekvencia sa udáva v Hz – počet taktov/s

FSB – je rýchlosť ako CPU komunikuje s operačnou pamäťou.
Rýchlosť procesora je podmienená rýchlosťou FSB a násobičom.
Joverclocking – pretaktovanie, používa sa aj pri procesoroch na grafických kartách – zvýšenie jednej alebo druhej hodnoty zvyšuje výkon PC.
Technológie na umožnenie pretaktovania:
Dynamic Averclocking Technology – aj nad rámec
CMOS Reloaded
AMD Cool´n Quick – umožňuje zvýšenie L, ale len to tej miery, ako je stanovená výrobcom
Komunikácia procesor – pamäť -> procesory Intel komunikujú s pamäťami cez NorthBridge ale procesory AMD priamo. Môžu komunikovať s pamäťami naraz /technológia Dual channel/.

Urýchlenie spracovania inštrukcií

  • kedysi mikroprocesory spracovávali inštrukcie sekvenčne

Prúdové spracovávanie inštrukcií – pipelining

spracovávaná inštrukcia sa rozloží vo viacero fáz. V každej fáze spracovávania inštrukcií sa využíva iná časť procesora. To umožňuje súčastné vykonávanie jednotlivých fáz inštrukcií. Každá inštrukcia sa v danom takte nahrádza v inej fáze spracovania.
Superskalárna architektúra – umožňuje paralelné spracovanie inštrukcií v CPU
Hyper – Threading – CPU sa tvári ako keby obsahoval dve jadrá
Prehľad delenia procesorov:

  • základné informácie o procesore
  • rýchlosti – „P“rating
  • fyzikálne charakteristiky
  • vyhotoveie /Packaging/

„P“rating – pri označenií /v názve/ v niektorých procesorov AMD vystupuje ich skutočná rýchlosť ako odvodená hodnota udávajúca s akými rýchlymi Intel procesormi je daný procesor porovnateľný. Znak „+“ v názve udáva, že nejde o skutočnú frekvenciu.
Vyhotovenie

  • počet kontaktov
  • použitie typu soketu alebo typu slotu

Externá architektúra – napr. schopnosť pracovať v multiprocesorových zostavách, veľkosť, rýchlosť externej cache,…
Interná architektúra – počet jadier, počet ALU, pipelining, veľkosť a rýchlosť internej cache

Porovnanie výkonu procesorov

  • prostredníctvom testov, ktoré udávajú výkon v MIPS /Drystone/, v MFLOPS /Whetstone/ a SPEC /Benchmark/…

Pamäte

Pojem pamäť je viacvýznamový a môže sa viazať k rozličným častiam počítača, pretože počítač využíva rôzne druhy pamätí. Pamäte slúžia na uloženie /zaznamenanie/ informácií a inštrikcií vstupujúcich do počítača, medzivýsledkov, výstupných údajov, ale aj grafických informácií. Pamäte sa zohrávajú v počítači nezastupiteľnú úlohu. Málo pamäte, prípadne jej nízka rýchlosť môže úplne degradovať výkon inak dobrého počítača.
Delenie pamätí podľa vzťahu k PC:

  • vnútorné / prímárne – operačná /hlavná, vnútorná/ pamät
  • vonkajšie/sekundárne – HDD, FDD, CD, DVD,..

Delenie pamätí poľa funkcie /vzťahu k procesoru/:

  • operačná pamäť – obsahuje inštrukcie a dáta, s priamym prístupom podľa adresy, procesor pracuje s jej informáciami
  • vonkajšie veľkokapacitné pamäte
  • vyrovnávacie pamäte – CACHE
  • registre
  • zásobník /stack/ – funguje na princípe LIFO. Môže by organizovaný aj na adresovanej pamäti
  • Fronta – princíp FIFO. Princíp je zhodný s princípom posuvného registra.

LIFO – Last in first out FIFO – First in first out
Delenie pamätí podľa závislosti od napájania:
Využitie pamätí ako aj ich činnosť je ovplyvnené závislosťou od napájania. Na základe tejto skutočnosti môžeme pamäte deliť:

  • na energeticky závislé /volatile memory/
  • na energeticky nezávislé /non-volatile memory/

Delenie pamätí podľa možnosti zmeniť obsah pamäte:
Možnosť zmeniť obsah pamäte je dôležitým kritériom pri jej výbere. Niekedy je nutné zabezpečiť nemennosť dát, inokedy je vhodné dáta zmazať, prípadne nahradiť inými.
Neprepisovateľné pamäte /non-erasable memory/. Neprepisovateľné pamäte sú zároveň energeticky nezávislé.
– ROM /Read Only Memory/. Pamäte typu ROM slúžia len na čítanie. V prípade čipov ide väčšinou o údaje zapísané výrobcom hardvéru v prípade médií CD-R, DVD-R aj bežným užívateľom.
Prepisovateľné pamäte, RWM /Read Write Memory/. Pôvodné informácie v pamäti môžu byť prepísané novými:

  • EPROM / Erasable Programmable ROM/– čipy, do ktorých je možné zapisovať opakovane, ale vždy treba najskôr vymazať dáta pomocou UV žiarenia.
  • EEPROM /Electrically Erasable Programmable ROM/ – je možné prepisovať údaje priamo
  • Flash memory – podobné EEPROM ale rýchlejšie, v PC hlavne BIOS
  • Do tejto kategórie patria napríklad aj disky, diskety alebo CD-RW, DVD-RW.

Delenie pamätí podľa mechanizmu prístupu k údajom zapísaných v pamäti:
V závislosti od spôsobu prístupu k údajom, ktoré sú uložené v pamäti je možné rozlišovať pamäte so sekvenčným a náhodným prístupom:
SAM /Sequential Access Memory/ na lokalizovanie miesta, kde sa informácia fyzicky nachádza je potrebné postupné čítanie, t. j. vzdialenejšie údaje majú väčšiu prístupovú dobu.
RAM /Random Access Memory/ – Každá pamäťová bunka je priamo adresovateľná, nemusí sa vyhľadávať, to znamená že každý údaj /pamäťová bunka/ je dosiahnuteľný v rovnakom čase. Pamäte typu RAM sa delia na:

  • Static RAM /SRAM/ – Statické pamäte sa používajú v registroch cache. Sú rýchle a drahé.
  • Dynamic RAM /DRAM/ – obsah dynamickej pamäte musí byť obnovovaný /refresh/. Dynamické pamäte sú pomalšie a energeticky náročnejšie, ale lacnejšie ako SRAM.

CAM – podľa obsahu
DELENIE pamätí podľa vzťahu rýchlosti pamäte k rýchlosti procesora FSB:
– Asynchrónneasynchronuous DRAM /DRAM/, asynchrónne znamená, že ich rýchlosť nie je odvodená od rýchlosti externej zbernice procesora /FSB/.
Patrili tu:

  • Fast Page Mode /FPM DRAM/
  • Extended Data Out /EDO DRAM/
  • Burst Extended Data Out /BEDO DRAM/.

– SynchrónneSynchronous DRAM /SDRAM/, synchrónne pamäte sú späté so systémovými hodinami a zo začiatku nepredstavovali výkonnostný nárast oproti EDO či BEDO pamätiam. Dôvod: maximálna rýchlosť systémovej zbernice 66 MHz. K výraznému rozdielu vo výkonnosti /+50 %/ medzi nimi došlo až po príchode 100 MHz zberníc. K ďalšiemu nárastu výkonnosti prišlo v roku 2000, zavedením Double data rate SDRAM /DDR SDRAM/, ktorá má oproti staršej verzii dvojnásobný prenos dát pri rovnakej frekvencii. Dáta sa totiž prenášajú aj po nábehovej aj po zostupnej hrane signálu. Pre rozlíšenie sa staršia verzia začala označovať Single data rate SDRAM /SDR SDRAM/. V roku 2005
QDR /QUAD DATA RATE/ – samostatné vstupy a výstupy, využíva sa pri routroch a svitchoch /zariadenia ktoré potrebujú naraz čítať aj písať do pamäte/.
Podľa konštrukčného riešenia: v minulosti boli pamäte zabudované priamo do základnej dosky. V súčasnosti keď nastala väčšia potreba mať oper. amäť stále väčšiu, sa na základe konštrukčného riešenia delia na:
SIMM – nevyrábajú sa, vyrábali sa v 8, 32 bitovej verzii. Keď sa zvyšovala veľkosť zbernice, museli byť 2 zbernice obsadené
DIMM- 64 bitová šírka
RIMM- boli rýchle ale extr. drahé, 16 bitové, krátka existencia, RAMBUSY

Princíp fungovania RAM

Základné parametre pamätí:

  • veľkosť/kapacita/ –meria sa v bitoch, čím väčšie tým lepšie
  • rýchlosť- „dátová priepustnosť“ koľko bitov za sekundu je schopný vyslať modul vo frekvencii v MHz
  • latencia- skratka CL 2 / 2.5 / 3 – oneskorenie pamäte, ako dlho – koľko cyklov trvá, medzi odoslanou požiadavkou /čítanie, zápis/ a skutočným načítaním /zápisom/
  • ecc- ERROR CONECTING CODE – dokáže určitý počet chýb napraviť
  • chladenie – je vhodné pri pretaktovávaní…pasívne chladiče – hlinníkové alebo medené….

