Hardvér

Hardvér je technické vybavenie počítača (hmotné vybavenie, súčiastky). Je to všetko, čoho sa môžeme dotknúť, počnúc skrinkou počítača cez jednotlivé komponenty v jej vnútri (procesor, pamäťové moduly, grafická karta, ...) až po prídavné zariadenia ako sú monitor, klávesnica, myš, a pod.

Pojem hardvér pochádza z anglického „hardware“. Toto slovo má v angličtine takmer 20 rôznych významov. Pozostáva zo slov „hard“ -pevný, tvrdý a „ware“ -tovar, resp. predmety. V súvislosti s výpočtovou technikou pojem „hardvér“ znamená „technické vybavenie počítača“. Sú to všetky pevné, hmatateľné komponenty zostavy počítača. Hardvér počítača je tvorený systémovou jednotkou počítača a periférnymi zariadeniami, ktoré sa k tejto systémovej jednotke pripájajú.

Medzi hardvér zaradzujeme: matičnú dosku, procesor, operačnú pamäť, pevný disk, napájací zdroj, grafickú kartu a vstupné zariadenia.

Matičná doska

Samotný názov „Matičná doska“ prezrádza, že ide o najpodstatnejší komponent počítača, ktorý navzájom prepája a spája do jedného celku všetky z hľadiska funkcie dôležité stavebné prvky počítača. Na matičnej doske spolupracuje mnoho súčiastok a komponentov. Tie sú navzájom prepojené špeciálnym obvodom s názvom „Chipset“. Chipset môže byť tvorený buď jedným alebo viacerými (v lete roku 2006 najčastejšie dvoma) integrovanými obvodmi. Funkčne pozostáva z dvoch základných funkčných blokov – severného (NORTH BRIDGE) a južného (SOUTH BRIDGE) mostíka. Prostredníctvom chipsetu sa uskutočňujú všetky dátové toky na matičnej doske. Severný mostík, ktorý je na strane procesora, pripája k procesoru rýchle komponenty, t.j. operačnú pamäť a grafickú kartu. K južnému mostíku sa pripájajú komponenty pomalé, t.j. diskové pamäte, zvuková karta, modem, porty počítača atď.

Chod hardvéru matičnej dosky a komponentov k nej pripojených je riadený programom BIOS. Tento program, vďaka ktorému po zapnutí ožije celý počítač, je uložený v špeciálnom obvode. Program pozostáva z dvoch funkčných celkov. Jedna časť programu je uložená v pamäti typu ROM a je nemenná (resp. dá sa prepísať len špeciálnym funkčným postupom). Program sa nezmaže ani po odobratí napájacieho napätia. Druhá časť programu, označovaná ako SETUP BIOS-u umožňuje užívateľovi voľne prepisovať nastavenia počítača a je uložená v pamäti charakteru RWM (kvôli nízkej spotrebe sú používané pamäte typu CMOS) . Pamäť v ktorej sú uložené informácie o tomto užívateľskom, základnom nastavení chodu hardvéru počítača, musí byť preto permanentne napájaná z malej batérie, aby sa informácie o nastaveniach nestratili ani po vypnutí počítača od napájacej siete.

Procesor

Procesor alebo tiež CPU je hlavný procesor počítača. (skr. z angl. central processing unit, často prekladané ako centrálna procesorová jednotka) Interpretuje, vykonáva alebo spracúva inštrukcie alebo dáta programu vo forme strojového kódu. Dnes sú centrálne procesorové jednotky takmer vždy realizované vo forme mikroprocesora.

Dnešné osobné počítače (až na pár výnimiek) vychádzajú z architektúry Intel x86. Dlho boli procesory od rôznych výrobcov zámenné. Osadzovali sa do identických pätíc (socket). od roku 1987, hlavne kvôli licenčnej politike sa cesty výrobcov procesorov rozišli a dnes si každý výrobca vyvíja vlastnú technológiu. Procesory si preto môžeme rozdeliť do "rodín" podľa týchto pätíc. Vývoj sa urýchlil a pokiaľ v minulosti „vydržal“ soket aj niekoľko rokov, tak dnes pribúdajú sokety aj raz za pol roka. Pätica je vlastne systém elektro – mechanicko – signálového pripevnenia procesora a jeho chladiča do matičnej dosky.

Spravidla sa CPU skladá z týchto častí:

• aritmeticko-logická jednotka (angl. Arithmetic-Logic Unit – ALU)
• riadiaca jednotka (angl. control unit)
• sada registrov, ktoré uchovávajú operandy a medzivýsledky
• MMU (jednotka správy/prideľovania pamäte)

Procesori sa ďalej delia podľa:

• podľa šírky operandu
• podľa štruktúry
• podľa počtu jadier

Operačná pamäť

Aby procesor počítača mohol vykonávať procesy s dátami, potrebuje k svojej činnosti pomerne veľký, rýchlo prístupný pamäťový priestor na ukladanie (čítanie) dát. Pamäti charakteru RWM, ktorá slúži na tento účel hovoríme operačná pamäť počítača. Operačné pamäte počítačov sú tvorené integrovanými obvodmi typu RAM (pamäť s priamym prístupom). Prístupový čas k dátam u tohto typu pamäte je rádovo v nanosekundách (taktovacia frekvencia v stovkách MHz). Nezáleží na pozícii dát v pamäti, z ľubovoľného pamäťového miesta (adresy) sú dáta vyčítané za rovnaký čas pamäťový komponent počítača podlieha permanentnému búrlivému vývoju, pretože výkon celého počítača úzko súvisí s jeho rýchlosťou i pamäťovou kapacitou. V roku 2006 nové počítače používali pamäťové moduly typu DDR a DDR2 (platforma AMD), DDR, DDR2 a DDR3 (platforma Intel). V súčasnosti sú na trhu aj pamätové moduly typu DDR4. Staršie a pomalšie vyhotovenia pamäťových modulov nesú označenie SIMM a DIMM. Kapacita operačnej pamäte stolných osobných počítačov sa pohybuje v rozmedzí stoviek MB (napr. 512MB) až po desiaty GB.

