Počítačové systémy – hardvér a softvér Nezačaté

0. Kľúčové fakty

1. Hardvér — Hardvér je súhrnný názov pre všetky fyzické, hmatateľné súčasti počítača, ktoré sa dajú chytiť do ruky, napríklad procesor, pamäť, klávesnica či monitor. Bez hardvéru by počítač neexistoval ako stroj, no samotný hardvér bez programov nedokáže nič užitočné vykonať. Hardvér a softvér sa preto navzájom dopĺňajú a počítač funguje len vďaka ich spolupráci.

2. Softvér — Softvér je súhrn všetkých programov a údajov, teda nehmotná časť počítača, ktorú nemožno chytiť, ale len spustiť a používať. Patria sem operačné systémy, aplikácie aj hry, ktoré hovoria hardvéru, čo a ako má robiť. Softvér je akýmsi „návodom a mozgom", ktorý oživuje inak nehybný hardvér.

3. Procesor (CPU) — Procesor, po anglicky Central Processing Unit, je hlavná výpočtová jednotka a „mozog" počítača, ktorý vykonáva všetky výpočty a riadi ostatné časti. Jeho výkon sa udáva vo frekvencii v gigahertzoch (GHz), čo vyjadruje, koľko miliárd taktov (cyklov) prebehne za sekundu. Čím vyšší výkon procesora, tým rýchlejšie počítač spracúva príkazy a programy.

4. Operačná pamäť (RAM) — RAM (Random Access Memory) je dočasná pamäť, do ktorej sa ukladajú práve spustené programy a otvorené dokumenty, aby k nim mal procesor rýchly prístup. Jej obsah sa po vypnutí počítača úplne vymaže, preto ide o tzv. nestálu (volatilnú) pamäť. Veľkosť RAM sa udáva v gigabajtoch (GB) a viac pamäte znamená, že počítač zvládne naraz plynulo bežať viac úloh.

5. Pevný disk a SSD — Pevný disk (HDD) a moderný SSD disk slúžia na trvalé ukladanie údajov, ktoré zostávajú zachované aj po vypnutí počítača. Na rozdiel od RAM ide o stálu pamäť s oveľa väčšou kapacitou, kde sú uložené operačný systém, programy aj osobné súbory. SSD disky sú výrazne rýchlejšie ako klasické HDD, lebo nemajú pohyblivé časti a údaje čítajú elektronicky.

6. Vstupné a výstupné zariadenia — Vstupné zariadenia, ako klávesnica, myš, mikrofón či skener, slúžia na vkladanie údajov a príkazov do počítača. Výstupné zariadenia, napríklad monitor, tlačiareň alebo reproduktory, naopak zobrazujú alebo prehrávajú výsledky práce počítača používateľovi. Spolu tvoria rozhranie, vďaka ktorému človek s počítačom komunikuje.

7. Základná doska (motherboard) — Základná doska je veľká plošná doska s obvodmi, ktorá spája a prepája všetky dôležité súčasti počítača do jedného fungujúceho celku. Je do nej zapojený procesor, operačná pamäť, disky aj ďalšie karty, takže funguje ako „chrbtica" počítača. Cez ňu prúdia údaje aj elektrina medzi jednotlivými komponentmi.

8. Operačný systém — Operačný systém je najdôležitejší systémový softvér, ktorý riadi celý počítač, spravuje hardvér a umožňuje spúšťať ostatné programy. Stará sa o správu pamäte, súborov, zariadení a vytvára používateľské prostredie, s ktorým človek pracuje. Bez operačného systému by sa počítač po zapnutí nedal vôbec ovládať.

9. Príklady operačných systémov — Medzi najznámejšie operačné systémy pre počítače patria Windows, macOS a Linux, pričom Windows je u nás najrozšírenejší. Pre mobilné telefóny a tablety sa najčastejšie používajú Android a iOS. Každý operačný systém má vlastný vzhľad a spôsob ovládania, no ich úloha — riadiť zariadenie — je rovnaká.

10. Aplikačný softvér — Aplikačný softvér sú programy určené na konkrétne úlohy používateľa, napríklad textový editor, internetový prehliadač, hra alebo grafický program. Na rozdiel od systémového softvéru neslúži na riadenie počítača, ale na to, aby s ním človek niečo zmysluplné vytvoril alebo vykonal. Aplikácie bežia „nad" operačným systémom, ktorý im poskytuje prístup k hardvéru.

11. Hardvér + softvér = počítačový systém — Počítačový systém vzniká až spojením hardvéru a softvéru, ktoré spolu vytvárajú funkčný celok schopný spracúvať informácie. Hardvér predstavuje telo a softvér jeho riadiace pokyny, takže ani jedno bez druhého nedokáže pracovať. Toto prepojenie je základným princípom fungovania každého počítača, tabletu aj smartfónu.

12. Spracovanie informácií (vstup → spracovanie → výstup) — Každý počítač pracuje podľa jednoduchej schémy: prijme vstupné údaje, procesor ich spracuje a následne vráti výstup vo forme výsledku. Napríklad pri písaní vstupom je stlačenie klávesy, spracovaním je rozpoznanie znaku a výstupom je písmeno na obrazovke. Tento model pomáha pochopiť, ako počítač premieňa surové dáta na užitočné informácie.