Externé a sekundárne pamäte /záznamové zariadenia/

  • pevné disky HDD, diskety FDD, CD ROM, DVD,…
  • slúžia na odkladanie /zálohovanie, archiváciu/ údajov a programov
  • uchovajú informácie aj po vypnutí počítača

Disk HDD – Hard Disk Drive /pevný disk/

  • kotúč, pokrytý magnetickou vrstvou – môže ich byť viac
  • magnetické hlavy na ramienkach, motorček a elektronika

Pevné disky majú tvar kotúča pokrytého mangetickou vrstvou s rozmermi: 3.5“, 2.5“ a staršie 5.25“, niekedy 8“ /vysokokapacitné/ alebo 2“ /pre prenosné počítače/. Kompletný disk je vždy tvorený viac než jedným kotúčom, najmenej dvoma, ale tiež štyrmi aj viac kotúčmi. Informácie sa ukladajú obojstranne, pričom vonkajší horný a vnútorný dolný nie je využitý. Disk tvorený napr. štyrmi kotrúčmi má teda šesť aktívnych záznamových povrchov a každý povrch má svoju čítaciu a záznamovú magnetickú hlavu. Disk je aj s hlavami prachotesne uzatvorený v puzdre, ktoré ho chráni pred prachom. Hlavy totiž plávajú na vzduchovom vankúši nad platňami vo vzdialenosti asi dvetisíckrát menšej ako je hrúbka vlasu. Už aj odtlačom prsta na platni môže spôsobiť haváriu.
Usporiadanie dát na disku
Každý kotúč obsahuje určitý počet sústredných kružníc, nazývajúcich sa stopy. Stopy, ktoré sú na jednotlivých kotúčoch nad sebou, tvoria cylinder. Cylindrov je toľko, koľko je stôp na jednej platni. Každá stopa je rozdelená, podobne ako keď krájame tortu, na sektory. Jeden sektor má štandardne obsah 512 bytov. Z hľadiska operačných systémov a ich súborových systémov môžu byť sektory zoskupované do alokačných jednotiek – /cluster/. Jeden cluster môže mať kapacitu 512 B až 64 KB.
Prenos údajov
Keď príde disku požiadavka na dáta, ak sa platne netočia, elektronika ich roztočí. Potom sa hlavy vysunú nad stopu a keď sa pod hlavami ocitne požadovaný sektor, začne proces čítania alebo zapisovania. V reáli býva však častejšie, že keď už je na mieste precitá obsah celej stopy /či všetkých stôp na cylindri./. to, čo bolo prečítané navyše uloží do cache, pre prípad, že by prišli požiadavky na dáta z nasledujúcich sektorov.
NCQ /native Command Queuing/ je technológia, ktorá má za úlohu optimalizovať prácu disku. Pri nahromadení požiadaviek disk priebežne vyhodnocuje, kde má čítať či zapisovať a pružne mení poradie operácií, čo minimalizuje presúvanie hláv, a teda skracuje celkovú dobu vybavovania požiadaviek. NCQ je možné použiť len na plnohodnotných SATA diskoch.
Parametre ovplyvňujúce výber disku:

  • Kapacita. Disky majú v skutočnosti miesto pre údaje menšie ako je na nich uvedené. Časť kapacity totiž zaberú pre seba, kde si ukladajú popis rozmiestnenia jednotlivých súborov a adresárov. Ďalším faktorom znamenajúcim rozdiel v očakávanej kapacite je marketingový ťah predajcov diskov, uvádzajúcich veľkosť disku tzv. decimálnej diefinícii GB
  • Rýchlosť disku. Rozlišujeme internú a externú rýchlosť.
  • interná: ako dlho trvá disku od prijatia požiadavky po jej vybavenie. Hlavné parametre sú:
  • premerná vyhľadávacia doba – je čas potrebný na vystavenie hlavičiek nad požadovanú stopu
  • doba nábehu
  • priemerný čas na presun hlavičiek zo stopy na stopu
  • priemerný čas prepnutia medzi hlavičkami
  • prístupová doba – najdôležitejšia hodnota. Je to súčet všetkkých časov
  • počet otáčok – priemerné disky majú 7200 ot./min, rýchlejšie 10 000 ot./min. alebo 15 000 ot./min a staré 5 400 ot./min
  • cache sa pohybuje bežne od 2 do 8 MB
  • Externá –ako dlho trvá celové vybavenie požiadavky, závisí aj od použítého typu zbernice a rozhrania
  • Typ rozhrania – PATA, SATA, SCSI /tu možno pridať viacero zariadení, nahradzuje sa SAS/
  • Hustota záznamu – pri danej kapacite, čím vyššia hustota záznamu, tým menšia plocha a presuny hláv si vyžadujú menej času
  • Veľkosť 5“ disky sú používanejšie, 2.5“ využívajú hlavne notebooky
  • Cena, cena za MB – čím väčší disk, tým je cena za MB nižšia

Hlučnosť, spotreba, tepelná strata

RAID
Viacero diskov môže byť zapojených do tzv. RAID-u /Redundant Arrays of Enexpensive/Independents Disks/. Robí ta to z dvoch dôvodov:
Zvýšenia rýchosti – ak sú použíté dva disky a je na oba je možné zapisovať naraz, možno na prvý zapísať polovicu, na druhý zvyšok – Strippping /prekladanie/. Nevýhodou je, že ak sa pokazí jeden z diskov, prídeme o všetky údaje, lebo polovica dát je väčšinou samostatne nepoužiteľná.
Zabezpečenie proti strate údajov. Ak máme dva disky a na každý zapisujeme to isté, potom pri zlyhaní jedného disku neprídeme o žiadne dáta. Mirroring /zrkadlenie/. Nevýhodou je dvojnásobná cena.
Diskety, disketové mechaniky
Disketa FDD – floppy disk drive, kedysi 5,25“, 360 KB, 1.2 MB, dnes iba 3,5“, 1,44 MB
Diskety fungujú na podobnom princípe ako disky, len sú pomalšie majú nižšiu kapacitu a sú omnoho náchylnejšie na poškodenie. Vznikli hlavne z dôvodu prenášať a zálohovať dáta a programy medzi jednotlivými počítačmi. Diskety sú ale postupne nahradzované modernejšími prostriedkami ako sú CD a USB kľúče.
V súčasnosti sa používajú 3,5“ palcové diskety. Obsahujú len jeden obojstranný kotúč, na každen strane je 80 stôp po 18 sektorov.
CD /compact disc/
Klasické CD má priemerom 12 cm 650 a 700 MB /74 a 80 min/. CD sa vyrábajú z priesvitného polykarobnátového plastu v hrúbke 1,2 mm, na ktorom je tenučká kovová vrstva obsahujúca dáta. Na nej je vrstva laku na ktorej sa môže nachádzať potlač. Dáta sú umiestnené na špirále vo forme jamôk /pit/. Plocha bez jamôk sa nazýva land. Na čítanie dát uložených v pitoch sa používa lasér.
CD môžeme deliť podľa možnosti zmeny údajov:
CD – ROM –-> je možné z nich iba čítať
CD-R –> je možné informácie raz zapísať
CD-RW –> prepisovateľné, umožnujú opätovné vypaľovanie.
DVD
Zachovali si rozmery klasického CD. Má ale vyššiu kapacitu /verzia DVD-5/ 4,7 GB docielenú zmenšením vzdialenosti medzi drážkami a zmenšením veľkosti pitu.
Médium môžeme deliť podobne ako pri CD podľa možnosti zmeny údajov:
DVD-ROM
DVD+R/RW
DVD-R/RW
DVD-RAM
Označenie plus a mínus predstavuje dva rozličné technické štandardy, ktoré sú do určitej miery kompatibilné. Oficiálny štandard DVD-R/RW vytvorilo DVD Fórum, ktoré bolo založené v apríli roku 97. Ceny za licencovanie tejto technológie boli natoľko vysoké, že vznikla iná skupina DVD+RW Alliance, ktorá vytvorila štandard DVD+R/RW, ktorého licencovanie bolo lacnejšie.
Delenie podľa množstva uložených dát:
DVD-5
DVD – 9 –dve vrstvy /Dual Layer, peto sa často aj označuje DVD+R DL/
DVD – 10 –dve strany
DVD- 1 dve vrstvy aj strany

Blue Ray, HD-DVD

Blue Ray a HD-DVD (high definition DVD/ sú budúcou generáciou optickýh diskov, umožňujúca záznam HD videa. Technológia Blue Ray je pomenovaná podľa farby používaného lasera. Modrý laser má kratšiu vlnovú dĺžku ako červené lasery používané pri Cd a DVD.

