Jak funguje počítač

Nad touto otázkou se čas od času zamyslí každý. Přestože s počítači pracujeme nebo si s nimi užíváme zábavu denně, většina z nás netuší, jak toto zařízení dokáže přehrávat videa nebo spouštět složitý software. Pojďme se tedy podívat, jak funguje PC.

Co je to počítač?

Ačkoliv pro detailní vysvětlení tématu by bylo třeba více prostoru, než tento článek nabízí, pro základní pochopení fungování počítače postačí. Koneckonců, ne každý potřebuje vědět, jak se např. liší von Neumannovo schéma počítače od koncepce harvardské.

Jednoduše, počítač je tedy elektronické zařízení schopné přijímat data, zpracovávat je a vytvářet výstupy pomocí předem vytvořeného programu.

Schéma počítače

Mezi základní části počítače patří:

• procesor,
• základní deska,
• pevný disk,
• paměť (RAM),
• napájecí zdroj počítače,
• karty (např. grafická).

Všechny součástky počítače, kterých se můžeme fyzicky dotknout, označujeme jako hardware.

Externí zařízení

K počítači běžně připojujeme i různá externí zařízení. Externí zařízení počítače, také označovaná jakoexterní periferie, rozšiřují jeho možnosti, ale nejsou jeho součástí. Obvykle se nacházejí mimo počítačovou skříň a mohou být k počítači připojena kabelem přes port nebo bezdrátově.

Dělí se na:

• vstupní zařízení počítače – hardware, pomocí něhož počítač přijímá data (myš, klávesnice, mikrofon, scanner, webová kamera, snímač čárového kódu apod.),
• výstupní zařízení počítače – hardware, do něhož počítač zapisuje data, která následně prezentuje uživateli prostřednictvím monitorů, zvukových karet, reproduktorů, sluchátek, plotterů nebo tiskáren (tiskárny pak můžeme rozlišovat na různé typy – pro srovnání např. princip fungování laserové tiskárny vs princip, na kterém funguje inkoustová tiskárna),
•  kombinovaná vstupně-výstupní zařízení (dotykové obrazovky, modemy),
• externí zařízení pro ukládání dat (CD-ROM, DVD-ROM, externí pevný disk, USB flash paměť).

Základní části počítače

PC zdroj (PSU)

Napájecí zdroj počítače je hardwarové zařízení, které převádí střídavou elektřinu na stejnosměrnou a poté ji distribuuje do zbytku počítače. Pokud otevřete počítačovou skříň, uvidíte, že zdroj napájení je připojen napájecími kabely k základní desce, pevnému disku a dalším komponentům uvnitř skříně elektřinou, kterou potřebují ke svému fungování.

Vzhledem k tomu, že základní deska pomáhá distribuovat energii, nemusí být zdroj zapojen do každé jednotlivé součástky.

Základní deska PC

Základní deska je primárním komunikačním uzlem mezi hardwarovými součástmi počítače.  Její hlavní funkcí je propojení jednotlivých komponentů – kromě Bluetooth a Wi-Fi – do fungujícího celku.

V současné době už základní desky obsahují některé součástky, které se dříve musely připojovat externě (např. zvuková karta).

Podle formátu rozlišujeme 4 typy základních desek – mITX, mATX, ATX a eATX.

Procesor počítače (CPU)

Procesor je jednou ze základních součástek počítače. Abyste lépe pochopili, jak funguje procesor, pomůžeme si přirovnáním. Pokud je základní deska komunikačním rozbočovačem, pak je procesor komunikačním ředitelem počítače. Procesor zpracovává instrukce z počítačových programů a řídí chod počítače.  Čím více jader a vyšší frekvenci jádra má, tím více operací může provádět současně a pracovat rychleji.

Paměť RAM

Operační paměť (RAM) je hlavním pomocníkem procesoru a používá se pro čtení a zápis. Je určená k dočasnému ukládání právě zpracovávaných dat a její výhodou je vysoká rychlost.

Čím větší je kapacita paměti RAM, tím složitější software může běžet bez zpomalení zařízení. Jednotkou paměti jsou gigabajty (GB).