1. Poučka

Počítačový systém sa skladá z hardvéru a softvéru. Hardvér sú všetky fyzické (hmatateľné) súčasti počítača, ktorých sa môžeme dotknúť. Softvér sú programy a údaje — nehmatateľné inštrukcie, ktoré hovoria hardvéru, čo má robiť. Najdôležitejší program je operačný systém, ktorý riadi celý počítač a sprostredkúva komunikáciu medzi hardvérom, ostatnými programami a používateľom.

2. Vysvetlenie

Predstav si počítač ako telo a myseľ: 1. Hardvér = telo. Sú to časti, ktoré chytíš do ruky: skrinka, monitor, klávesnica, myš, procesor, pamäť, disk. 2. Softvér = myšlienky a návody. Nevidíš ich ako vec, ale sú uložené v počítači: operačný systém, hry, prehliadač, textový editor. 3. Operačný systém = riaditeľ. Po zapnutí sa spustí ako prvý. Stará sa o to, aby procesor, pamäť a disk spolupracovali, aby sa programy mohli spúšťať a aby si ty mohol klikať, písať a otvárať súbory. 4. Spolupráca. Hardvér bez softvéru je len „mŕtva" hromada súčiastok. Softvér bez hardvéru nemá na čom bežať. Až oboje spolu tvorí funkčný počítačový systém.

Hardvér delíme na vstupné zariadenia (dávajú údaje dnu — klávesnica, myš, mikrofón, skener), výstupné zariadenia (dávajú údaje von — monitor, tlačiareň, reproduktory), na procesor (CPU), ktorý počíta a riadi, a na pamäte — operačná pamäť (RAM) pre dočasnú prácu a úložiská (disk SSD/HDD) pre trvalé uloženie.

3. Príklady a prečo je to dôležité

Príklad 1 — vstup, spracovanie, výstup: Na mobile počítaš v kalkulačke 12 + 30. Čo je vstup, čo spracovanie a čo výstup a ktoré časti pri tom pracujú?
Vstup: dotykom na displeji zadáš 12, +, 30 a = (dotykový displej ako vstupné zariadenie).
Spracovanie: procesor (CPU) podľa programu kalkulačky sčíta čísla.
Výstup: displej ukáže výsledok 42 (displej ako výstupné zariadenie).
Výsledok → vstup dotykom, spracovanie v procesore, výstup na displeji

Príklad 2 — hardvér, či softvér: Zaraď: grafická karta, antivírus, SSD disk, macOS, reproduktor, textový editor.
Hardvér je hmatateľný, softvér sú programy, ktoré sa inštalujú a spúšťajú.
Grafická karta, SSD disk, reproduktor sa dajú chytiť – hardvér.
Antivírus, macOS, textový editor sú programy – softvér.
Výsledok → hardvér: grafická karta, SSD, reproduktor; softvér: antivírus, macOS, textový editor

Príklad 3 — systémový, či aplikačný softvér: Ktoré programy sú systémový softvér: iOS, prehliadač, Linux, hra, grafický program?
Systémový softvér riadi zariadenie a spúšťa ostatné programy – operačné systémy.
Aplikačný softvér slúži na konkrétnu úlohu používateľa a beží „nad" operačným systémom.
Výsledok → systémový: iOS a Linux; ostatné sú aplikačné

Príklad 4 — RAM a disk na príklade dokumentu: Rozpíšeš referát a bez uloženia vypneš počítač. Ráno ho otvoríš a referát chýba. Prečo?
Rozpísaný dokument bol len v operačnej pamäti RAM.
RAM je dočasná (volatilná) pamäť, po vypnutí sa vymaže.
Trvalo by ostal len na disku (HDD alebo SSD), kam ho zapíše príkaz Uložiť.
Záver → dokument bol len v RAM, na disk sa neuložil

Príklad 5 — úloha operačného systému: V mobile naraz počúvaš hudbu a píšeš správu. Kto zariadi, aby obe aplikácie fungovali?
Obe aplikácie potrebujú procesor, pamäť a reproduktor alebo displej.
O rozdelenie hardvéru medzi programy sa stará operačný systém (Android alebo iOS).
Výsledok → operačný systém rozdelí procesor a pamäť medzi aplikácie

Príklad 6 — z praxe, čo vylepšiť: Počítač sa spomalí vždy, keď máš otvorených veľa kariet v prehliadači a k tomu hru. Ktorá súčiastka pravdepodobne nestačí?
Otvorené programy a dokumenty sa ukladajú do operačnej pamäte RAM.
Viac RAM znamená, že počítač zvládne plynulo viac úloh naraz.
Spomalenie pri veľa otvorených programoch ukazuje na málo RAM → operačná pamäť RAM

Prečo je to dôležité: keď rozumieš rozdielu medzi hardvérom a softvérom, vieš sa lepšie rozhodnúť pri kúpe počítača (či ti stačí výkon), vieš vyriešiť bežné problémy (či treba aktualizovať program, alebo vymeniť súčiastku) a chápeš, prečo počítač potrebuje operačný systém, aby vôbec fungoval.

Precvič si

1. Ako sa volá „mozog" počítača?
2. V akých jednotkách sa udáva veľkosť operačnej pamäte RAM?
3. Je disk SSD dočasná, alebo trvalá pamäť?
4. Uveď dva operačné systémy pre mobilné telefóny.
5. Ktorá doska prepája procesor, pamäť a disky do jedného celku?
6. Pri tlači dokumentu je vstupom stlačenie tlačidla Tlačiť. Čo je výstupom a ktoré zariadenie ho vytvorí?