Pamäťové karty

S pamäťovými kartami sa počítalo ako s nástupcom diskiet – sú menšie a rýchlejšie, bez mechanických častí, majú väčšiu kapacitu a dlhšiu životnosť majú ale aj dve veľké nevýhody: Je ich veľa druhov a zariadenia, ku ktorým sa pripájajú nie sú navzájom kompatibilné a nevyskytujú sa šttandardne na počítačoch.

USB (Universal Serial Bus/ kľúče

Ukladajú dáta na rovnakom princípe ako pamäťové karty – do Flash pamäti. Hlavný rozdiel medzi USB klúčmi a pamäťovými kartami je, že na pripojenie k počítaču nepoužívajú vlastné rozhranie ale USB, ktoré sa nachádza na každom novšom počítači.

Dátové pásky

Dátové pásky sa dajú prirovnať k magnetofénovým páskam. Ale na rozdiel od nich sa dáta, ako to už pri počítačoch býva zvykom, ukladajú v digitálnom formáte. Slúžia na zálohovanie obrovských objemov dát.

Grafická karta,zobrazovacie jednotky

Grafická karta slúžia na uchovanie a organizáciu dáta určených na zobrazenie a vytvorenie výstupného signálu, ktorý sa zobrazí na monitore ako obraz. V podstate grafická karta preberá dáta z procesoru a transformuje ich na videosignál. Celý obraz viditeľný na monitore je uložený v pamäti video RAM na grafickej karte. Grafická karta môže byť konštrukčne riešená ako samostatná karta, ktorá sa zasunie do slotu v základnej doske, alebo môže byť aj integrálnou súčasťou základnej dosky.
GK je obsadená:
GPU – graphic processing unit /grafický procesor/
Pamäť
Prevodník RAMDAC
Pamäť typu EPROM alebo Flash
Chladič
Riadiaci procesor /grafický procesor/ – jeho hlavnou úlohou je prijímať príslušné dáta a vytvárať v nich digitálny obraz. Režim zobrazenia je určený počtom obrazových bodov, tzv. pixelov, v horizontálnom a vertikálnom smere monitora a počtom farieb, ktoré je možné zobraziť. Pixel je obrazový bod /Picture Element/. Je to najmenšia spojitá jednotka na obrazovke.
Obraz sa v krajnom zjednodušení dá predstaviť ako veľká tabuľka, kde každý bod môžes mať hodnotu 1 alebo 0 /rozsvietený, zhasnutý bod/. Na popis stačí jediný bit, preto vznikol pojem bitmapa. Ak počet bitov pre jeden bod sa zvýši, dá sa zobraziť viac farieb. Tak napríklad 4-bitový obrázok môže zobraziiť 16 farieb /24/ a 24-bitová grafika zobrazí 16,7 milioána farieb- ide už o tzv. true color. P“očtu bitov na vyjadrenie farieb sa hovorí bitová farebná hĺbka
Akcelerátor – priamo vykonávajú celý rad grafických výpočtov. Grafická karta prijíma z CPU krátke inštrukcie obsahujúce pokyn čo sa má zobraziť a grafická karta sama, vo vlastnej réžii, „kreslí“ priamky, zobrazuje okná, rôzne grafické prvky a vykonáva všetky potrebné grafické výpočty, čím dochádza k podstatnej úspore času CPU.
Súčasná grafická karta teda neralizuje len prevod digitálnej informácie na obrazovú, ale sa podieľa na výpočte zobrazovaných údajov.
GPU /grafický procesor, videočip, videoprocesor/: v minulosti teda vykonával iba prevod príslušných dát na obrazový výstup v súčasnosti sa pod týmto pojmom môže rozumieť čip integrujúci 2D/3D akcelerátor s riadiacim procesorom, nakoľko v súčasných grafických čipoch je akcelerátor jeho integrálnou časťou.

Pamäte grafických kariet

Ďalším parametrom určujúcim výkonnosť grafickej karty je rýchlosť a kapacita pamäte. Veľkosť požadovaného rozlíšenia priamo súvisí s veľkosťou pamäte RAM.
Súčasné grafické karty majú pamäte 128-512 MB /1024/ DDR SDRAM. Obvykle sa uvádza len údaj DDR /niekedy sa uvádza aj GDDR.
Ramdac
Pokiaľ grafická karta je určená na spolupráce s bežným monitorom integrálnou súčassťou grafickej karty je RAM číslicovo –analógový konvertor. /RAM digital Analog Converter/. Princíp práce CRT monitorov vyžaduje analógový videosignál. Tento je potrebné prievviesť na vstup do monitora. PC pracuje s digitálnymi dátami, ktoré sú spracovávané v grafickej karte.

Pamäť typu EPROM alebo Flash

V tejto pamäti sú uložené: BIOS /označovaný aj Video-BIOS, Fireware grafickej karty, základné fonty znakov,…./Video –BIOS podobne ako BIOS na základnej doske umožnuje softvéru komunikáciu na fyzickej, hardvérovej vrstve z jednotlivými prvkami grafickej karty.

Chladenie

  • grafické karty môžu byž chladené pasívnymi aj aktívnymi chladičmi v závislosti od tepelného vyžarovanie tej ktorej karty

Typ slotu

  • AGP, PCI-Express

AGP zbernica bola určená od svojho vzniku na pripojenie len grafickej karty. Nejde o zbernicu, ku ktorej je možné pripojiť niekoľko zariadení súčasne, teda o zdieľanú zbernicu, ale dá sa pripojiť len grafická karta.
Textúra zaberá najväčší podiel dát zobrazovaného objektu, a tak vznikla myšlienka ukladať textúry do systémovej operačnej pamäte / v tej dobe videoRAM 4 MB/.
Niektoré významné pojmy z grafiky

  • 2D/3D – dvojdimenzionálna /trojdimenzionálna grafika
  • Rastrová grafika – tabuľka /1/0/
  • Vektorová grafika – každý objekt je popísaný vektormi / výhoda: zväčšovanie, zmenšovanie/
  • Najpoužívanejšie formáty – GIF, JPG ,BMP
  • Pixel – základný bod z ktorého sa skladá obraz, ich počet v zobrazovanom snímku je daný použítým rozlíšením
  • Vertex – Vrchol mnohoulohlíka /polygonu/, respektívne jednotlivé uzly v drôtovom modely popisovaného objektu, ktoré popisujú geometriu modelovaného telesa.
  • Textúra – Textúra je v podstate popis vlastností povrchu telesa ako sú farba, priehľadnosť, lesk, hrbolatosť atd. V najjednoduchšej podobe je textúra rastrový obraz nanesený na priestorový objekt.
  • Grafické ovládače – programové vybavenie vytvárané výrobcom grafického čipu. Úlohou ovládača je čo najefektívnejšie prekladať požiadavky operačného systému a aplikácií do formy, ktorá je zrozumiteľná grafickému procesoru. Kvalita ovládača, tak ovplyvňuje nielen rýchlosť, ale aj kvalitu vykresleného obrazu.

Pixel Shader – program určený na vykonávanie výpočtov s pixelmi
Pipeline – počet jednotiek na spracovávanie pixel a vertex operácií v grafickom čipe. Vyšší počet pixel pipeline umožní spracovať viac pixelov za takt.
Vertex Shader – program určený na geometrické výpočty s vertexami.
Anizoropné filtrovanie – metóda filtrovania, zabrańujúca rozmazaniu vzdialenejších textúr, pričom sa berie do úvahy aj uhol pod akým je textúrová mapa zobrazovaná.
SLI technológia – SLI technológia od firmy Nvidia pracuje tak, že si karty rozdelia úlohy na dve časti. Hlavnú úlohu pri rozdelení záťaže majú ovládače. /Cross-Fire v podstate to iste len od ATI/
Computer Aided Design /počítačom podporovaný návrh / CAD , je počítačom podporovaný návrh súčiastky alebo počítačová podpora tvorby konštrukčnej dokumentácie. Ide o programové vybavenie pre geometrické a matematické modelovanie súčiastok a ich vlastnosti. Okrem grafických činností CAD systémy umožňujú realizovať aj rôzne inžinierske výpočty a analýzy. Computer Aided Design /Copmupter Aided Manufacturing /návrh/výroba za pomoci počítača/ CAD/CAM

Konektory na karte môžu byť:
VGA konektor grafickej karty 15 pinový – je konektor s otvormi v troch radách po piatich. Vedie sa nimi do monitora / v analógovej podobe, čo a kde sa má zobraziť.
DVI /digital Visual Interface/ konektor – je najnovší typ priipojenia monitora už CRT alebo LCD. Konektor na LCD monitoroch a graf. kartách. Vo všeobecnosti slúži na digitálne prepojenie grafickej karty zo zobrazovacím zariadením. Obraz sa dekóduje až v „obrazovke“ vďaka čomu je kvalitnejší s minimálnym rušením.
S-video konektor /výstup/ Super-Video output/ je technológia na prenos video-signálu cez konektor, pričom video informácia je rozdelená na dve separátne časti /signály/ a to: signál obsahujúci informácie o farbe /chrominance/ a o jase /luminance/. Televízor tak dokáže vytvárať ostrejší obraz videa ako je to pri jednokanálovom prenose.
Zobrazovacie jednotky
– hlavnou úlohou prístroja na zobrazovanie obrazu je grafickou kartou spracovaný obraz zobraziť na svojej obrazovke. Slúžia na to hlavne monitory, iné displeje a projektory.