HDD a SSD disk

Pevný disk (HDD) je zařízení používané v počítačích k dočasnému nebo trvalému uchovávání většího množství dat. Důležitou roli hraje i jeho kapacita – čím větší kapacitu má, tím více dat se na něj vejde (kapacita se udává v GB nebo TB).

Výkon pevného disku ovlivňuje cache (vyrovnávací paměť), jejímž úkolem je dočasné uložení dat.

Kromě HDD se můžete setkat s disky SSD (Solid State Drive), což je další typ úložného hardwaru. SSD disky mají oproti HDD diskům menší kapacitu, ale jsou rychlejší a úspornější.

Mnoho uživatelů kombinuje pro maximalizaci výkonu HDD a SSD disky.

Grafická karta

Další součástí počítače je grafická karta označovaná také jako jednotka grafického zpracování (GPU). Má na starosti zpracování obrazu na vašem počítači. Grafická karta může být buď samostatná (dedikovaná), nebo integrovaná s procesorem. Výkonná grafická karta má vyšší spotřebu energie, ale je nezbytná pro vykreslování vysoce kvalitního obrazu, grafiky nebo hraní videoher.

Všechny výše uvedené díly počítače najdete nejen u PC, ale i u notebooků. Nicméně např. při výběru notebooku pro domácí využití, budete vyžadovat jinou úroveň výkonnosti než v případě výběru počítače pro střih videa. V některých případech tak dává větší smysl stolní počítač než notebook.

Pokud se rozhodnete pro PC, můžete si jej „postavit“ z jednotlivých částí sami nebo dát přednost počítačové sestavě obsahující veškerý hardware i software.

Tip na článek: Jak vybrat nejlepší grafickou kartu

Funkce počítače

Zpracování dat

Jde o hlavní funkci počítačového systému. Jako zpracování dat označujeme transformaci vstupních dat na výstupní. Za zpracováním dat v počítači stojí procesor (CPU), který je zodpovědný za provádění všech instrukcí a operací se vstupními daty.

Ukládání dat

Úložiště umožňuje počítači uchovávat vstupní data. Pevný disk se používá pro dlouhodobé a hromadné ukládání dat, zatímco soubor dat pro okamžité zpracování je dočasně uložen v operační paměti (RAM).

Zobrazování obrazu

Zobrazovací soustavu počítače tvoří grafická karta spolu s monitorem. Bez těchto dvou komponent bychom nemohli kontrolovat a řídit činnost počítače, zadávat údaje ani přijímat výsledky.

Komunikace s uživatelem

Komunikaci počítače s uživatelem a ovládání počítače umožňuje operační systém. Provádí příkazy zadané uživatelem, spouští aplikace a informuje uživatele o problémech nebo chybách. Způsob zadávání pokynů operačnímu systému a forma obdržení zpráv o výsledku provedených operací se nazývá uživatelské rozhraní.

Software

Software je veškeré programové vybavení počítače, které řídí zpracování dat. Není to tedy fyzická součást, kterou můžeme vidět při otevření krytu počítače nebo notebooku.

Běžně se můžeme setkat s rozdělením softwaru na systémový (operační systém) a aplikační (ostatní programy). Systémový software zprostředkovává komunikaci mezi hardwarem a konkrétní aplikací.

Operační systém

Operační systém je součástí softwaru a má tyto funkce: řídí zpracování úloh a přístup ke zdrojům výpočetního systému (rozdělování času procesoru, distribuce operační paměti, přístup k vnějším pamětem, správa komunikace s externími zařízeními), organizuje přístup k datům, podporuje komunikaci s uživatelem.

Závěr

Jak vidíte, porozumění základům fungování počítače není nic složitého. Pro lepší pochopení může pomoci se podívat do nitra počítače osobně (ovšem při vypnutém a od elektřiny odpojeném zařízení a pouze v případě, že stroj již není v záruce a nehrozí tak porušení záruční plomby). Bezpečnou alternativou je pak velké množství videí na internetu, které vás s jednotlivými částmi počítače seznámí názorně.