Pevný disk

Pevný disk je kapacitne najväčšou pamäťou počítača a sú na ňom trvalo uložené všetky nainštalované užívateľské programy (aplikácie) i systémový program počítača. Dáta na ňom sú zachovávané aj po vypnutí počítača. HDD je magnetické záznamové médium. Prístupová doba k dátam sa vyjadruje rádovo v milisekundách (milión krát pomalšie ako k dátam uloženým v operačnej pamäti RAM.) HDD je mechanický systém pozostávajúci z niekoľkých kotúčov potiahnutých záznamovým materiálom. Rotačný pohyb kotúčov zabezpečuje malý elektrický pohon. Dáta sú na tieto kotúče ukladané a snímané pomocou tzv. snímacích / zapisovacích hláv. Hlavy sú umiestnené na mechanicky spriahnutých ramenách, ktorých pohyb okolo povrchu kotúčov zabezpečuje ďalší pohon. Pamäťová kapacita dnešných pevných diskov dosahuje rádovo hodnotu stoviek GB. Vývoj tohto pamäťového média za obdobie posledných 15 rokov priniesol približne 10 000 násobné zväčšenie jeho kapacity.

V súčasosti sú však pevné disky HDD na ústupe, kedže sú nahrádzané SSD diskami, ktoré sú v mnohých ohľadoch lepšie. SSD disk (Solid state drive - mechanika s nepohyblivým médiom) je zariadenie pre ukladanie dát, ktoré pre záznam využíva zvyčajne statické pamäte typu SRAM, ale existujú aj SSD s pamäťami DRAM. SSD emuluje rozhranie klasického pevného disku (HDD), čím ho môže nahradiť. Disk SSD neobsahuje pohyblivé časti, je preto mechanicky odolnejší voči nárazom, nehlučný, s rádovo kratšou prístupovou dobou, vyššou rýchlosťou čítania a zápisu dát, bez mechanických latencií, s menšími rozmermi a váhou avšak doteraz aj s nižšou úložnou kapacitou a vyššou cenou ako má klasický pevný disk, založený na princípe magnetického zápisu.

Napájací zdroj

Napájací zdroj slúži na napájanie elektronických obvodov počítača. Zo sieťového striedavého napätia 230V vyrába malé jednosmerné napätia +3,3V, +5V, -5V, +12V A -12V, ktorými sú potom napájané príslušné obvody v systémovej jednotke.

Zdroj môže byť štandardný (súčasť modulárneho systému počítača) s definovanými rozmermi, montážnymi bodmi, umiestnením chladenia, napätím a konektormi (napr. AT, ATX, mini ATX ...), alebo neštandardný (výrobca ho vyrába len pre konkrétny model počítača). Najčastejším typom zdroja používaným v súčasnosti je zdroj štandardu ATX.

Grafická karta

Monitor (resp. monitory) počítača alebo dataprojektor sa k počítaču pripája prostredníctvom grafickej karty. Súčasťou mnohých typov matičných dosiek je grafická karta, ktorá je implantovaná priamo na matičnej doske. Takéto usporiadanie sa zvyčajne využíva pri kancelárskych aplikáciách počítačov, kde nie sú zvýšené nároky na grafický systém počítača. Nedostatkom tohto konštrukčného riešenia je popri malom výkone „grafiky“ aj to, že takáto karta pri svojej činnosti zaberá pomerne veľkú časť pamäťového priestoru v operačnej pamäti. Multimediálne počítače, počítače pre hráčov počítačových hier a pre náročnejšie grafické aplikácie, musia byť preto vybavené zvlášť konštruovanými grafickými kartami väčšieho výkonu. Tieto karty sú vybavené vlastnými procesormi (grafický procesor) a vlastnými pamäťovými modulmi RAM (dnes niekoľko GB). Na matičnej doske sa zapájajú do špeciálneho slotu určeného len pre pripojenie grafickej karty a s procesorom počítača komunikujú cez rýchly severný mostík chipsetu.

Vstupné zariadenia

Osobitnou kategóriou hardvéru sú vstupné zariadenia. Ako vstupné označujeme zariadenia slúžiace na zadávanie vstupných dát a na ovládanie chodu počítača. Najzákladnejším vstupným periférnym zariadení počítača je jeho klávesnica. Pomocou povelov zadávaných z klávesnice dokážeme ovládať všetky funkcie počítača. Klávesnica zároveň slúži na písanie textu. Myš slúži na ovládanie pohybu kurzora po obrazovke a ako alternatívne zariadenie ku klávesnici pre ovládanie chodu počítača. Skener slúži na digitalizáciu statickej obrazovej informácie (obrázok, blok textu...). Pomocou skenera premeníme obrázok, klasickú fotografiu, diapozitív alebo negatív do digitálnej podoby, použiteľnej a zobraziteľnej v počítači. Medzi ďlasie vstupne zariadenia však zaradzujeme aj webovú kameru, joystick, rôzne druhy hudobných klávesnic, fotoaparát, videokameru a ďalšie.