Monitory CRT /cathode ray tube/

  • obrazovka osadená predným sklom
  • na obrazovku je z vnútornej strany tienidla nanesený Na luminofor dopadá zaostrený a vychylovacími cievkami usmernený elektrónový lúč generovaný elektrónovým delom.
  • vychylovacie cievky slúžia na umiestnenie elektrónového lúča na každé miesto na obrazovke.

Každý farebný bod pozostáva z troch základných zložiek RGB /red, green, blue/
Ide o tzv. aditívne skladanie farieb, kde 100% z každej farby predstavuje farbu bielu
Presnejšiemu dopadu zväzku elektrónov na jednotlivé luminofordové body napomáha mriežka /maska/.
Vertikálna vychylovacia frekvencia V-SYNC ovláda pohyb lúča hore a dole.
Horizontálna vychylovacia frekvencia H-SYNC ovláda vychyľovanie lúča zľava doprava.
Aby bola stopa dopadajúceho lúča vždy rovnako veľká, musel by dopadať na plochu rovnako vzdialenú a pod rovnakým uhlom. Tieto požiadavky však spĺňa len guľové teleso. Z toho dôvodu – obrazovky v minulosti boli veľmi vypuklé.
Veľmi dôležitá je aj snímková obnovovacia frekvencia. Staré monitory pracovali s frekvenciou f = 60 Hz, teda 60 snímok za sekundu, čo spôsobovalo chronické zápaly spojiviek. Neskoršie za ergonomickú frekvenciu bola považovaná frekvencia 75 Hz. Používatelia sa nakoniec dohodli, že vyhovojúcou frekvanciou na bežnom 17“ monitore je 85 Hz. Obnovovacia frekvencia je tiež závislá od používaného rozlíšenia.
Pre ochranu zdravia a životného prostredia – normy TCO 99 – obmedzuje prítomnosť škodlivých látok vo výrobk. Nové monitory môžu spĺňať už aj novšiu normu TCO 03.
LCD displeje

TFT LCD /Thin field transistor liyuid crystal display/

Tekuté kryštály slúžia medzi dvomi polarizačnými fóliami ako záklopka pre predchádzajúce svetlo. Buď svetlo táto záklopka prepustí alebo nie.
Monitory v dnešnej dobe TFT LCD – tu každý bod obrazovky má okrem spomínanej záklopky v podobe tekutého kryštálu aj tranzistor ako spínač a kondenzátor ako pamäť. Celé usporiadanie je rýchlejšie na zobrazovanie a jednotlivé body neovplyvňujú susediace body. Nevýhodou TFT LCD je nutný zdroj svetla za samotnou obrazovou plochou.
K zásadným nevýhodám LCD panelov patrili dlho okrem veľkej ceny aj niektoré parametre. Týkalo sa to najmä:
Plažmové monitory
– pre počítačové monitory nie je úplne vhodná na sledovanie videa áno. Každý obrazový pixel je tvorený tromi indiviuálnymi bodmi. Každý pre jednu farbu RGB. Každý z týchto subpixelov tvorí akýsi kalíšok s vnútornou stranou natretou príslušnou fluorofoscenčnou farbou. Kalíšok je naplnený vzácnymi plynmi a je prikrytý priehľadným sklom, aby plyn nevyprchal. Privedením náboja sa plyn rýchle nažhaví až do skupenstva plazmy a začne emitovať elektróny. Tieto dopadajú na vnútorný povrch kalíška a vytvárajú jasné svetlo, ktoré preniká krycím sklom k pozorovateľovi.
Každ bod je zdrojom svetla – nie je potrebné spätné podsvietenie. Obraz je síce rýchly, kontrastný, farebný ale hrozí vypálenie jasných nemenných obrazcov do jednotlivých bodov.
OLED displeje
Organic light emitting dicole
Jednotlivé body zobrazovania tvoria diódy vyžarujúce svetlo. Využíva sa znýmy jav elektroluminescenie, teda premeny elektrickej energie na svetlo. Diódy sú tvorené niekoľkými tenkými polovodič. vrstvami. Najdôležitejšia vrstva, ktorá vyžaruje svetlo je tvorená organickými vysokosvietivými molekulami a polynénmi. Poskytujú dostatočné svetlé vysokokontrastné farebné zobrazovanie so širokým uhlom viditeľnosti. Kameńom úrazu sú však vysoké náklady na výrobu.

Technológia KLADY ZÁPORY
CRT cena
kvalita obrazu
rozmeryváha
geometria obrazu
spotreba
LCD klesajúca cena
geometria a ostrosť obrazu
spotreba
podsvetleniepozorovacie uhly
PLAZMA kvalita obrazu
podávanie farieb
spotreba
vypaľovanie bodov
nedostupnosť
OLED fyzické vlastnosti
spotrebabez podsvietenia
kvalita obrazu
podávanie farieb


Dátové projektory

  • základom projektoru je silná lampa, ktorá vytvára svetlo takej intenzity, aby dokázalo s minimálnymi stratami prejsť cez objektív a vonkajšie prostredie až na premietaciu plochu. Projekčné lamúy, najčastejšie xenónové, tvoria kvôli svojej technologickej náročnosti podstatnú časť ceny projektora. Ich životnosť je obmedzená na niekoľko tisícok pracovných hodín. Vytvárajú množstvo tepla –> aktívne chladenie a záložný zdroj.


HDTV – High definition Tv

– jedná sa o digitálny signál s vyšším rozlísením ako ponúkajú dnešné štandardy SDTV. Minimálne rozlíšenie HDTV musí byť 720 p pri 50 Hz.720 znamená že signál sa na TV vykresľuje v 720 riadkoch, p znamená progresívny mód.
Ešte kvalitnejší obraz ako pri 720 p vzniká pri rozlíšení 2080 i a 1080 p.
i– prekladaný mód – striedavo sa zobrazujú polosnímky zostavené raz z párnych a potom z nepárnych riadkov, formát 1080 i – zobrazovaných cca 2 mil. pixelov
Výhody LCD – veľkosť, váha

  • spotreba energie 30-40 wattov, CRT 80-160 watov. Nevyžaruje elektromagnetické vlny
  • digitálny signál – DVI konektor, neblikajú – lickering, neovplyvňované magnetickým poľom – napr. reproduktory, geometria bez chýb


Výhody CRT

  • lacnejšie
  • kratšia odozva
  • pracujú dobre vo viacerých rozlíšeniach – LCD v jednom základnom ostatní interpolujú
  • dá sa pozerať aj z uhla
  • nemajú vadné body
  • majú kvalitnejšie farby

Tlačiarne
Tlačiarne sú typické výstupné zariadenia. Rozlíšenie obrázkov tlačených tlačiarňami sa udáva skratkou dpi. Vyjadruje počet bodov na palec. Vedĺa tejto jednotky sa pri komerčnej tlači požíva aj skratka lpi.
Tlačiarne sa k osobnému počítaču pripájajú: USB, SCSI, LPT, EPP
V tlači sa v súčasnosti používa farebný model CMYK. Základné zložky sú tri farby a to azúrová, fialová a žltá. Ich substraktívnym skladaním vznikajú všetky ostatné farby okrem bielej, ktorú predstavuje nepotlačený papier. Ak sa nanesú na papier všetky farby naraz, neodrazí sa žiadne svetlo a vznikne farba čierna /ide teda o odčítanie farieba – o substrakciu. Aby sa šetrilo jednotlivými farbami sa z praktických dôvodov používa navyše čierna farba , preto CMYK.
C – tyrkysová, M – fialová/purpurová
Y – žltá, K-čierna
Počítač vyšle signál zariadeniu – print driver – driver pošle dáta do tlačiarne cez port, tlačiareň uloží dáta do buffera….
Ihličkové tlačiarne

V súčasnosti sú už tieto tlačiarne málo používané. Princíp tlače spočíva vo vytvorení tlačeného znaku v matrici tlačovej hlavy. Matrica tlačovej hlavy obsahuje sadu ihličiek, usporiadaných do konečného počtu riadkov a stĺpcov.
Ihličky sú jednotlivo ovládané riadiacou jednotkou. Počet ihličiek v matrici býva 9, 18, 24 a viac…

  • sú lacné, dá sa kopírovať, sú kvalitné
  • sú hlučné

Termosublimačné tlačiarne

Činnosť termosublimačnej tlačiarne je založená na princípe sublimácie, t.j zmeny pevnej látky na plyn a obrátene. Farbivo je nanesené na páske, širokej ako papier. Tepelná talčová hlava „nažehľuje“ farbivo na špeciálny papier, do ktorého povrchu pigmenty farby sublimujú. Pre dokonalé absorbovanie farby v plynnom skupenstve je nahrievaná povrchová vrstva papiera. Okrem toho ešte obsahuje lakovaciu hlavicu, ktorá nanáša špeciálnu transparentn lakovaciu vrstvu. Táto vrstva tvorí ochranu vytlačenej fotky proti mechanickému oteru, proti UV žiareniu, a teda aj proti vyblednutiu tlače po nejakom čase.
Farbená páska sa počas tlače odvíja a je v podstate dávkovaná na presný počet výtlačkov. Spotrebný materiál sa preto dodáva v komplete farbiaca páska – špeciálny papier. Pri tlači napríklad len jedného tlačového bodu, dochádza k odvinutiu farbiacej pásky potrebnej pre celú plochu. Pozitívom je, že takto sa dajú presne vyčísliť náklady na jednu vytlačenú stranu., práve tieto náklady na vytlačenie jednej stránky patria k záporným vlastnostiam termosublimačných tlačiarní.

Atramentové tlačiarne

  • patria medzi najpoužívanejšie tlačiarne, najmä z dôvodu pomerne nízkej obstarávacej ceny. Táto výhoda je zaplatená v prevádzkovch nákladoch, v cene tlačových hláv a náplní v nich, integrovaných do jedného celku. Princíp činnosti atramentovej tlačiarne spočíva v nanesení kvapôčok atramentu, uloženého v zásobníku, z ktorého sa, prostredníctvom trysiek tlačovej hlavy, nanáša na papier, t. j. v akom množstve, ako rýchlo, akým spôsobom s akou hustotou. Princíp spôsobu prenosu atramentu na papier môže byť:

a, termoelektrický – kde atrament sa prudko zohreje, čím sa zvýši tlak, následkom čoho sú kvapôčky atramentu vystreľované na médium.
Náplň tlačového zásobníka môžu tvoriť:

  • pigmentové atramenty
  • atramenty vyvinuté na báze farbív

Nepigmentový atrament – je jasnejší a farebnejší, je dobre rozpustný a ľahko preniká do média, kde sa tlačí obraz. Veľmi dobre rozptyľuje dopadajúce svetlo. Bez špeciálnych médií, napríklad fotopapiera, rýchlejšie blednú pôsobením svetla, či vlhkosti.
Pigmentový atrament – do médií nepreniká, ale zostáva na povrchu. Pigmentové farbivá sú omnoho stabilnejšie a nepodliehajú až tak blednutiu pôsobením svetla.

Laserové tlačiarne

  • údaje z celej tlačovej strany sa umiestnia v pamäti a následne sa jedným otočením valca celá strana vytlačí. Z tohto dôvodu sa laserovým tlačiarňam hovorí aj stránkové tlačiarne.

Dáta sa prenesú z počítača do pamäte tlačiarne. Nasleduje elektronické spracovanie tlačenej strany, čo predstavuje rozloženie zobrazovaného obrazu do elementárnych bodov, v závislosti od rozlíšenia tlačiarne. Ďalej dôjde k zavedeniu hárku papiera zo vstupného zásobníka do tlačiarne a k tvorbe predlohy obrazu na statickou elektrinou nabitom svetlocitlivom, najčastejšie selénovom valci. Vykonáva sa to prostredníctvom laserovej diódy alebo miniatúrnymi svietiacimi diódami. Na tých miestach, ktoré sú osvetlené lúčom lasera alebo svietiacim diódami sa elektrický náboj neutralizuje. Vytvorí sa tak presná elektrostatická podoba tlačenej stránky. Počas tlače sa valec otáča a na ďalšom mieste dochádza k styku s tonerom. Toner je nabitý tou istou polaritou ako sú nabité neosvetlené časti valca. Toner sa prenesie len tie miesta valca, ktoré boli osvetlené. V tomto momente sa na valci vytvára tonerová kresba časti tlačenej stránky. Papier ďalej prechádza cez žehličku“ s teplotou 150 až 250 °C. Tým dochádza k fixácii tonera. Po prechode celého papiera tento vychádza do výstupného zásobníka. Svetlocitlivý valec je následne po celej ploche mazacou lampou zbavenýý zvyškového náboja a opätovne nabitý elektrickým nábojom a celý proces sa opakuje.
Pri farebných laserových tlačiarňach je princíp podobný, s tým rozdielom, že proces tlače priebieha štyrikrát. Zvlášť priebeh pre každú farebnú zložku plus čiernu farbu. Kombináciou týchto štyroch farieb tonera v rôznych proporciách sa dá vygenerovať plné farebné spektrum.

Výhody a nevýhody:
Ihličkové
+ možno tlačiť naraz viac kópií , najnižšie prevádzkové náklady
– hlučné, pomalé /ale nie všetky, riadkové 2400 lpm/, najnižšia kvalita
Atramentové
+ možno tlačiť farebne, najnižšie zriaďovacie náklady
– najvyššie prevádzkové náklady
Laserové
+ najrýchlejšie, najvyššia kvalita
– farebné sú drahé
BIOS – Basic Input Output system
BIOS – je program alebo miniatúrny operačný systém, ktorý tvorí dôležitý článok medzi hardvérom a operačným systémom. Umožňuje operačnému systému komunikovať s hardvérom. Je v ňom možné nastaviť vlastnosti pripojeného hardvéru. Musí sa nachádzať v každom PC.
BIOSom sa najčastejšie myslí program v pamäti Flash /kedysi v ROM, ROM BIOS, EEPROM/, nachádzajúca sa v čipe na základnej doske. BIOS však majú aj iné zariadenia /napríklad grafické, sieťové karty /. Tento program je prvý, ktorý sa vykonáva po zapnutí počítača.
Má niekoľko dôležitých úloh:

  • POST /Power- On Self Test/ – testuje a inicializuje hardware, prípadne vypíše čo našiel.
  • Zavádza operačný systém /HDD, FDD, CD, sieť/:
  • BIOS nájde prvý vykonávaný program OS – bootstrap loader
  • Loader načíta do pamäte OS a spustí ho.
  • Obsahuje konfiguračný program, ktorý umožňuje nastaviť, zmeniť, zapnúť, vypnúť rôzne parametre hardvéru

Výrobcovia BIOSu: Award, AMI, IBM – vlastný BIOS.
BIOS priamo komunikuje s harvérom. Vstupy od hardvéru do BIOSu sú vecou výrobcu hardvéru a BIOSu. Výstupy BIOSu smerom k operačnému systému sú presne definované. Počítače majú rôzne hardwarové komponenty od rôznych výrobcov a preto nie je možné vyrobiť univerzálny BIOS.

Operačný systém

OS je základné programové vybavenie každého počítača, ktoré zabezpečuje využívanie všetkých hardvérových súčastí /klávesnica, obrazovka, diskový systém, periférie/, správu pamäti a koordináciu behu programov.
Primárna funkcia operačného systému spočíva v tom, že poskytuje podporu pre realizáciu počítačových programov.
Všetky OS majú dve hlavné úlohy:

  • umožniť aplikáciám využívať HW
  • zabezpečiť dobrú spoluprácu aplikácií

Každý OS obsahuje množstvo programov pre správu, konfiguráciu, riadenie spojení s ostatnými systémami, zálohovanie a podobne
OS zabezpečuje :

  • spúšťanie a beh programov
  • využívanie zariadení
  • komunikáciu užívateľa s PC
  • sieťové služby

OS možno deliť:

  • jednoúlohové
  • viacúlohové
  • jednoužívateľské
  • viacužívateľské

Príklady OS: MS DOS, Windows 3.1, Windows 95, 98, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Unix,…..
OS boli sprvu písané v strojovom kóde, potom v assembleri, po vzniku C-jazyka v ňom, v C++, Objektive C, ANSI C, Turob-C

Vrstvová štruktúra OS


Jednotlivé časti OS sú usporiadané vo vrstvách, kde vyššia vrstva využíva služieb nižšej vrstva, nikdy naopak.
Aplikácie
Aplikačné programové rozhranie
Jadro
Ovládačer zariadení
HW

Aplikačné programové rozhranie API
je množina príkazov, o ktroých prevedenie môže aplikácia žiadať OS, napr. vytvor súbor, prečítaj vstup z klávesnice..
Ovládače – drivers:
Pre rozmanitosť periférií a ich prudký vývoj, „drivre“ dodáva výrobca periférií pre konkrétne OS. Drivere treba do OS doinštalovať. Ovládače zariadení sú programy umožňujúce jadru vykonávať základné požiadavky, napríklad „prečítaj polohu myši“ a odovzdávať ich zodpovedajúcim zariadeniam.
Jadro
Je správcom celého systému, riadi procesy, správu pamäte, prideľovanie zariadení, priorít, a pod. Obsahuje niekoľko hl. modulov a niekoľko pomocných modulov.
Cieľom operačného systému je zaistenie pohodlnosti používania počítača, tzn. že operačný systém je manažérom rozhrania človek/stroj a manažérom rozhrania proces / operačný systém.

Úlohy OS

  1. Správa operačnej pamäte Správca pamäte patrí medzi najdôležitejšie – i keď nie najkomplikovanejšie moduly každého operačného systému. Dobre realizovaná správa pamäti umožní ostatným prvkom OS efektívnu prácu.




Hlavné úlohy správcu pamäte sú:

  • prideľovať operačnú pamäť jednotlivým procesom, keď o ňu požiadajú
  • udržovať informácie o pamäti, o tom, ktorá časť je voľná, ktorá pridelená a komu – ktorej úlohe
  • zaraďovať uvoľnenú pamäť medzi voľnú pamäť
  • odoberať pamäť procesom, ak je potrebné
  • ochrana pamäti – žiadny proces by nemal mať prístup ku pamäti pridelenej inému procesu
  • kontrolovať prístup do pamäti, ochraňovať pamäťové oblasti procesov a odkladanie procesov na disk – swapping

Ochrana pamäte

Zabezpečuje, aby žiadny proces nemohol poškodiť dáta iného procesu alebo samotného operačného systému. V multitaskovom režime je toto zabezpečenie jedným z najdôležitejších faktorov. Ochranu zabezpečuje operačný systém tromi rôznymi spôsobmi:

  • ochrana pamäte určenej jednému procesu pred poškodením iným procesom – pamäť, ktorá nie je dosažiteľná, nemôže byť poškodená – fyzické stránky jedného procesu nemôžu byť dosiahnuteľné pre druhý proces
  • ochrana zdieľaných dát – tieto musia byť dosiahnuteľné viacerými úlohami. Jednotka riadenia pamäte ponúka prostriedky k označeniu oblasti pamäte určenej len k čítaniu /obvykle len bit v stránkových tabuľkách/
  • ochrana systémových dát – OS poskytuje prostriedky k označeniu stránok, ktoré môže mať pridelené ľubovoľná úloha alebo len systémová úloha.

  1. Správa procesov – prideľovanie času CPU pre procesy / aplikácie
  • multitasking, preemptívny vs nepreeemptívny /kooperatívny/
  • mulitthreading
  • multiprocessing – symmetric, asymmetric

Správa procesov a procesora je jedným z najkomplikovanejších prvkov operačného systému / ak sa jedná o kompletný mulititaskový systém/.

Princíp multitaskingu

Multitaskový operačný systém- umožňuje súčastný beh viacerých programov.

  • multitasking umožňuje kedykoľvek prejsť k inému programu bez toho, asby sme museli ukočiť bežiaci program
  • multitasking – uľahčuje implementáciu činností, ktoré musia bežať paralelne s ostatnými činnosťami počítača – napríklad správa počítačovej siete.
  • V multitaskovom prostredí môžu jednotlivé programy lepšie spolupracovať – môžu priamo ovplyvňovať svoju činnosť
  • Multitasking je nutná podmienka pre realizáciu viacužívateľského systému. Ak má jeden počítač spracovávať požiadavky niekoľkých užívateľov, musí byť vybavený multitaskovým OS. Žiadny užívateľ nemôže čakať, až budú ostatní vybavení
  • Multitasking umožňuje oveľa lepšie využitie výpočtovej kapacity systému.

Rozlišujeme mulitasking kooperatívny – vyžadujúci aktívnu spoluprácu úloh, a preemptívny – pri kotorm je úlohom procesorový čas prideľovaný a odoberaný transparentne /plánovačom úloh operačného systému/

Kooperatívny multitaskový OS

Takýto OS vykonáva jednu úlohu na popredí. Keď čaká na nejaký vstup, vykonáva úlohu na pozadí. Procesy na pozadí – sú úlohy, ktoré vyplňujú čas procesora vtedy, keď čaká na nejaký vstup. Procesory navzájom kooperujú a podľa potreby predávajú riadenie inéhmu procesu – keď ten zamrzne, zamrzne celý OS
Nevýhody:
Spomalenie procesu na popredí
Nemožno ho využívať pre beh paralelných úloh
Nie je bezpečný
Náročné vytvárenie aplikácií

Preemptívny multitasking


Na základe pridelených priorít bežia jednotlivé úlohy a len jedna úloha smie používať jednotlivé prvky systému.
Zdieľanie času
Procesor striedavo vykonáva jednotlivé úlohy, všetky úlohy majú určité časové kvantum pridelené na svoj beh /desiatky až stovky milisek/

Multithreading

Multi-viac, thread – vlákno, elementárny proces – „odľahčený proces“
Niektoré systémy podporujú tzv. multithreading – umožňujú, aby sa jeden „ťažký“ proces skladal z viacej vlákien riadenia – threadov /odľahčených procesov/. Thready jedného procesu zdieľajú adresný priestor pamäti a môžu spolu komunikovať pomocou zdieľanej pamäti. Ak nepodporuje systém multithreading,znamená to, že každý proces je tvorený práve jedným trheadom. Výhodou threadov je nižšia réžia /t.j. potrebujú menej pamäti, menšiu časť výpočtového výkonu CPU atď. / Pri prepínaní medzi threadami a jednoduchšia spolupráca medzi threadmi /ako medzi dvoma procesmi/.

Multiprocessing

  • symmetric multiprocessing
  • asymmetric multiprocessing
  1. Súborový systém

Systém organizácie adresárov a súborov. Ovláda tiež rodelenie disku na alokačné jednotky, ktoré sa stanú základným stavebným kameňom súborov. Vytvorenie FAT, NTFS,…tabuľky, ktorá obsahuje údaje o uložení každého súboru. Inými slovami zaznamenáva, kde na disku sú uložené jednotlivé adresáre a subory.

  1. Správa vstupno/výstupných zariadení

Rozhranie medzi aplikáciami a hardvérom, čiže sa jedná o správu vstupno/výstupných zariadení. Pričom sa:

  • sleduje stav prostriedkov /periférnych zariadení, ich riadiacich jednotiek/,
  • rozhoduje o efektívnom spôsobe prideľovania periférneho zariadenia jednotlivým procesom
  • po pridelení procesov jednotlivým zariadeniam sa zakazuje 1 / 0 operácia
  • vyhradené – nemôže slúžiť viacerým úlohám súčasne – napr. tlačiareň
  • preto OS musí obsahovať pre každé takéto zariadenie jeho správcu
  • zdieľané – také zariadenie, ktorého kapacitu možno rozdeliť na časti a každá časť môže slúžiť inému procesu – operačná pamäť, pevný disk
  • tiež musí existovať správca takéhoto zariadenia
  • spoločné – slúži ľubovoľnému počtu procesov súčasne, nieje nutný správca zariadenia – napr. hodiny reálneho času
  1. užívateľské rozhranie
  • prostredie, v akom užívateľ zadáva OS príkazy, preto sa často označuje aj ako Internet príkazov. Existujú v zásade 2 základné typy príkazových interpreterov / rozhraní: riadkový /MS DOS, UNIX,…/ a grafický – označujeme skratkou CUI /Graphical User Interface/
  1. bezpečnosť
    • interná /ošetrenie porúch a havárií generovaných procesmi/
    • externá /odolnosť voči útokom z vonku/


PLUG AND PLAY

  • hardvér kompatibilný s technológiou P@ P je konfigurovateľný len softvérovo. Výhodou je, že prevádza inštaláciu H a S automaticky – pri každom zapatom PC sa rozpoznávajú a nastavujú všetky inštalované zariadenia, sú im pridelené vlastné prerušenia, takže nemôže dojsť ku konfliktu. Ústredným objektom tejto zložitej operácie je program nazývaný správca konfigurácie, kt. je súčasťou OS, ale aj BIOS-u u PC.

Databázy
Hromadné spracovanie dát – úlohy na spracovanie veľkého množstva údajov, kt. si nevyžadujú zložité algoritmy. Ale len jednoduché, avšak časté pravidelné manipulácie ako napríklad vyhľadávanie, tlačové výpisy, triedenie,..
Def. 1 – Pod databázovým systémom DBS je treba chápať množstvo navzájom súvisiacich dát spoločne s programovým vybavením, kt.umožňuje prístup k dátam.
Def. 2 – DBS môžeme chápať aj ako PC systém správy uložených záznamov
Def. 3 – DSS tvorí databáza DB a systémové zariadenia bázy dát SRBD
Def. 4 – Date, C. J., 1995
DBS tvoria nasledovné komponenty:

  • Dáta
  • Software
  • Hardware
  • Užívatelia

Časti databázy
Dáta – údaje (technické, administratívne, ekonomické, finančné, štatistické), ktoré je možno spracovávať s pomocou technických prostreidkov
Perzistentné dáta – existujú aj po ukončení programu. Dáta pretrvávajú, t. j. existujú v DB nezávisle v programoch, tiež nezávisle na tom, či s nimi užívateľ pracuje alebo nie
Vstupné dáta – reprezentujú údaje vstupujúce do systému
Výstupné dáta – reprezentujú údaje vystupujúce do systému
Reprezentácia dát
– dáta sú ukladané ako množstvo záznamov jednotlivých súborov, pričom každý záznam súboru je množinou položiek rôznych typov. Samotný súbor obsahujúci záznamy je vlastne množinou záznamov rovnakého typu

  • numerické dáta, reťazce, číselníky, jednotky, odvodené dáta…

Hardware
– najdôležitejšie časti hardware, ktoré ovplyvňujú DBS sú:

  • pamäťové médiá – najčastejšie disky
  • procesor
  • vnútorná pamäť
  • komunikačný podsystém

Software
– programové vybavenie DBS tvorí systém riadenia bázy dát SRBD. Všetky požiadavky od úživateľov na prístup databázy, od pridania nového súboru do databázy cez prácu so samot. Dátami až po vymazanie súboru z databázy, sú spracovávané SRBD. Systém riadenia bázy dát vytvára prostredie pre užívateľov a aplikačných programátorov tak, aby mohli s databázou pracovať bez znalosti Hardware, ktorý je použitý na prevádzku DBS.
Užívatelia:

  • koncový užívateľ
  • aplikačný programátor
  • DBA – databázový administrátor

Požiadavky na DB:
– kvalitný DB systém musí zabezpečiť:

  • Oddelenie definície dát od príkazov na manipuláciu s nimi
  • Nezávislosť dát /znam., že programy, ktoré umožňujú prístup k dátam sú nezávislé na tom, ako a kde sú dáta uložené/
  • Procedurálne a neprocedurálne rozhranie
  • Minimalizáciu redundantlanice dát / hl. problém mnohých databáz je viacnásobný výskyt dát, z čoho vyplývajú zvýšené náklady na udržiavanie týchto duplicít, ktoré v prípade zmien týchto dát je nutné aplikovať zmeny vo všetkých výskytoch
  • Ochranu proti nekonzistenii dát /dáta uložené v DB musia vyhovovať definovaným podmienkam/
  • Zdieľanie dát /paralelný prístup/
  • Riadenie prístupu – musí umožňovať definovanie prístupových práv k dátam pre jednotlivých užívateľov alebo aplikácie – to znamená ohraničenie, aby niektorí užívatelia mohli iba prezerať
  • Bezpečný prístup k dátam:

Spoľahlivosť – DB sú chránené užívateľským účtami a heslami.
Bezpečnosť – ochrana pred neoprávneným prístupom, šifrovanie dát.

  • Integritu dát (je schopnosť databázy vyhnúť sa strate konzistencii. Napr. keby sme chceli vložiť študentovi predmet, ktorý neexistuje, porušili by sme referenčnú integritu)
  • Obnovu dát, transakčné systémy – na obnovu poškodených dát
  • Riadenie katalógov – info o schémach, uložené v špeciálnych tabuľkách naz. Katalógy. Katalógy obsahujú dáta o dátach.

Výhody databáz

  • kompaktnosť /dáta sú uložené elektronicky a nie je potrebné ich spracovávať z tradičných papierových dokumentov
  • rýchlosť spracovania
  • dostupnosť

DBS môžeme deliť podľa:

  • dátového modelu sietí –Hierarchicky, relačne, objektovo orientované, text, expert,.
  • Počtu používateľov – jednoužívateľské, viacužívateľské
  • Architektúra – centalizované
    – distribuované – homogénne, heterogénne

Relačná databáza

Vyznačuje sa tým, že údaje sú uložené v tabuľke, nie sú usporiadané do jednej tabuľky, pretože by bola neprehľadná, dlhá a obsahovala by nadbytočné, opakujúce sa údaje. Údaje máme rozdelené do niekoľkých tabuliek, ktoé sú navzájom poprepájané pomocou určitých vzťahov, relácií.
Relačná databáza je taká databáza, ktorú používateľ vníma ako sústavu v čase meniacich normalizovaných tabuliek s usporiadanými stĺpcami. Každá tabuľka reprezentuje určitý typ entity a každý riadok v tejto tabuľke /záznam/, jeden výskyt daného typu entity. Stĺpce predstavujú jednotlivé modelované vlastnosti /atribúty/ daného typu entity.
Relačný databázový model je tvorený sústavou tabuliek s nasledovnými vlastnosťami:

  1. Každá tabuľka má svoj jednoznačný názov, ktorý ju v tejto databáze identifikuje.
  2. Každá tabuľka obsahuje iba záznamy rovnakej štruktúry.
  3. Každý stĺpec tabuľky má svoj názov – meno atribútu, ktorým je identifikovaný.
  4. Na poradí stĺpcov v tabuľke nezáleží.
  5. Každý stĺpec obsahuje hodnoty toho istého atribútu.
  6. Každý záznam v tabuľke zodpovedá jednému výskytu entity daného typu.
  7. Každý záznam je jednoznačne identifikovateľný primárnych kľúčom
  8. Na poradí záznamov nezáleží.
  9. Všetky hodnoty v danom zázname s jednoznačne a plne závislé na primárnom kľúči /požiadavka pre normalizáciu:/
  10. Všetky hodnoty v danom zázname môžu byť iba automatickými hodnotami z domény príslušného atribútu. Hodnoty kľúčových atribútov nesmú byť nedefinované.

Relačný dátový model vychádzal z následovných požiadaviek:

  • zabezpečiť vysok stupeň dátovej nezávislosti
  • zabezpečiť minimálnu redundanciu s konzisteniou dát
  • sprístupnenie databázy pomocou množinovo orientovaného neprocedurálneho jazyka
  • umožnenie jednoduchým spôsobom reštrukturalizáciu /zmena štruktúry tabuliek/ a rast dátového modelu

Základné pojmy potrebné k práci s relačným modelom dát sú:

  • relácia
  • n-tica /záznam/ – zodpovedá riadku tabuľky
  • atribút /pole, vlastnosť/ – zodpovedá stĺpcu tabuľky
  • primárny kľúč – jednoznačný identifikátor v tabuľke, ktorý je reprezentovaný stĺpcom /alebo zriedka skupinou stĺpcov/
  • doména – množina hodnôt, ktoré môže nadobúdať atribút


Nepríjemnosti vyplývajúce z nevhodnej štruktúry:

  • redundancia
  • možnosť vzniku nekonzistencie dát
  • strata, prepísanie alebo iné poškodenie dát
  • problémy pri vyhľadávaní

Normalizácia dát relačných databáz – postup pri návrhu databázy zabezpečujúci, že databáza bude konzistentná a redundancia a modifikácie dát minimálne.

  • 1 NF (normálna forma / – každá hodnota atribútu musí byť atomická – nedeliteľná /prienik každého stĺpca a každého riadku je práve jedna hodnota/, neopakujú sa riadky ani stĺpce
  • 2NF = 1 NF + každý nekľúčový atribút musí byť závislý na celom PK /primárny kľúč/
  • 3NF = 2 NF + každý nekľúčový atribút závisí iba na PK a neexistujú závislosti medzi nekľúcovými atribútmi
  • Boyce-Codd NF, 4NF, 5NF

Komprimácia /kompresia, balenie, packovanie/ dát
Problém pamäťovej kapacity a vôbec miesta na pevných diskoch počítačov je rovnako starý ako počítače.
Komprimačný program sa využíva u tých súborov, s ktorými nepracujeme príliš často. Najvyššiu komprimáciu dosiahneme u databázových súborov s konštantou veľkosťou polí, ďalej u textových súborov a súborov s obrázkami, hudbou atď.
Hlavnou úlohou pri komprimácii /balení/ dát je zmenšenie objemu dát pred ich uložením alebo prenosom. Dosahuje sa toho rôznymi komprimačnými postupmi. Väčšinou sú vyhľadané často sa vyskytujúce skupiny znakov a tým je priradený krátky binárny kód, zatiaľ čo málo sa vyskytujúce znaky majú priradený kód dlhší. Vo výsledku sa tým celková veľkosť súboru zmenší.
Komprimačné programy však tiež plnia ďalšie úlohy:
Spojenie väčšieho množstva malých súborov do jedného súboru
Rozdelenie veľkého súboru na časti tak, aby sa jednotlivé časti vošli napr. na disketu
Ochrana dát heslom
Komprimované dáta sú uložené v súboru, ktorému sa hovorí archív. Podľa použitého komprimačného programu môže mať archív rôzne prípony /zip, arj, rar, cab,../. Pokiaľ chceme s komprimovanými dátami normálne pracovať, musíme je dekomprimovať /rozbaliť/. Archív môže byť vytvorený ako samorozbaľovací / s príponou exe/ alebo pre jeho rozbalenie musíme použíť komprimačný program.
Najznámejšie komprimačné programy sú:

Názov programu www-stránka
WinZip www.winzip.com
WinRar www.winrar.cz
QuickZip www.quickzip.org
Power Archiver www.powerarchiver.com
JAR www.arjsoftware.com/jar.htm
7-Zip www.7-zip.org

Kompresie delíme podľa

Zachovania informácií

  • stratová /zvuk, video, obrázky,…- využíva nedokonalosť ľudských zmyslov, existuje tu tzv. kompresný pomer, ktorý si nastaví užívateľ väčšinou sám podľa vyžadovanej kvality, nie je možná dekompresia do pôvodného formátu/
  • bezstratová /umožňuje spätnú dekompresiu do pôvodnej formy/ náročnosti /času/ kompesie

Parametre pre porovnávanie kompresných programov

  • veľkosť archívu
  • rýchlosť
  • pomer veľkosti archívu a rýchlosti k zachovaným informáciám – pri stratových kompresiách

Vírusy

Malware – malicious software -všeobecné označenie škodlivého softvéru. Patria sem napríklad vírusy, červy, trójske kone, dialery, backdoory, spyware a adware. Malware sa do počítača dostáva zvyčajne cez internet, hlavne pri prezeraní škodlivých stránok s nie dobre zabezpečeným systémom.
Základné delenie:
Vírusy – programy, ktoré pripájajú svoju kópiu k iným programom a väčšinou zabezpečia pri definovanej udalosti aj jej aktiváciu, väčšinou deštrukčnú. Čiže na infikovanie počítača vírom je potrebné spustiť už nainfikovaný súbor.

  • prepisovacie, pridávacie, vkladacie, companion vísrusy
  • bootovacie
  • makrovíry
  • emailvíry

Červy – nepotrebujú hostiteľa, program s funkčnosťou ako vísurs akurát sa dostane do počítača cez bezpečnosné diery bez nutnosti zásahu užívateľa
Trójske kone – program, ktorý sa vydáva za užitočný, pričom v skutočnosti vykonáva deštruktívne alebo iné činnosti
Spyware – program, ktorý zbiera a odosiela osobné a iné informácie o užívateľovi a jeho počítači tretím osobám
Adware – program, ktorý zobrazuje užívateľovi reklamy alebo web-stránky bez toho, aby mal o to užívateľ záujem.
Dialer – program, ktorý vytláča pomocou modemu audiotextové čísla

Vírusy a iné počítačové infiltrácie a ochrana pred nimi

Malware – malicious software,

Základné delenie:

o vírusy – programy, ktoré pripájajú svoju kópiu k iným programom a väčšinou zabezpečia pri definovanej udalosti aj jej aktiváciu, väčšinou deštrukčnú
o prepisovacie, pridávacie, vkladacie, companion vírusy
o bootovacie
o makrovíry
o emailvíry
o červy (worms) – nepotrebujú hostiteľa
o trójske kone – deštruktívne, password-stealing, droppers
o spyware, adware
o dialer
o backdoory
o EICAR – testovací „vírus“
o generátory vírusov
o hoax – poplašná správa
o popis nebezpečia (fiktívneho), popis ničivých účinkov
o „dôveryhodný“ zdroj
o výzva k ďalšiemu rozoslaniu
metódy ochrany a skrývania sa vírusov:
o kódovanie, stealth techniky, polymorfnosť, multithreading
o dvojitá prípona, biele znaky
o využívanie bezpečnostných dier
o likvidácia antivírových programov – retrovíry
o falšovanie skutočného odosielateľa (spoofing) pri emailoch
o kombináciou

Ochrana pred infiltráciami

antivírové programy by mali spĺňať
o vysoká úspešnosť detekcie a liečenia
o minimum falošných poplachov
o rýchlosť
o možnosť karantény
metódy používané antivírovými programami
o heuristika – emulovanie kódu
o porovnávanie vzorkov z vírusovej databázy
o kontrola integrity – dátum, dĺžka súboru, kontrolný súčet…
kedy prebieha kontrola
o priebežné monitorovanie – on access
o kontrola na požiadanie – on demand
o keď je naplánovaná
o kontrola POP3
o antivírový šetrič obrazovky

Ako možno maximalizovať ochranu?

o inštalácia a pravidelná aktualizácia antivírového programu
o update (patch) operačného systému ale aj jednotlivých aplikácií
o inštalácia a pravidelné aktualizácia programu na vyhľadávanie spyware
o pravidelne zálohovať
o inštalácia a pravidelná aktualizácia firewallu
o vytvorenie záchrannej diskety/diskiet
o zvážiť zakázanie cookies, spúšťanie skriptov, objektov ActiveX v internet prehliadači
o neotvárať podozrivé emaily a ich prílohy
vírusová história
o 1949, vznikla prvá teória o samorozmnožovaní programov
o 1981, Apple vírusy, experiment
o 1983, definovaný pojem vírus
o 1986, prvý ozajstný vírus pre PC, Brain, boot a stealth
o 1988, prvý červ, autor dostal 3 roky podmienku a $10 000 pokutu
o 1990, Norton Antivírus, prvý antivírový program
o 1991, Tequila, prvý plne polymorfný aj stealth vírus
o 1992, na svete je 1300 vírusov, nárast 420% oproti roku 1990
o 1994, Good Time, prvý hoax
o 1999, Melissa, makrovírus, $80mil škody
o 2001, Code Red, červ, $2mld škody
o 2002, autor Melissy odsúdený na 20 mesiacov
o 2003, Slammer, červ, za menej ako 3 hodiny napadol stovky tisíc počítačov
o 2003, viac ako 65 000 vírusov
skrinka
o tower – mini, midi, big, desktop – slim
o ľahký prístup, zdroj, hlučnosť, porty spredu
zdroj
o výkon 200W – 500W
o AT 5V, ATX 3,3V
záložný zdroj – UPS – Uninterruptible Power Supply, bleskoistky
o offline (standby), online
o autosave, autoshutdown, ochrana siete, tel. linky, hotswap batéria, doba nabíjania, studený štart
klávesnica
o multimediálna, ergonomická – RSI – Repetitive Strain Injury, virtuálna, gumená
o pripojenie – s káblom, bezdrôtová, PS/2, DIN
myš
o pripojenie – s káblom, bezdrôtová, COM, PS/2, USB
o spôsob snímania – mechanická, optomechanická, optická,
trackball, touchpad, svetelné pero
o pokus nahradiť myš, klávesnicu
tablet
sieťová karta
o koaxiál, UTP 10,100Mb, Wi-Fi
skener
o pripojenie – LPT, USB 1,1/2,0, FireWire, SCSI
o snímanie CIS (Contact Image Sensor/Scanner) –všetky farby súčasne, CCD (Charged Coupled Device) – kvalitnejšie
o OCR, farebná hĺbka 36-48b, optické rozlíšenie: 600×300 až 6400x3200dpi, interpolovanie, denzita – schopnosť rozlišovať rôznu intezitu svetla, automatický podávač, dianastavec
modem
o interný, externý
o softvérový, hardvérový
o analógový, ISDN, ADSL
zvuková karta, reproduktory, mikrofón
o na doske, interná, externá
o 5.1 – Dolby Digital 2.0 (AC-3) 6kanálový formát – štandard pre DVD, DTS Digital Sorround – podobné ale 4x vyššia rýchlosť kódovania, 6.1 – Dolby Digital EX alebo DTS-ES, 7.1
webová kamera
o snímanie CMOS, CCD
o rozlíšenie, fps, mikrofón, softvér, manuálne zaostrovanie
televízna, satelitná a rádiová karta
o interná, externá, bez zapnutia PC
o diaľkové ovládanie, teletext, automatické a ručné ladenie, záznam
herné polohovacie zariadenia
o joysticky, volanty, pedále, barany
o feedback, nastavenie klávesových skratiek pre tlačidlá
plotre
o valcové, stolové
o tlačia, kreslia, režú
o dĺžka 10-20m, šírka 1-2m
vladostollmann yahoo.com

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *