Ivt Otazky

Maturitní otázky z informatiky a výpočetní techniky

Obsah: INFORMACE A JEJICH VÝZNAM .........................................................................................................................4 INFORMATIKA..........................................................................................................................................................4 UCHOVÁNÍ INFORMACÍ..............................................................................................................................................4 HARDWARE..................................................................................................................................................................4 HISTORIE POČÍTAČŮ..................................................................................................................................................4 ROZDĚLENÍ POČÍTAČŮ A JEJICH VYUŽITÍ.........................................................................................................................6 SKŘÍNĚ POČÍTAČŮ.....................................................................................................................................................7 ZÁKLADNÍ DESKA (MAINBOARD)..................................................................................................................................7 MIKROPROCESORY...................................................................................................................................................8 NAPÁJECÍ ZDROJ....................................................................................................................................................11 SBĚRNICE.............................................................................................................................................................11 PŘERUŠENÍ - IRQ (INTERRUPT REQUEST LEVELS)........................................................................................................13 DMA (DIRECT MEMORY ACCESS)...........................................................................................................................13 KOMUNIKACE PŘES DALŠÍ ROZHRANÍ (INTERFACE)..........................................................................................................13 PAMĚTI................................................................................................................................................................14 HDD - FYZICKY, LOGICKY......................................................................................................................................18 DISKETOVÁ MECHANIKA, FDD.................................................................................................................................29 CD, MECHANIKA CD-ROM, CD-RW.....................................................................................................................31 DVD, MECHANIKA DVD-ROM, DVD+RW...........................................................................................................34 DALŠÍ PŘENOSNÁ MÉDIA..........................................................................................................................................35 PŘÍDAVNÉ KARTY...................................................................................................................................................36 ZVUKOVÁ KARTA....................................................................................................................................................37 ZOBRAZOVACÍ SOUSTAVA..........................................................................................................................................39 MODEMY.............................................................................................................................................................46 POČÍTAČOVÉ SÍTĚ...................................................................................................................................................51 BIOS.................................................................................................................................................................61 TISKÁRNY A PLOTRY...............................................................................................................................................63 SKENERY (SCANNERY)............................................................................................................................................68 KLÁVESNICE.........................................................................................................................................................71 MYŠ A JINÁ POLOHOVACÍ ZAŘÍZENÍ.............................................................................................................................72 OPERAČNÍ SYSTÉMY (OS).....................................................................................................................................74 MS-DOS...........................................................................................................................................................75 WINDOWS............................................................................................................................................................82 UNIX..................................................................................................................................................................88 OS/2 WARP........................................................................................................................................................94 LANTASTIC.........................................................................................................................................................96 SOUBOROVÉ MANAŽERY..........................................................................................................................................96 APLIKAČNÍ PROGRAMY.....................................................................................................................................101 TEXTOVÉ EDITORY................................................................................................................................................101 TABULKOVÉ KALKULÁTORY.....................................................................................................................................105 DATABÁZOVÉ SYSTÉMY.........................................................................................................................................108 KANCELÁŘSKÉ BALÍKY...........................................................................................................................................111 GRAFICKÉ EDITORY...............................................................................................................................................112 PROGRAMOVÁNÍ...................................................................................................................................................116 PROGRAMOVACÍ JAZYKY.........................................................................................................................................116 ALGORITMUS......................................................................................................................................................125 INTERNET.................................................................................................................................................................127 VZNIK, HISTORIE A VÝVOJ INTERNETU.......................................................................................................................127 VYUŽITÍ INTERNETU..............................................................................................................................................129 2

ZPŮSOBY PRÁCE S INTERNETEM...............................................................................................................................130 PROTOKOLY........................................................................................................................................................131 POŠTOVNÍ PROGRAMY, E-MAIL................................................................................................................................135 WWW (WORLD WIDE WEB)...............................................................................................................................139 HTML (HYPERTEXT MARKUP LANGUAGE)..............................................................................................................139 HTML EDITORY.................................................................................................................................................140 INTERNETOVÉ PROHLÍŽEČE......................................................................................................................................141 SKRIPTOVACÍ JAZYKY............................................................................................................................................141 PHP.................................................................................................................................................................142

3

Informace a jejich význam Informatika Informatika je vědní obor, který se zabývá strukturou, zpracováním, šířením a využitím informací. → počítačová simulace – získávání dostatečně přesných informací o chování zkoumaných (simulovaných) předmětů v určitých podmínkách. Bez této možnosti by bylo nutné zkoumat chování přímo na předmětu, což je někdy nemožné nebo dosti náročné (časově, finančně…) → umělá inteligence – modeluje intelektuální činnosti člověka - rozeznávání tvarů a předmětů, zvuků, chutí a pachů a vytváření analogií mezi logickými úsudky; teorie her, matematická hypotézy a důkazy → počítačová grafika – v oboru informatiky je to hlavně teorie k vytváření matematických křivek → tvary písmen a jiných zobrazovaných objektů → softwarové inženýrství – dnes nejrozšířenější odvětví informatiky - hlavně tvoření programů a vše co k tomu patří (ovládací prostředí atd.) Mezi další obory informatiky patří např. teorie kódů, logiky, automatů, počítačové sítě, knihovní technika, databáze a mnoho dalších.

Uchování informací Nejzákladnější jednotkou je BIT. 8 bitů (b) tvoří 1 bajt (B), 1024 (zaokrouhleně 1000) bajtů (B) je 1 kilobyte (kB) informací. Skutečnost je zaznamenávána ve formě znaků, které vytváří DATA. Informace se uchovávají v kódech: → kódování - převod znaků nebo různých úkonů na různé symboly (každému úkonu, znaku se přiřadí jeden symbol: úkon, znak → symbol) a zároveň je to i předpis, jak k sobě přiložit jednotlivé prvky dané skupiny (zpětné dekódování: symbol → úkon). Jednou z částí je i šifrování (viz morseovka – každému písmenu je přiřazen symbol, hashovací funkce). Data mohou být uložena v různých číselných soustavách. Základní soustavou pro zpracování dat je soustava binární (čísla jsou vyjádřitelná dvěma prvky: 0, 1). Dále se v menší míře používá i soustava osmičková a šestnáctková (dáno hardwarem – existují 16-ti i vícebitové procesory). Každá soustava je typická pro určitý druh dat. → zobrazování čísel a znaků – každá soustava se zobrazuje jinak (č. 123 má jiný zápis v 16kové a jiný v 10kové soustavě).

Hardware Historie počítačů Vše začalo pomůckami k počítání: Prsty (od tohoto také používáme desítkovou soustavu), abakus (hliněné nebo dřevěné destičky, do nichž se vkládaly kamínky – ve starém Řecku a Římě zajišťovaly jednoduché aritmetické úkony), starověké taxametry; později logaritmická pravítka a tabulky, 4

ozubená kola (počítací stroj založený na principu ozubených kol). Poté přišly na řadu první mechanické stroje: − W. Shickard (poč. 17.st.) → stroj s dekadickými kolečky – operace +, -, ., ÷ − Pascal (1642) → Pascalův aritmetický stroj Pascalína – využity poznatky W. Shickarda; zvládá pouze sčítání − Leibnitz (1673) → stroj umožňující počítat se všemi operacemi – na tu dobu ho nebylo možno sestavit − J. M. Jacquard (poč. 19.st.) → tkalcovský stroj, jehož vzorování bylo zadáváno děrným štítkem − Ch. Babbage (1835) → analytický stroj – paměť, řídící jednotka, aritmetická jednotka; využití poznatků o děrných štítcích; zavedení prvků větvení = rozhodnutí na základě předešlého výsledku (automatizace). Spolupracovnicí byla tvůrci Ada Augusta z Lovelace. − H. Hollerith (1880) → přístroj na sčítání lidu, který používal děrné štítky. Později se tento muž stal zakladatelem firmy IBM Poté se již objevují první počítače (vývoj probíhá především v Německu a USA, je urychlen II. sv. válkou): počítače nulté generace – 1940; Počítače před II. světovou válkou; založeny především na vojenské bázi; reléové počítače – základem je relé (elektrický spínač), rozmach počítačů v Německu. − K. Zuse (1941) → počítač Zuse Z1, Z2, Z3, Z4 − Howard H. Aiken (1943) → počítač ASSC MARK 1 − později i u nás → SAPO (samočinný počítač) první generace počítačů – 1950; základem je elektronka (objevitel Lee De Forest); velice rozměrné, příkon řádově 100 kW, obsluha 20-50 lidí, programování výhradně ve strojovém kódu, 10 tis. operací /s – Pensylvánská univerzita (1946) → ENIAC – do roku 55 byl využíván v armádě – John von Neumann s Von Neumannovou koncepcí počítače – 40. léta 20. století – umístění programu do stejné paměti jako data, po zavedení programu a dat nebylo možno po spuštění výpočtů s počítačem dále manipulovat (diskrétní režim práce), uplatňovala se dvojková soustava. Von Neumann oddělil vstup od výstupu, hlavními částmi počítače byly aritmetická jednotka, vnitřní paměť a řadič, který ovládal paměť a předával výpočetní úkoly aritmetické jednotce. → počítač EDVAC, počítač MANIAK (1951) – použit k vývoji vodíkové bomby − první sériový elektronický počítač (1956) – UNIVAC − u nás počítač EPOS (1963) a v Rusku počítač URAL počítače druhé generace – 1958..; základem počítače je tranzistor (objevitel John Barden) a polovodičové diody; menší velikost, vznik programovacích jazyků (Fortran, Algol, Cobol), objevují se zde již první operační systémy, příkon 2 kW, obsluha 10-20 lidí, 500 tis. operací /s; první vnější paměti feritové, pásové, bubnové − National – Eliot 803 − IBM – 1401 − MINSK − u nás EPOS 2 a později ZPA 601 a 602 počítače třetí generace – 1964..; základem je integrovaný obvod (malá, střední, vysoká, velmi vysoká integrace - podle počtu logických členů – diod, tranzistorů apd.) = více různých zařízení na jedné desce → CHIP (pouzdro obsahující jeden nebo více integrovaných obvodů – defakto samotný počítač – 5

schopnost řídit – obsažen v pračkách, kalkulačkách atd.); příkon řádově 0,5 kW, obsluha 2-5 lidí; používání magnetopáskových nebo diskových pamětí, 5 mil. operací /s, objevila se polovodičová paměť − IBM Systém 360 − Siemens 4004 − v rámci RVHP to byl počítač JSMEP − u nás pak Tesla 200 a 300 − vznik Assembleru a zároveň velký rozmach počítačů Apple a Commodore počítače tři a půlté generace – 1972 - 1981; žádný revoluční přínos, objevení terminálů → obrazovka, klávesnice; 10 mil. operací /s − IBM XT, IBM AT, později IBM PS/2 – r. 1988, dodávané s operačním systémem OS/2 − Sinclair ZX 81, Spectrum − Commodore 64, Amiga − ATARI počítače čtvrté generace – 1981 - dnešek; miniaturní prvky, 100 mil. operaci /s, prosazování optického záznamu, hlavní slovo mají osobní počítače – použití mikroprocesorů – od r. 1981 vývoj řady 80..86: 1982 – 80286 – umožňuje 16 MB paměti 1984 – AT podpora pevných disků 1986 – adaptér EGA (předtím CGA, černobílé monitory) – 16 barev, 256 KB paměti následuje adaptér SEGA – umožňuje rozlišení 640x480 1988 – 80386 – 32 bitový počítač, až 4 GB paměti, 2 typy sběrnic 1987 – adaptér VGA (později SVGA) 1990 – 80486 – spojení procesorů 80386 a 80387, lepší verze obsahují matematický koprocesor 1993 – Intel Pentium, matematický koprocesor – integrována podpora matematických operací. počítače páté generace – blízká budoucnost; měly by být schopny zpracovávat informace a ne pouze data (lidský hlas atd.)

Rozdělení počítačů a jejich využití standardní počítače (velké, střední, univerzitní) - potřeba velkých klimatizovaných místností a početnou obsluhu, použití při velmi náročných výpočtech - např. z oblasti astronomie, často se však používá více stanic, jejichž výkon se pak skládá - možné využití internetu. miniaturní počítače - miniaturizace prvků ze standardních počítačů; stále potřeba „skříně“ s ovládacím panelem. Dnes například miniaturní počítače PDA (tzv. kapesní počítače) - hlavním úkolem je správa kontaktů, organizace času, odesílání SMS, e-pošty, přehrávání hudby, uchovávání textů, zábava - hry, spolupráce s ostatními zařízeními, neustálé on-line spojení - využití v armádě. kancelářské počítače (laboratorní) - technicky uzpůsobené pro pracoviště - určeny do administrativních a konstruktivních pracovišť, do laboratoří mikropočítače - srdcem je mikroprocesor, malé, stolní → Osobní - největší rozmach, dnes osobní počítače zajišťují i fci počítačů domácích → Domácí (herní) - menší schopnost využití - (Commodore 64, Amiga, ZX-Spectrum) Dnes mají největší rozmach osobní počítače → využití i ve třídě kancelářských ale i domácích počítačů. 6

Využití počítačů: Skoro ve všech oblastech života: v obchodu a službách, státních institucích (finanční úřady, knihovny, policie, bankovnictví), domácí využití, školství, zdravotnictví, průmysl stavebnictví, architektura, komunikace, tvorba filmů, hudby, programů, využití v armádě, výzkumu, vědě, geografii, meteorologii, při biologických výzkumech…

Skříně počítačů Typy skříní: Desktop: Má „klasické“ rozměry vyhovující i pro další rozšiřování počítače, nemá problémy s chlazením. Pokládá se na pracovní plochu a většinou se na něj ještě staví monitor. Větší monitory než 17“ jsou však pro desktop už příliš těžké. Desktopy se vyrábí i v nižších variantách Slimline a SuperSlimline. Tower (věž): 1) Minitower - nejrozšířenější typ skříně, má podobné rozměry jako desktop. Dobře se umísťuje do specializovaných počítačových stolků. Přístup ke konektorům na zadní stěně je potom ale horší. 2) Miditower - pro větší výkonné sestavy. 3) Bigtower - je určen pro servery, je velmi prostorný, umožňuje lepší chlazení, umísťuje se přímo na podlahu.

Základní deska (mainboard) Obvody umístěné na desce plošného spoje mainboardu slouží především pro podporu mikroprocesoru a sběrnic, konektory propojují jednotky umístěné mimo mainboard (pevné disky, operační paměti…). Mainboard je základním prvkem PC, spojuje všechny další zařízení. Základní desky nemají stejné rozměry a nemusí jít umístit do každé skříně (většinou se ale dodržují dvě základní velikosti). Úkolem výrobce je vyrobit desku co nejuniverzálněji, aby spolupracovala s co největším počtem dalších komponent. K „dorozumívání“ desky (o vybavení na hardwarové úrovni) s operačním systémem slouží speciální program BIOS, který je umístěn v paměti typu ROM v DIP pouzdře. Výstupy BIOSu jsou vzhledem k OS přesně definovány, vstupy od hardwaru jsou však různé. Nejznámější výrobci BIOSů jsou AMI (American Megatrens Incorporated), Award a Phoenix. Ke konfiguraci BIOSu slouží program SETUP. Propojky (jumpery) - některé parametry základní desky je v zájmu univerzálnosti nutné nastavit nezávisle na BIOSu a toto nastavení se provádí pomocí jumperů. Jumper je skupina kontaktů (pinů), které můžeme propojit, a nastavit tak určitou vlastnost mainboardu. Propojení se provádí podle dokumentace k základní desce. Přepínače (switch) - vyskytovaly se hlavně u starších desek, bývaly sdružovány do větších celků a sloužily také k definování vlastností desky pomocí polohy ON/OFF. Prvky základní desky 1) patice ZIF (zero input force) pro mikroprocesor 2) patice s obvody DIP, v kterých je umístěna cache L2 (vedle mikroprocesoru) 3) baterie pro napájení CMOS 4) rozšiřující sloty ISA, PCI, AGP 5) konektor integrovaného VGA adaptéru 6) konektory integrovaného rozhraní I/O a integrovaného rozhraní IDE pro HDD a disketové mechaniky 7) banky pro obvody operační paměti 8) konektor myši PS/2 7

9) připojení klávesnice (vedle konektoru pro myš) 10) napájení základní desky (vzadu u konektoru klávesnice) 11) + další neoznačené obvody pro podporu mikroprocesoru (nazývané chipset)

Mikroprocesory Mikroprocesor je „mozkem“ počítače, který slouží k zpracování instrukcí od programů, kterými je řízen. Některé instrukce zpracovává sám, k provedení některých dalších instrukcí používá různé komponenty počítače (např. operační paměť, disky, sběrnice, displej nebo tiskárny). Základní vlastností mikroprocesoru je vytváření dat podle pokynů určitého programu. Jeho kvalita podstatně ovlivňuje rychlost a výkonnost počítače. Jádrem každého mikroprocesoru je logický obvod, který dokáže zpracovat sadu jednoduchých mikroinstrukcí. Mikroinstrukce jsou jen jednoduché příkazy. Každý mikroprocesor je navíc vybaven instrukční sadou, která programátorům poskytuje přívětivější prostředky pro napsání složitějšího aplikačního programu. Převod instrukční sady na mikroinstrukce, které je mikroprocesor schopen řešit, obstarává program napsaný v mikroinstrukcích. Ten je další podstatnou částí mikroprocesoru. Dnes se uplatňují dvě koncepce mikroprocesorů: RISC a CISC, které se liší ve velikosti instrukční sady. CISC, tedy Complete Instruction Set Computer je řešením, kdy je mikroprocesor vybaven co nejúplnější instrukční sadou, a mikroprocesor RISC, tzn. Reduced Instruction Set Computer, pak obsahuje jen základní instrukce, které jsou jednodušší a rychleji proveditelné. Procesory RISC jsou rychlejší, uplatnily se ale jen v mikroprocesoru PowerPC (u IBM, Applu, Motoroly) a u velkých nebo jednoúčelových počítačů. U osobních počítačů převládají mikroprocesory CISC (u Intelu, AMD, Cyrixu), které stále více začínají uplatňovat prvky procesorů RISC. Každý mikroprocesor obsahuje registry. Ty fungují jako vnitřní paměti mikroprocesorů, do kterých se ukládají momentálně zpracovávaná data. Počet registrů a jejich přesné použití se u jednotlivých mikroprocesorů liší. K specifikaci adres v paměti, na kterých se nacházejí zpracovávaná data, se používají různé způsoby adresovacích mechanismů. Instrukční sada mikroprocesoru musí obsahovat instrukce pro přesuny dat mezi pamětí a registry, aritmetické a logické funkce, instrukce pro řízení programu a několik systémových instrukcí. Součástí instrukční sady nových mikroprocesorů jsou i instrukce pro koordinaci ve víceprocesorovém prostředí a další příkazy pro multimediální programy (MMX, AMD-3DNow!, 3Dnow! Professional (u AMD Duronů), instrukce SSE (u Celeronů), SSE 2 (u Pentií IV)). Pro použití takových instrukcí ale musí být program navržen, jinak se jeho běh podstatně neurychlí. Mikroprocesor vyhodnocuje během své činnosti celou řadu přerušení, tzn. signálů, které vysílají hardwarová zařízení nebo programy. Snad všechny moderní mikroprocesory mají vektorový systém přerušení. Vektory uložené v operační paměti, identifikované číslem přerušení, ukazují na adresu v paměti, kde je uložen obslužný program přerušení. Aby se po zpracování přerušení mohl procesor vrátit ke své původní činnosti, ukládá svůj momentální stav do speciálního registru - do zásobníku. Mikroprocesor také může přerušení dočasně zakázat. Paměť spravuje mikroprocesor pomocí jednotek správy paměti, které v paměti překládají adresy tak, aby to bylo výhodné pro operační systém. Jednotky správy paměti zabezpečují také ochranu paměti, zabraňují programům v narušení běhu ostatních programů nebo operačního systému. Mikroprocesory dále obsahují paměť cache, která je jakýmsi meziskladem dat mezi různě rychlými komponentami počítače. Účelem této paměti je vyrovnávání rychlostí v přenosu dat. Paměť L1 cache slouží k přechovávání dat ze sběrnice, na základní desce je pak instalovaná paměť cache L2, která optimalizuje přesuny dat mezi mikroprocesorem a operační pamětí. 8

Schopnost mikroprocesoru zpracovávat posloupnost instrukcí se nazývá architektura mikroprocesoru. Instrukce se zpracovávají buď sekvenčně, tj. jedna za druhou, nebo superskalárně, tzn. nezávisle na sobě. Dalším zrychlujícím prvkem mikroprocesoru je pipelining, kdy se instrukce zpracovávají najednou ve více fázích. S ostatními komponentami počítače komunikuje mikroprocesor pomocí sběrnic, kterými proudí data, adresy nebo řídící signály (adresové, datové, řídící sběrnice). Čím více vodičů sběrnice má (definuje se tzv. „šířka sběrnice“), tím více dat je schopna přenášet. Veškeré přenášené informace se skládají z nul a jedniček. Pokud má sběrnice 32 vodičů (sběrnice je 32bitová), může přenášet 232 různých informací. Sběrnice se dělí na adresové (obhospodařující paměť) a datové (přenáší data mezi mikroprocesorem a okolím). Elektronické obvody tvořící mikroprocesor pracují v jednotlivých taktech, které udávají jejich pracovní tempo. Každá základní deska je vybavena generátorem taktů, který generuje taktovací impulsy pro mikroprocesor. Základní deska nabízí přepínání více taktovacích frekvencí. Čím je vnitřní frekvence mikroprocesoru vyšší, tím rychleji mikroprocesor pracuje, ale také se více zahřívá. V současnosti dosahují procesory taktovací frekvence až 2,8 GHz. Vnitřní frekvence je vždy násobkem frekvence vnější, která určuje rytmus práce periferních zařízení (=> pomalejší práce). Vnější frekvence je generována stejným časovým obvodem jako vnitřní, lze ji nastavovat umístěním jumperů (propojek). Popř. lze nastavit u modernějších BIOSů a základních desek přímo v SETUPu. Na základní desce lze upravit také napájení mikroprocesoru. Napětí, kterým jsou procesory napájeny se neustále snižuje, aby se snížilo jejich zahřívání vlivem spotřeby většího množství elektrické energie. Velikosti napětí se pohybují kolem 3,3 V. Mikroprocesory pro notebooky mají napětí nižší než 3 V. Napájecí zdroj dodává na desku napětí vyšší (asi 5 V), nastavení napětí pro mikroprocesor se provádí pomocí jumperů nebo v SETUPu (všechny potřebné údaje nalezneme v dokumentaci). Dříve se mikroprocesory pájely napevno do základní desky. Dnes jsou upevňovány pomocí patic (socketů). Patice bývají typu ZIF (patice Socket 7, Socket 370, Socket A), tzn. že mají na boku páčku, jejímž zvednutím se mikroprocesor z patice uvolní a stlačením se naopak do patice upevní. Do patice je tak možné vložit např. výkonnější procesor, který je s paticí vývodově kompatibilní (nutné je zkontrolovat kompatibilitu napájecího napětí, šířku sběrnice a frekvence podporované zákl. deskou). Asi od Pentií 75 MHz je nezbytné procesory chladit pomocí aktivních a pasivních chladičů. Pasivní chladiče se skládají z chladících žeber, kterými proudí vzduch. Chladiče se na mikroprocesor lepí, nebo se k němu připínají speciálními klipsami, dále se aktivní chladiče připojují ke konektoru napájecího zdroje. Výrobci chladičů: Cryotech, Titan. Typy mikroprocesorů: Mikroprocesory Intel: Mikroprocesory Intelu se vyvíjely pod označením i80x86 (i80486…). Mikroprocesory Intelu jsou zpětně kompatibilní. Od procesoru 80486 se do mikroprocesorů integruje matematický koprocesor, který řeší výhradně matematické operace. Dříve bylo nutné koprocesor dodatečně dokoupit a nastavit pomocí jumperů a SETUPu. Starší typy procesorů: 4004 - první 4bitový procesor 8086 - první 16bitový procesor Intelu, stal se základem celé další řady. 8088 - zjednodušený 8bitový procesor. Byl použit v prvních počítačích řady IBM PC (->IBM PC XT). Na těchto počítačích je poprvé použit OS MS-DOS. 80286 - podstatné vylepšení, počítače s tímto mikroprocesorem byly označovány AT 80386 - první 32bitový procesor, zlepšení práce s pamětí (rozdělování pamětí na oblasti) 80386 SX - navržen do starších desek pro 286. 80486 - má integrovanou interní cache (8 KB) a matematický koprocesor, používá prvky RISC a pětistupňový pipelining. Frekvence je 20, 25, 33 a 40, u procesorů 486 DX/2 je dvojnásobná, u procesorů 486 DX/4 překvapivě trojnásobná. Verze 486 SX byla ořezanou verzí bez matematického koprocesoru (výsledek marketingové strategie Intelu). LV nebo L je označení 486 s nižší voltáží (3,3 V). Pentia: 9

Pentium - navíc další superskalární a RISC prvky. Obsahuje zvětšenou paměť cache v režimu write-back (pozdní zápis). Obsahuje mechanismus snažící se předpovědět cílovou adresu skoků a dokáže zpracovávat i dvě instrukce najednou => je podstatně rychlejší než předešlé mikroprocesory. Pentia s frekvencí 166, 200, 233 … obsahují multimediální instrukční sadu MMX, která běžné aplikace zrychlí asi o 10-20%, napájení je 3,3 nebo 2,8 V. Pentia jsou zasunována do patic ZIF (zero input force = nulová vstupní síla). Od Pentií 75, respektive od 100 MHz je nutno mikroprocesor chladit. Pentia je také možno přetaktovávat pomocí nastavení jumperů na vyšší frekvence. Při nadměrném zvýšení frekvence se však mohou objevovat chyby v chodu procesoru, snižuje se životnost (10 let je však až kam) a hrozí přepálení procesoru. Pentium Pro - nově obohacená o další prvky RISC, které umožňují navýšení výkonu. Integrována je i cache L2 (256 KB, popř. dvojnásobek), 15,5 mil. tranzistorů. V pipeliningu se instrukce zpracovávají i ve 14 fázích (podstatně rychlejší). Předpovídá se dopředu průběh a zpracovávání programu - sestavuje se časový plán, příkazy nemusí být zpracovávány jeden za druhým. Mikroprocesor je stále zaměstnán. Mikroprocesory Pentium Pro umožňují i víceprocesorovou spolupráci, byla pro ně vyvinuta sběrnice Pentium Pro Bus. Pentium Pro však není optimalizováno pro starší 16bitové programy (=> nejvýhodnější jsou operační systémy Windows NT, UNIX, Linux a vyšší – ne však Win 95/98 a náročné OS typu Win XP). Frekvence je 150, 166, 200 MHz. Intel Celeron - od r. 1998, vyráběl se 0,25 mikronovou technologií (velikost tranzistorů), pracoval na frekvenci 266 MHz a na rozdíl od Pentia II neměl žádnou vyrovnávací paměť druhé úrovně (cache L2) => levnější varianta Pentií II. Od verze 300A (Intel Celeron A) však bylo přidáno 128 KB cache L2, postupně byla zlepšena výrobní technologie na 0,18 mikronů, bylo změněno zapouzdření procesoru, podporované sběrnice byly i 100 MHz a razantně se zvyšovala frekvence. Procesory Intel Celeron se vkládají do patice Socket 370 (stejně jako Pentia III), obsahují instrukce MMX a SSE. Dnes pracují levnější verze nových Celeronů na 1,2 GHz, použito je jádro Tualatin, 0,13mikronová technologie, 256 cache L2, 32 KB cache L1 a nové zapouzdření. Oproti Duronům je spotřeba jen 29W. Novější Celerony však nejsou kompatibilní se staršími deskami. Intel Pentium II - na rozdíl od prvních Celeronů obsahují integrovanou cache L2. Intel Pentium III - instrukce SSE2, zasazuje se do patice Socket 370, vyrábí se i v mobilní verzi Mobile Pentium III - velmi nízká spotřeba (0,5 W), velký výkon – od 750/500 (vnitřní/vnější frekvence) MHz Intel Pentium IV - frekvence i přes 2 GHz (1,5; 1,8; 2,6; 2,8 …), instrukce SSE 2, které podporují rozhraní DirectX 8, práce se sběrnicemi na frekvenci až 400 MHz, dvojitá přesnost výpočtů v plovoucí řádové čárce, 256 KB cache L2. Intel Itanium - pod kódovým označením McKinley - vyšší počet prováděných instrukcí v jednom taktu, rozsáhlá podpora interní paměti. Intel Xeon - nástupce Intel Pentia III Xeonu: 1,4 až 1,7 Mhz, vyráběny pro výkonné víceprocesorové stanice a servery, vychází z architektury Pentia IV, nejpoužívanější instrukce jsou prováděny na dvojnásobku frekvence procesoru, obsahuje instrukce pro urychlení předávání instrukcí . Mikroprocesory AMD: Pro neintelovské procesory se někdy používá označování výkonnosti “P-rating”, který vyjadřuje výkonovou podobnost s Intelem (např. P100, P100+; AMD Athlon XP 1700+ tak dosahuje výkonu Pentia IV s frekvencí 1,7 GHz a většího, ve skutečnosti však pracuje na frekvenci 1,44 GHz). AMD486 - 100, 120, 133 MHz - kompatibilita s i80486 AMD5x86 - výkon srovnatelný s 1. Pentii AMD K5 - zpracování instrukcí je podobné Pentiu Pro (v 1 taktu může dokončit až 4 instrukce), 16 KB cache L1. Může být osazen na základní desku Pentia. AMD K6 - další vylepšení. AMD K6 2 - frekvence 266, 300, 350 MHz, výkonově srovnatelné s Intel Celeronem 300 MHz. V některých aplikacích (3D) má tento mikroprocesor navrch. Obsahuje instrukce AMD 10

3DNow! AMD Athlon - od r. 1999; 1,4; 1,6; 1,7; 1,8; 2,6 … GHz, technologie 0,18 mikronu, kolem září 2002 přechod na 0,13 mikronovou technologii. Vkládá se do patice Socket A. Nově se procesory Athlon vyrábějí i do dvouprocesorových serverů a stanic. AMD Duron - od r. 2000, Duron je osekanou verzí AMD Athlonu, osazuje se tradiční patice AMD - do Socketu A (jako Athlon), podporuje i paměti DDR SDRAM. Frekvence se pohybuje od 600-1100 MHz, stejně jako Athlon podporuje 52 instrukcí AMD 3Dnow! Professional, instrukce 3Dnow+ a je kompatibilní s instrukcemi SSE od Intelu. Nově mají implementovanou i termální diodu, která by měla zabránit přehřátí mikroprocesoru (např. Athlony se při přetaktování mohly snadno upéct). Velikost cache L1 je 128 KB, L2 64 KB, spotřeba 43W, podpora pamětí SDRAM, DDR SDRAM; 0,18 mikronová technologie. Mikroprocesory Cyrix: Své mikroprocesory vyrábí Cyrix na výrobních linkách IBM (proto mají někdy označení IBM). Cyrix 5x86 (kompatibilita s 486, výkonnostně srovnatelné s Pentiem) Cyrix/IBM 6x86 - podobný Pentiu Pro, navíc 16bitová podpora, 133, 200 Mhz, nutnost lepšího chlazení. Cyrix M2 - až 200 MHz Další mikroprocesory - od firmy IBM, VIA (procesor C3 = VIA Cyrix III - chladné procesory, nízká spotřeba, frekvence maximálně 733 MB) Alternativní materiály pro výrobu čipů, náhled do budoucnosti: - nanášení vrstvy germania nebo diamantu (asi 10mikrometrové vrstvy) → urychlení práce čipů až o 50%. V budoucnosti mohou najít uplatnění technologie jako tištění integrovaných obvodů s tranzistory na umělohmotné fólie, implementace některých organických látek (DNA) → organické počítače; počítače založené na chemickém prostředí; na zákonitostech kvantové fyziky.

Napájecí zdroj Důležitým parametrem zdroje je jeho výkon (200 W u slabých počítačů; přes 250 W). Zdroj dodává několik druhů stejnosměrného napětí. Napájení základní desky Dříve bývalo napětí standardně 5 V, dnes nejčastěji kolem 3,3 V - napětí není jednotně definováno. Zdroj proto většinou dodává napětí 5 V, které si základní deska upraví na požadovanou hodnotu, nebo dodává napětí přímo a deska ho už neupravuje (to však jen výjimečně). K základní desce je napájení přivedeno šestipólovými konektory P8 a P9, které se zapojují na příslušnou patici základní desky. Napájení dalších komponent Ze zdroje je dále vyvedeno několik velkých čtyřpólových konektorů sloužících k napájení interních periférií - disků, disketových mechanik, chladicího ventilátoru, mikroprocesoru, CD/DVD mechanik atd. Konektory jsou udělány tak, že je nelze zaměnit. Při instalaci nové komponenty je nutné komponentu připojit k napájení.

Sběrnice Sběrnici si můžeme obecně představit jako skupinu elektrických vodičů spojujících jednotlivé součásti počítače. Přes sběrnice probíhá komunikace mezi mikroprocesorem a periferiemi, přičemž komunikovat s okolím může mikroprocesor třemi způsoby: 1) pomocí sběrnic 2) pomocí hardwarových přerušení (IRQ) 11

3) kanály přímého přístupu do paměti (DMA) Sběrnic v počítači existuje hned několik (sběrnice procesoru, přídavných karet ap.). Většina sběrnic je rozdělena na tři podsystémy: sběrnice datová - přenáší pouze numerické údaje mezi zdrojovým a cílovým zařízením. sběrnice adresová - přenáší adresy zařízení, které se účastní komunikace. sběrnice řídící - přenáší signály pro řízení celé komunikace. Základním požadavkem na sběrnici je rychlost přenosu dat. Ideální by bylo, kdyby jednotlivé komponenty počítače byly mezi sebou propojeny nejrychlejším možným způsobem. To by ale výrazně zvýšilo cenu počítače a zabránilo by standardizaci zařízení. Starší počítače byly konstruovány okolo jedné jediné sběrnice. To sice snížilo jejich cenu, ale také výkon. Na sběrnici mezi sebou mohly komunikovat jen právě dva prvky (vysílající a přijímající). Ostatním částem nebyl přistup na sběrnici v dané chvíli umožněn. Sběrnice musí vyhovovat typu mikroprocesoru, který udává šířku datové i adresové části sběrnice. Režimy využívané sběrnicemi: Multimastering - provoz sběrnice řídí některá z přídavných karet, která provádí některé úkoly mikroprocesoru. Procesor se tak nemusí zatěžovat komunikací přes sběrnici a prací některých periférií. Burst režim - data jsou přenášena po skupinách bez adresy u každého datového bloku -> urychlení. Lokální sběrnice Současné počítače jsou postaveny na hierarchické sběrnicové struktuře. Základní je tzv. lokální sběrnice. Po ní musí komunikace probíhat nejrychleji, protože na ni vstupuje procesor, který je nejrychlejší součástí počítače. Pomalá sběrnice by výrazně zpomalovala jeho provoz. Dokonce ani konstrukce dnešních sběrnic není na takové úrovni, aby vyhovovala výkonu procesoru, proto se do taktu procesoru vkládají tzv. čekací cykly. Tyto cykly zajišťují bezchybnou komunikaci procesoru se sběrnicí, ale zároveň snižují jeho výkon. Rozšiřovací sběrnice (=systémová) Odděluje mikroprocesor od “okolního světa”, je cestou pro připojení dalších komponent (většinou od různých výrobců). Sběrnice vyúsťuje konektory - jednotlivými sloty, do kterých se přídavné karty zasazují. U systémové sběrnice jsou kladeny nejvyšší nároky na rychlost přenosu a na důslednou standardizaci (kompatibilitu) tak, aby do slotů (patlí, zástrček) sběrnice mohly být instalovány přídavné karty různých výrobců. Rozšiřovacích sběrnic je u počítačů IBM PC kompatibilních hned několik druhů, ty se liší především svou propustností (množstvím dat, která projdou přes sběrnici za jednotku času): - XT BUS - stará osmibitová sběrnice - osmibitová ISA (lndustry Standard Architecture) - nejstarší varianta sběrnice osobních počítačů PC XT (před 80286). Stará a relativně pomalá sběrnice, která se vyskytuje ve dvou variantách (starší osmibitová a novější šestnáctibitová). - šestnáctibitová ISA - zdokonalená verze pro počítače PC AT a 80286, má 16bitové rozšíření, počet karet připojených přes sběrnici není už omezen. Slot sběrnice bývá hnědý nebo černý, v BIOSu lze zvýšit její kmitočet, nastavení - pomocí jumperů. - MCA (MicroChannel Architecture) - sběrnice vyvinutá firmou IBM pro počítače řady PS/2, 80386, není kompatibilní s ISA. - EISA (Extended ISA) - jak název napovídá, jedná se o zdokonalení dřívějšího standardu ISA - kompatibilní s ISA, stále však nízká frekvence, slot sběrnice je dvoupatrový (vytvořený ze starých ISA slotů), konfiguruje se programově. Nedosáhla velkého rozšíření. - VL-BUS (Video Local Bus), VESA VL-BUS - standard vytvořený v roce 1991 několika výrobci základních desek. Předchůdce PCI, používala se hlavně u starších mikroprocesorů 80486. Je koncipována jako rozšíření ISA. VL-BUS není klasickou sběrnicí - je jen nástavbou ISA. Nevýhodné je, že s rostoucí frekvencí rychle stoupá zatížení sběrnice - mohlo se použít jen pár slotů, a proto se sběrnice také nerozšířila. - PCI (Peripheral Component Interconnect) - sběrnice definovaná v roce 1993 firmou Intel v souvislosti s nástupem Pentií. Vyznačovala se vysokou přenosovou rychlostí (nad 100 12

MB) a spolehlivostí, nezávislostí na frekvenci procesoru. Sběrnice přinesla také normu PnP (plug-and-play). Kvůli zatížení nemůže být na desce více než 3-4 PCI slotů. - AGP - 32-bitová, oproti PCI průchodnější pro paměti, podpora grafických akcelerátorů často se na ni napojují videokarty. Další sběrnice V počítači IBM PC kompatibilním jsou používány i jiné sběrnice (např. SCSI, IDE nebo Centronics), které však plní rozdílné úkoly. Při koupi jakékoliv nové karty musíme brát v úvahu typ sběrnice našeho počítače, protože nová karta by nemusela odpovídat slotům na našem motherboardu. Na základní desce je většinou několik slotů PCI, AGP (2-3), od starších ISA slotů se postupně upouští.

Přerušení - IRQ (Interrupt Request Levels) -

je další variantou dorozumívání mikroprocesoru s okolím softwarová/hardwarová přerušení - práce mikroprocesoru je přerušena zařízením, které vyžaduje obsluhu (přerušení nastane např. po každém stisknutí klávesy) vyvolané přerušení spustí program uložený na určité adrese v paměti (adresy jsou zapsány ve vektorech přerušení) přerušení zpracovává speciální obvod - řadič přerušení. Ten bývá často integrován společně s řadičem DMA. Signály přerušení putují částmi sběrnice. přerušení je často více -> mají stanovené priority. Kanály přerušení před IRQ2 (IRQ 0 a 1) mají největší prioritu přerušovací kanály, které jsou součástí sběrnice a kudy proudí přerušení, se nazývají linky IRQ. Jednu linku IRQ může využívat jen jedna periferie. U zařízení, které nepodporuje PnP, je nutné nové a neobsazené IRQ nastavit. IRQ přerušení využívají všechny sběrnice ISA, EISA, MCA, PCI, AGP … přerušení vyslané od PCI karet je označováno místo IRQ jako INT, v praxi je některý z 16 kanálů IRQ určen jako INT (často je to IRQ 5-14, 11-14, 15 nebo 9). V současnosti jsou INT sdružovány do jediného INTA, které je obsluhováno jednotlivými IRQ.

DMA (Direct Memory Access) Po sběrnicích a IRQ přerušeních je DMA další možností komunikace mezi operační pamětí a perifériemi. Přenos dat řídí řadič DMA. Dvě periférie opět nesmí používat stejný kanál DMA. Řadič pevného disku používá obvykle DMA7 nebo 3. Novější disky však používají rychlé PIO módy a DMA nevyužívají. Od PC-AT se používá 8 kanálů DMA, DMA 0-3 jsou kanály 8bitové, další kanály jsou 16bitové. Větší DMA jsou tedy lepší . U ISA sběrnic se volba kanálů provádí pomocí jumperů (propojek), od PCI se provádí jen programově. V “Tento počítač - Vlastnosti - Správce zařízení” si můžeme prohlédnout všechna zařízení a obsazené IRQ a DMA kanály. Při zobrazení vlastností Počítače (1. položky) jsou všechny systémové prostředky vypsány pohromadě. Ve Windows XP tyto přehledy najdeme zde: „Ovládací panely -> Systém -> Hardware -> Správce zařízení -> Zobrazit -> Prostředky podle typu (připojení)“.

Komunikace přes další rozhraní (interface) -

rozhraní slouží ke komunikaci vnějších periférií (myši, modemu, tiskárny) s mikroprocesorem. Spojení je provedeno přes konektory v zadní části skříně, které jsou napojeny na sběrnici. Ve starších počítačích se konektory spojovaly se sběrnicí přes přídavnou kartu, dnes je toto spojení integrované. 13

rozhraní je a) sériové - bity proudí jeden za druhým b) paralelní - bity proudí současně Paralelní rozhraní Centronics - původně určeno pro připojení tiskárny, rozhraní je jednosměrné, dočkalo se však obousměrné inovace podle normy IEEE 1284, umožňovalo konfiguraci tiskárny přímo z PC. Režim rozhraní se definuje v SETUPu. Použity jsou konektory Canon s 25 piny. Sériové rozhraní RS 232 - nejstarší rozhraní. Je pomalejší, ale kompatibilní, používá konektor typu Canon s 25 nebo 9 piny. Pro rozhraní se používá řídící obvod UART. Buffery (=vyrovnávací paměti) obvodu pracují v režimu FIFO (First In First Out) - znak dříve zapsaný do paměti je i dříve čten. -

Logické rozdělení rozhraní - LPT1 (nebo PRN), LPT2, LPT3 … paralelní rozhraní (připojení tiskárny) - COM1, COM2, COM3, COM4 … sériová rozhraní (připojení myši, modemu) Periférie připojená přes rozhraní může používat i IRQ, všechna sériová rozhraní ale využívají stejné IRQ a zařízení by pak nefungovala současně. Zásuvky LPT a COM lze nainstalovat ručně pomocí Průvodce přidáním nového hardwaru ve Windows. PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) - standard pro připojení periférií k notebookům - připojení periférií velikosti kreditní karty (faxmodemy, disky, síťové karty, operační paměti). Softwarové PCMCIA rozhraní umožňuje tyto karty připojit za běhu počítače - konfigurace v Ovládacích panelech. Rozhraní bylo zdokonaleno na PCMCIA2 (-> tzv. PC karty). Původně měl standard sloužit pro výrobu paměťových karet pro bezdiskové stanice. PCMCIA je architektura nezávislá na řízení operačního systému, může pracovat nejen v počítači, ale i v elektronických hrách či ve fotoaparátu. Karty PCMCIA jsou nezávislé na hardwarovém vybavení počítače, stačí je připojit na sběrnici a mít příslušný ovládací software. USB (Universal Serial Bus) - Od počítače vede v případě tohoto rozhraní jeden kabel (z jednoho rozhraní), na který jsou připojeny další periferie. V kabelu jsou zařazovány HUBy (rozbočovače). Vlastnosti USB: možnost připojení telefonu k počítači, podpora PnP, dvě různé přenosové rychlosti (1,5 a 12 Mb/s, pro USB 2.0 i více), podpora více současných operací, připojení až 127 zařízení, možnost připojení za chodu počítače, propojení obsahuje dva vodiče s napájením 5 V, podpora power managementu. Rozhraní USB existuje ve verzi 1.1 a 2.0. On-board rozhraní = rozhraní integrovaná na základní desce. Desky obsahují integrované konektory sériové, paralelní i USB-konektor, zásuvky pro připojení pevných disků a mechanik. Rozhraní jsou kabelem propojena se zásuvkami na zadní straně počítače.

Paměti Mikroprocesor čte z paměti programy, kterými je řízen, ukládá do paměti výsledky své práce. - Vnitřní (primární) - bezprostřední spolupráce s mikroprocesorem (operační paměť) - Vnější (sekundární) - odkládání momentálně nepotřebných dat (HDD, FDD) Parametry pamětí: → vybavovací doba - udává rychlost (v ns) s jakou paměť zapíše nebo vyhledá mikroprocesorem zadaná data → přístupová doba - doba uplynulá do vydání požadavku k jeho převzetí → přenosová rychlost - množství přečtených informací za jednotku času → kapacita - celkové množství informací, které můžeme do paměti uložit, v KB, MB, GB, TB Fyzikální principy pamětí: Každá paměť je tvořena maticí miniaturních elektronických prvků - tranzistorů. Každá z těchto součástek může nabývat stavu 0 nebo 1, a je tak nositelem informace o velikosti 1b (bit). 8 prvků pak vytváří 1B (bajt). Paměťové prvky jsou spojeny řádkovými a sloupcovými 14

vodiči. Těmito dráty se do nich zapisují nové hodnoty a čtou se uložená data. Vlastnosti paměti záleží na použitých elektronických součástkách. Vnitřní paměti Paměti typu ROM (read only memory) - paměť, kde jsou obsaženy trvale uložené instrukce - použití například pro uložení BIOSu (základní systém pro vstup a výstup, pomocí BIOSu přistupuje OS k hardwaru), instrukce jsou stále uloženy i po vypnutí počítače. BIOS se však při startu počítače načítá do rychlejší RAM = tzv. „stínování“. - Typy těchto pamětí: ROM - buňky paměti jsou pojistky nebo el. odpory. Výrobcem přepálené buňky koncentrují napětí (nesou informace o logické jedničce ->1), neporušené prvky -> 0. PROM - nepřepisovatelné, zápis provádí uživatel pomocí programátoru paměti PROM. EPROM - lze je přepsat ultrafialovým zářením (na povrchu je kolečko), informace se uchovává pomocí kvalitně izolovaného elektrického náboje. EEPROM - elektricky mazatelné, počet zápisů stejně jako trvanlivost zapamatování je omezena (podobně jako u EPROM). Flash-PROM - je rychlejší (podobně jako RAM), nesmazatelná po vypnutí počítače, lze ji předprogramovat přímo v PC, Flash BIOS uložený ve Flash-PROM lze přeprogramovat bez nutnosti výměny celého obvodu ROM - pomocí programu dodávaného se základní deskou a nastavení jumperů. Paměti typu RAM (random access memory) - jsou rychlejší, mají větší kapacitu, dají se použít k zápisu i čtení - možnost náhodného (nesouvislého - okamžitě, na jakékoliv místo) přístupu do paměti - Typy těchto pamětí: SRAM (statické RAM) - paměťová buňka je tvořena bistabilním klopným obvodem, který může nabývat dvou stavů (0,1) -> větší rychlost. Paměť je rychlá (přístupová doba 20 až 30 ns), nevýhodou je ale její složitost a vysoká cena. Z těchto pamětí je složena paměť Cache L2 (=druhé úrovně), její běžné velikosti jsou 256 a 512 KB. DRAM (dynamická RAM) - paměťová buňka je tvořena miniaturním kondenzátorkem (nabitý -1, vybitý -0). Je třeba neustále provádět neustálé dobíjení paměti (refresh), aby se paměť nevymazala. DRAM jsou levné, jsou z nich sestaveny operační paměti. Jsou pomalejší než SRAM (přístupová doba 60-100 ns). Velikosti 8, 16, 32, 64, 128, 256 MB (operační paměti). CMOS-RAM - paměti vyrobené metodou CMOS, díky níž se vyznačují malou spotřebou. V PC se používají pro zapisování parametrů BIOSu (pomocí programu SETUP). Po vypnutí počítače je paměť CMOS napájena z baterie na základní desce, v CMOS je často uloženo datum a čas. Fyzická organizace operační paměti U prvním počítačů byly paměti integrovány do pouzder DIP (do 80286), s narůstající potřebou větších pamětí se paměťové obvody začaly instalovat na moduly SIMM: Parametry SIMMů: přístupová doba (60-70 ns) kapacita - u nejpoužívanějších 72pinových SIMMů 4, 8, 16, 32, 64 MB, u dnešních 168pinových DIMMů i 256 Mb a více paměťová (=datová) šířka - největší šířka modulů (kousků) na paměti, od kterých je schopna sběrnice přenášet informace (např. 32 bitů široké moduly u SIMM se 72 piny, u 30pinových SIMM 8 nebo 16 bitů (v 80386, 80486). 72pinové SIMMy byly poprvé použity u počítačů IBM PS/2, proto se také někdy jako PS/2 označují.). K osmibitovým modulům byl přidáván devátý paritní bit, který kontroluje, zda se hodnota datových bitů nemění samovolně -> pokud nesouhlasí parita paměti, počítač se preventivně zablokuje. U dnešních spolehlivých pamětí se kontrola parity nepoužívá. ECC - samoopravný kód, který se používá u drahých počítačů (hlavně u serverů). Dokáže zjistit a opravit jedno- nebo dvoubitovou chybu v paměti. Musí být ale podporován základní deskou a pamětí. SIMMy a DIMMy se na základní desce osazují do jednotlivých BANKů. EDO, Fast Page Mode jsou režimy práce SIMMů. Oba typy nemohou být osazeny najednou. 15

Moduly DIMM (Double-sided SIMMs): jsou vylepšením SIMMu, jsou delší (168 pinů), což umožňuje používat také větší datovou šířku (64 bitů) => rychlejší, větší kapacita paměti, potřebují delší BANK. BANK - kolekce patic umístěná na základní desce, do níž se zasunují paměťové desky SIMMů, DIMMů. Banky jsou různě dlouhé, v jednom banku musí být osazeny všechny patice (otvory pro zasunutí modulu). Počet patic je dán šířkou datové sběrnice, na níž je bank připojen a šířkou modulu. Na základní desce je vždy více banků, výsledná kapacita paměti je pak dána součtem kapacit všech modulů. Údaje důležité pro výměnu pamětí: Možné kombinace modulů jsou uváděny v dokumentaci k základní desce. Banky se značí BANK 0, BANK1…, označení U7-U10 znamená, že má bank 4 patice (7,8,9,10). Datová šířka banku = počet bitů datové sběrnice / počet patic. Označení x9 místo x8 znamená, že paměť používá devátý - paritní bit. Důležité také je, aby vybavovací doba paměti a rychlost paměti souhlasila s údaji podporovanými základní deskou. U starších desek je někdy potřeba dodatečně nastavit polohu jumperů. Paměť cache L1 (first level cache) Paměť je meziskladem pro přechod dat mezi sběrnicí a procesorem -> vyrovnání rychlosti komponent. Paměť cache L2 (second level cache) Cache L2 bývá od Pentií Pro většinou integrována přímo v mikroprocesoru, jinak se nachází na základní desce. Cache L2 je umístěna mezi mikroprocesorem a operační pamětí, takže data, která přichází z operační paměti může mikroprocesor číst z rychlejší cache. Cache je navíc ovládána speciálním řadičem, který se snaží předpovědět, jaká data bude v nejbližší době mikroprocesor potřebovat. Tato data se přednostně přesouvají z operační paměti do cache. Na data, která jsou přijímána z operační paměti, musí mikroprocesor čekat v tzv. čekacích taktech. Poměr mezi dotazy uspokojenými z cache a všemi dotazy mikroprocesoru je asi 80 - 99% (=HIT RATE). Cache paměti používají tři režimy (ty lze nastavit v SETUPu): Write-Through - nejstarší, nejpomalejší režim, kdy jsou data zapisována do cache i do operační paměti a jsou vzájemně porovnávána. Write-Back = metoda zpožděného zápisu - data jsou zapisována do operační paměti až po odstranění z cache, kde se mohou nejdříve i měnit (u Pentií). Pipelined Burst - nejrychlejší režim - operace se provádí zřetězeně (čtou se i později potřebná data). Velikost cache: - je uváděna při startu počítače, čím větší máme velikost operační paměti, tím větší cache je potřeba (např. pro 64 MB je optimální 512 KB cache L2, dále velikost 1MB , …).

Logická organizace paměti = pravidla, kterými se řídí přidělování paměti aplikacím, OS, BIOSům hardwarovým zařízením… Paměť je rozdělena do 3 hlavních částí definovaných IBM při konstrukci PC-XT: 1) konvenční paměť - oblast pro vstupně-výstupní adresy - 1. oblast adres od 0000 do 0FF, 2. oblast od 100 do 3FF (adresy paměti jsou určeny v 16kové soustavě - hexadecimálně) oblast pro práci s programy. 2) rezervovaná paměť 3) paměť nad 1 MB Velikost paměti se vyjadřuje v B (bajtech), častěji však v násobcích - KB a MB. Předpony kilo a mega jsou ovšem odvozeny od dvojkové soustavy => kilo je 210 (= 1024) B a mega je 220 (= 1048 576) B. Při běžném popisu kapacity pamětí se však „drobné“ zanedbávají. Konvenční paměť: 0-640 KB - je rozdělena na 2 funkční části: vstupně-výstupní adresy, oblast pro práci s programy. Oblast pro vstupně-výstupní adresy = paměť I/O I/O = input/output; má velikost 1KB, obsahuje adresy, přes které komunikuje mikroprocesor s okolím. Adresy I/O jsou přiděleny jednotlivým komunikačním portům stejně jako linky 16

přerušení (IRQ). Pro vzájemnou komunikaci má každá součást PC vymezeno jedno okénko (I/O adresu). I/O adresy jsou dále rozděleny na 2 části 1) adresy pro díly umístěné na základní desce 2) adresy pro rozšiřující desky Platí, že dvě zařízení nemůžou používat stejnou adresu (procesor by nerozpoznal, s čím komunikuje). Při rozšíření počítače o novou desku musíme tedy zadat originální DMA, IRQ a také I/O adresu. Každá rozšiřující deska má možnost volby z více adres (nastavení jumperů nebo programově). Nastavení I/O adres ve Windows se nachází pod: SYSTÉM -> SPRÁVCE ZAŘÍZENÍ -> VLASTNOSTI Programová část konvenční paměti Začíná adresou nad 1 KB a končí na 640 KB. 640 KB bylo definováno v IBM, když se výrobci domnívali, že 640 KB bude vyhovovat i programům v daleké budoucnosti. MS-DOS s větší pamětí nedokáže pořádně pracovat. Do takto malé paměti se ještě často nahrávaly rezidentní programy (ty jsou trvale v paměti), ovladače zařízení se spouštěly pomocí příkazů v config.sys. Proto se rezidentním programům stále častěji vyhrazovala paměť nad 640 KB. W95 mají již jinou architekturu a rezidentní programy nejsou téměř potřeba. 32bitové programy pro W95 už omezeny velikostí operační paměti nejsou. Proto je v autoexec.bat a config.sys vhodné ponechat jen definici české abecedy a nezabírat zbytečně paměť pro DOSovské programy. Rezervovaná paměť(= vyšší paměť): 640-1000 KB Adresy jsou uložené od 640 KB do 1 MB a jsou rezervovány výhradně pro technické prostředky počítače (nepracují zde žádné programy). Adresy jsou rezervovány ke třem účelům: - vymezení prostoru pro vykreslování obrazu grafickým adaptérem - vyhrazení pro systémový BIOS - komunikace s obvodem ROM-BIOS - vyhrazení pro BIOSy na rozšiřujících deskách (v případě, že systémový BIOS neumí s hardwarem pracovat), dvě desky opět nesmí používat stejnou adresu. Obsazení rezervované paměti lze zjistit ve: SPRÁVCE ZAŘÍZENÍ -> složka POČÍTAČ -> tlačítko VLASTNOSTI -> políčko PAMĚŤ Rezervovaná paměť bývá označována také jako vyšší paměť. Je obhospodařovávána paměťovými manažery (HIMEN.SYS, EMM386.EXE), které umožňují, aby se do volné rezervované paměti umístily i ovladače zařízení a rezidentní programy. Paměť nad 1 MB Pro programy DOSu a další programy se při nárůstu kapacity pamětí zpřístupnila i paměť nad 1 MB. Stránková paměť (expanded=rozšířená, expandovaná) Dnes už se téměř nepoužívá. Umožnila zpřístupnit paměť nad 1 MB i na počítačích 8086 se sběrnicí, která nedokázala vygenerovat větší adresy než 1 MB. Paměť se rozdělila na „stránky“ kam byla jednotlivá data posílána (přepínána) paměťovými manažery EMS a EMM (poslední verze - EMM386.EXE). Nestránková paměť (extended=přídavná, prodloužená, lineární) Data jsou v ní na rozdíl od stránkové paměti adresována přímo pomocí paměťových manažerů XMS a XMM. HMA (High Memory Area) - prvních 64 KB nad 1 MB. Tuto paměť dokáží využívat i programy DOSu -> ušetření konvenční paměti. Logická organizace paměti a W95 Ve W95 je možno pracovat s programy pro DOS, 16bitová Windows 3.x a pro W95. W95 umožňují současný chod více programů. Paměť se přitom rozdělí na jednotlivé virtuální stroje (Virtual Machine - VM), které fungují jako oddělené počítače. Programy pro W95 a W3.x mohou běžet na stejném VM, programy pro DOS mají VM vlastní. Přidělování služeb mikroprocesoru a operačního systému má na starosti VMM (Virtual Machine Manager). Ten zajišťuje řízení procesů, stránkování paměti a podporu dosových programů. 17

Aplikace pro W95 - každému programu je střídavě přidělován na krátký čas mikroprocesor a OS. Preemptivní multitasking - procesy jsou přidělovány samotným OS => při havárii programu je možné přepnout se do programu jiného (aplikaci je přesto nutné ukončit stiskem + Konec úkolu - dochází ke ztrátě neuložených dat). Aplikace pro W3.x - rozdělování procesů je založeno na kooperativním multitaskingu aplikace sama předává čas dalšímu programu (při havárii se ovšem zablokuje celý počítač). Aplikace pro DOS - každý program má přidělenu jednu VM, programy nejsou schopny multitaskingu. Pravé tlačítko na programu pro DOS + Vlastnosti + Paměť -> nastavení paměti: Celkem - nastavení celkové paměti pro program, při nedostatku je vhodné nastavit velikost ručně. Paměť pro systémové proměnné - při nedostatku paměti je vhodné tuto paměť zvýšit. Chráněná paměť - při zatržení je chráněna konvenční paměť vyhrazená pro OS. Expandovaná paměť (EMS) - není už moc používaná, vhodné je ponechat „automaticky“. Rozšířená paměť(XMS) - automaticky - je málo využívaná. HMA - není třeba používat, přesouvala se do ní část DOSu, a tak není využívaná. Paměť chráněného režimu systému MS-DOS - paměť je programu přidělována automaticky, pokud dochází k problémům, je vhodné nastavit paměť o 1024 KB menší než je velikost operační paměti, program pak nikdy nebude přepisovat paměť pro Windows. Vnější paměti Vznik z potřeby uchovávání dat i povypnutí počítače. a) přenosné paměťové média - médium je odděleno od čtecího zařízení 1) magnetický princip záznamu → magnetofonová páska - dnes je toto médium nahrazeno streamery → disketa - někdy je nahrazována Super Diskem (120 MB), ZIPem 2) optický princip záznamu → CD-ROM / R / RW → DVD-ROM / R / RW 3) optickomechanický princip zápisu → MO disc (magnetic optical) → EO disc (eraseble optical) - kapacita 128 - 640 MB - u obou typů se médium laserem zahřeje, čímž se změní magnetická polarizace a tím zároveň i optická polarizace → zápis - příliš drahé b) vnitřní paměťová média - médium a čtecí zařízení nejsou odděleny → pevný disk

HDD - fyzicky, logicky Pevný disk je permanentní magnetické záznamové médium, tzn. takové médium, které uchovává informace i po vypnutí elektrického proudu. Je součástí každého počítače (i když mohou existovat výjimky). HDD i disketová mechanika obsahují tyto základní části: médium s daty, magnetické hlavy pro čtení/zápis, mechaniku pohybující s hlavami, motorek točící diskem, řadič (=elektronický obvod, který řídí práci disku) a rozhraní zajišťující připojení disku k základní desce. Princip záznamu a čtení 18

Pevný disk pracuje na principu obyčejné audio nebo videokazety (informace je uchována pomocí změny elektromagnetického potenciálu média) s tím rozdílem, že nedochází k přímému dotyku hlavy s médiem. Magnetická hlava se pohybuje v minimální vzdálenosti (mikrometry) nad povrchem disku (plave na vzduchovém polštáři vytvořeném aerodynamickým vztlakem). Pevné disky mají za sebou krátkou, ale bouřlivou historii. Jejich sériová výroba pro komerční použití začala v první polovině 80. let. Maximální velikost tehdejších disků byla 5 MB. Přenos dat se uskutečňoval analogově a disky byly většinou veliké 5,25 (palce). Prvním pevným diskům se obvykle říkalo Winchester, dnes se místo tohoto označení používá zkratky HD či HDD (Harddisk). Dnešní disky mají kapacitu až několik stovek GB . Jejich povrch je tvořen magnetickou vrstvou, která je přikryta vrstvou skleněnou. Přenos dat z elektromagnetické hlavy je digitální o rychlosti několika desítek MB/s a rychlost rotace pevného disku se zvýšila z 3600 na 7200 a pak i přes 10000 otáček za minutu (ot./min). Na pevný disk jako záznamové médium se můžeme dívat ze dvou základních pohledů: Fyzická struktura pevného disku Základní struktura pevného disku Mechanika HD (Hard Drive - pevný disk) se skládá z tuhých kovových disků (tzv. propojovací desky, plotny), které jsou potaženy povlakem oxidu železa a uloženy na sebe ve vzduchotěsně uzavřeném prostoru. Data se na disku uchovávají podobně jako na kazetě, tzn. magnetizováním nebo odmagnetizováním oblastí na desce. Pro obě strany každé desky má HD elektromagnetickou čtecí a zápisovou hlavu, pod kterou se propojovací deska otáčí rychlostí 3 600, 7 200, 10000 i více ot./min. Hlav je dvakrát více než ploten (pro každou stranu plotny), někdy však nejsou plotny oboustranné a hlav je pak méně. Čtení dat bylo založeno na magnetické indukci, dnes už však funguje dokonalejší systém - data jsou čtena jako sled změn odporů vyvolaných různou orientací magnetického pole (magnetických dipólů). Na každé hlavě se vyskytuje zvlášť část čtecí a část zapisovací. Čtecí hlavičky jsou velmi malé. Všechny hlavy disku jsou napevno připojeny k vystavovacímu raménku, takže nemohou být nastaveny nezávisle na sobě a pohybují se současně. Při vypnutí disku zajistí mechanika magnetických hlav jejich přistání do vyhrazené parkovací oblasti - hlava se nikdy nesmí dotknout disku, a poničit tak data. Mechanika hlav podstatně ovlivňuje rychlost a přesnost hlav; je založena na dvou principech: krokovém motorku - dnes už zastaralý, méně spolehlivý; jeden posun motorku -> posun o jednu stopu. Krokovací motorek se rychleji opotřebovává a při náhlém výpadku proudu je třeba dalších mechanismů, aby byl vrácen do základní polohy. vystavovací cívce - cívka je vychylována změnami proudu. Hlavička čte svou polohu z disku a na základě této polohy je přidáván nebo ubírán proud. Někdy slouží jedna prázdná strana kotouče jako „mapa“, ze které čte jedna hlava speciálně pouze polohu. Při náhlém výpadku proudu se hlavy samovolně vrací do parkovací zóny. Velikost HD je stejně jako u disket 5,25" nebo 3,5". Pevné disky montované do přenosných počítačů mají rozměry ještě menší - často velikost plošší krabičky od zápalek. Fyzicky je disk rozdělen do tzv. sektorů. Tyto sektory jsou spojeny do soustředných stop kružnic - na povrchu každé plotny s tím, že na jednu plotnu připadá 305 a více stop. Počet sektorů na stopu je u HD 17, 26, 34 nebo 52 a více. Podle kódování dat dělíme HDD na RLL, MFM a PRML disky. Rozdělení na stopy a sektory vzniká při fyzickém formátování disku. Fyzické formátování disku Při fyzickém formátování se disk magneticky dělí na stopy a sektory, které se číslují. Nultá stopa je na okraji disku. Kapacita každého sektoru je stejná - 512 b. Každý sektor má sto bitovou “hlavičku“ - zde uloženy informace o tom, co se v daném sektoru nachází. U více vrstevných disků se můžeme setkat s termínem cylindr neboli válec - stejné stopy na jednotlivých discích teoreticky vytváří po spojení válec. Formátování provádí řadič, jehož plošný spoj je umístěn na pouzdře disku. Tento druh formátování provádí výhradně výrobce disku. 19

Čtení ze sektoru se provádí ve třech krocích: • Hlava se nejprve přemístí nad požadovanou stopu • Ustálí se chvění hlavy • Disk se otočí tak, aby pod hlavou byl požadovaný sektor. Teplotní kalibrace disku Během práce se disk ohřívá, proto se kontroluje poloha hlavičky nad stopou a provádí se příslušné kalibrování. Během kalibrace dojde ke krátkodobému přerušení práce disku (to je nežádoucí, pokud jsou data např. přepalována na CD-R - to vyžaduje neustálý tok dat a může dojít k znehodnocení CD-R). Novější disky však zvládají kalibraci provádět za provozu. Kvalita disku je určena kapacitou, rychlostí (otáčky, kódování dat), přenosovou rychlostí (PIO módy), spolehlivostí (MTBF) a typem řadiče: Rychlost disku Rychlost HD posuzujeme podle přístupové doby (tj. doba trvání vyhledání dat). Přístupová doba se skládá z doby vystavení (=doba vyhledávání, Track-to-Track Seek) a doby čekání (celkem kolem 10 ms, disk je tedy asi o dva řády pomalejší než operační paměť.). Doba vystavení je výrobcem definována jako 1/3 doby potřebné pro pohyb hlavy přes celý disk. Měla by být co nejkratší, hlavy je nejlepší přesouvat jen minimálně, a proto čtení nebo zápis probíhá po cylindrech (0. stopa 1. povrchu, 0. stopa 2. povrchu atd.) Doba čekání udává dobu, než se pod hlavu dotočí příslušný sektor, a závisí tedy víceméně na náhodě. Technicky je uvažována jako jedna polovina otáčky disku. Otáčky disku se v průběhu let měnily z 3600, 4500 na 7200 a dnes přesahují i 10000 ot/min. Rychlost se dále posuzuje podle rychlosti přenosu dat (doba přečtení dat v MB/s). Kapacita disku První počítače IBM-XT vůbec disky neměly, postupně se začaly objevovat disky s kapacitou 10 MB, stovky MB a dnes dosahuje kapacita stovek GB. Kapacita se zvyšuje novými výrobními technologiemi, také se však „snižuje“ se rozpínavějšími programy a bezpečnostními opatřeními. Hustota záznamu: Cílem je vytvářet stále jemnější a přitom stabilní magnetické struktury s možností vyšší hustoty zápisu dat. (-> miniaturní dipóly uchovávající bitovou hodnotu 0/1). Dříve se na kotouče disku nanášela slabá vrstva oxidů, ta byla však nahrazena vrstvou tenkého filmu. „Výška letu“ hlavy nad povrchem disku se tak stále zmenšuje, k uchování dat je potřeba stále menší magnetické pole. Kódování dat: Při čtení dat se „čte“ změna napětí, která je vyvolána pouze změnami magnetického toku (změnou hodnoty na 0 nebo 1). Pokud však hlava čte stejné dipóly za sebou, není schopna rozlišit jejich počet. Proto byly vyvinuty metody kódování dat: MFM, RLL, PRML: MFM (Modified Frequency Modulation) - 1 datovému signálu je vymezena přesná délka. Podle času stejného magnetického toku rozpozná řadič počet stejných bitů - dnes používáno jen u disket. RLL (Run Length Limited) - řadič si přepočítává ukládanou posloupnost na novou kombinaci 0 a 1. Ukládané číslo je přeměněno tak, aby se v něm nevyskytovaly nečitelné sledy 0 nebo 1. PRML (Partial Response Maximum Likehood) - hodnoty se zpracovávají digitálním signálovým procesorem (DSP). Ten hustě ležící dipóly přepočítá a dokáže dopočítat i chybějící údaj. PRML rozezná více dipólů na malé ploše -> navýšení kapacity disku. Prekompenzace disku (CPZ): Vnější stopy (0. stopa na okraji) jsou podstatně delší než stopy u středu disku, přesto nesou stejné množství dat, i když jsou sektory ve vnější oblasti delší. Ve vnitřní oblasti může díky těsnému nahloučení dipólů (vlastně malých magnetů) snadno dojít například ke slučování bitových informací a právě tomu zabraňuje prekompenzace. Řadič počítá s pohybem dipólů a data ukládá tak, aby byla po vzájemném působení magnetických sil správně uložena. Zone bit recording (ZBR) - plocha disku je rozdělena na zóny, v jedné zóně bývá zpravidla více stop. Každá zóna má jiný počet sektorů - v dlouhých stopách je jich více a v kratších méně. Používání ZBR zvyšuje kapacitu disku, je však náročnější na mechaniku řadiče. Zónový zápis dnes používá velká většina disků. 20

Střední doba mezi chybami (MTBF - Mean Time Between Failures) - doba mezi poruchami disku - je uměle vypočítávána při simulaci umělého stárnutí disku. Výsledkem jsou statisíce až milióny hodin bez poruchy (= přibližně přes sto let) Řadič pevného disku Jedná se o fyzickou část počítače, která funguje jako zprostředkovatel mezi základní deskou a pevným diskem. „Řídící centrum“ diskové jednotky. Zodpovídá za správné vystavení hlav. Diskovou plochu si řadič dělí na stopy a sektory, přes sběrnici zajišťuje komunikaci disku s mikroprocesorem. Prvním důležitým kritériem řadiče je metoda přístupu do paměti počítače při zápisu dat z disku. Jedná se o přímý přístup (DMA) do hlavní paměti a o přístup přes přerušení s tím, že obě metody jsou nekompatibilní. V prvním způsobu řadič zapisuje data přímo do paměti, v druhém řadič naplní vyrovnávací paměť cache (L2) o 512 bytech a poté vyšle signál procesoru.Ten přečte data a ukládá je do paměti. Kódování řadiče může ovlivnit jednak velikost prostoru na disku a jednak zrychlit čtení z disku. Bylo by možné zvětšit například hustotu stop na disku či hustotu sektorů na stopu, ale za cenu ztráty spolehlivosti při přenosu dat. Proto je třeba hledat kompromis mezi velikostí a bezpečností. Pro tyto účely bylo vyvinuto několik schémat na kódování dat: (FM), MFM, RLL, PRML. Dalším kritériem je hardwarové rozhraní pevného disku. Dá se přirovnat k "jazyku", kterým se domlouvají řadič a pevný disk. Rozlišujeme opět několik typů: - Prvním rozhraním je ST506. Je instalováno na straně řadiče i pevného disku. Toto rozhraní je dnes již velmi zastaralé. Pro minimalizaci ztráty dat je snaha výrobců o co nejkratší délku přenosných kabelů. - IDE bylo zavedeno firmou Western Digital v roce 1986. Typ používá technologii ST506 s tím, že neodděluje disk a řadič, ale dává řadič přímo do disku (je integrován na mechanice disku), čímž minimalizuje ztrátu dat při přenosu mezi diskem a řadičem. Proto je možné umísťovat více sektorů na stopu. Starší typy řadičů ST506 získávaly data z disku, přeformátovaly je a předaly sběrnici (ta by jim bez přeformátování "nerozuměla"). Oproti tomu data z disku IDE jsou již předem zformátována. Jediným problémem je nízkoúrovňové formátování disku. IDE se dále zdokonalilo na standardy EIDE, FastATA a UltraFastATA. Spojení se základní deskou je zajištěno pomocí interface (rozhraní), to je realizováno rozšiřující kartou v ISA slotu. Mezi kartou a diskem proudí data 40žilovým kabelem. IDE se původně označovalo jako ATA, proto se můžeme s tímto názvem u disků IDE také setkat. IDE je spravováno vlastním ROM BIOSem, IDE disk je tedy třeba nastavit v BIOSu základním (na základní desce). Disky IDE používají kódování RLL nebo i PRML. Simulovaným přepočítáváním sektorů, hlav a cylindrů lze používat i ZBR, při takovémto umělém rozdělení disku se však nemůže např. provádět nízkoúrovňové formátování disku. Prokládání IDE disků je už 1:1. Původní IDE používá k adresování dat na disku metodu CHS (cylinder/head/sector) - kapacita disku může být jen 504 MB (důsledek starých BIOSů). Při transportu dat přes sběrnici je zatěžován příkazy mikroprocesor, rychlost přenášení dat je v praxi 2-3 MB/s. I u pevných disků se používá paměť cache, která je součástí každého řadiče (asi 64-512 KB, u jiných disků řádově i v MB). K rozhraní IDE je možné připojit dvě diskové jednotky (jedna musí být nastavena jako MASTER (bootovací), jedna jako SLAVE). Ne vždy však spolu jednotky IDE správně spolupracují. - EIDE (Enhanced IDE) definuje oproti původnímu standardu ještě další kanál, takže je možné u disku překonat kapacitní hranici 504 MB. Tato hranice vznikla jako důsledek BIOSu (který neuměl adresovat větší diskový prostor) a dlouho omezoval disky na nízké kapacity. Dalším standardem, který je implementován do EIDE, je ATAPI (Attachment Packet lnterface), což je specifikace pro mechaniky CD-ROM a další bloková zařízení, která byla přijata SFF (Small Form Factor Comitee - sdružení, které rozpracovává a ustanovuje standardy). K řadiči EIDE tedy mohou být připojeny i CD disky. Ve skutečnosti jsou k němu připojovány i disketové mechaniky, rozhraní obsahuje i konektory pro zařízení připojená na LPT a COM porty. 21

EIDE definuje rychlejší přenosové režimy, je kompatibilní s IDE, umožňuje použití až čtyř diskových jednotek. Rozhraní EIDE je již integrováno do základní desky (bez jakékoliv přídavné karty). Kapacita disků EIDE byla navýšena pomocí nových systémů adresování dat - pomocí LBA (logical block) - disk je rozdělen na LBA bloky a ROM BIOSu je upraven; XCHS (eXtended Cylinder Head Sector) - rozšíření metody CHS. Pro nové disky byly také upravovány BIOSy -> nové verze BIOSu. Nastavování EIDE disku v BIOSu je však stále obtížné - musí se nastavit systém, pomocí kterého je kapacita navýšena. Data se u EIDE disků přenáší pomocí PIO módů, byly přidány další režimy pro komunikaci pomocí DMA (Multiword DMA). Data jsou přenášena i v burst režimu. V souvislosti s různými přenosovými režimy (určité PIO a DMA módy) jsou EIDE disky označovány také jako Fast ATA nebo ještě lepší Fast ATA 2 (viz další). - (FastATA je také spravována SFF. Hlavními silami v tomto sdružení jsou firmy Quantum a Seagate. Původní standard ATA definoval přenosové rychlosti 4,1 a 8,3 MB/s. Standard FastATA definuje přenosové rychlosti 11,1 13,3 MB/s (rychlosti vyšší). - Standard FastATA-2 dovoluje přenosové rychlosti až 16,6 MB/s) - Některé disky současnosti používají rozhraní ESDI (Enhanced Small Device Interface). Funkce oddělování dat se zde přesunuje z řadiče na disk. Šumy při přenosu tedy neovlivní oddělení dat, což urychlí přenos dat. - Dalším modernějším rozhraním je SCSI (Small Computer Systems Interface=“SKAZI“). Využívá se hojně u firmy Macintosh. IBM toto rozhraní přijalo se svým typem PS/2 z roku 1990. Dále se tohoto rozhraní užívá u výměnných disků Bernoulli, u CD ROM, optických disků a dalších periferií. Předpokládaná rychlost přenosu dat pro toto rozhraní je až 100 Mb/s. Problémem SCSI je jeho práce s MS DOSem. Oba pracují s logickým číslováním sektorů, tedy ne trojrozměrně (hlava, válec, sektor), ale jen s pořadovým číslem sektoru. MS DOS ovšem pro potřebu předchozích disků tuto jednorozměrnou strukturu převádí na trojrozměrnou a SCSI si ji tedy musí převádět zpět, což zdržuje celý proces. Pokud instalujeme pevný disk s rozhraním SCSI, pak BIOSu počítače neuvádíme žádná data (jakoby disk neexistoval), rozhraní samo informuje počítač. Fyzicky je rozhraní realizováno pomocí přídavné karty - tzv. host adaptéru. Od ní je pak veden datový kabel, který spojuje jednotlivé periférie SCSI. Každá z těchto periférií má k dispozici vlastní řadič, takže nevznikají konflikty zařízení. K rozhraní je možné připojovat interní i externí komponenty. Připojit lze pevné disky, CD-ROM mechaniky, streamery, scannery, tiskárny, přenosová média … Kapacita jednotek už není nijak omezována, přenos dat je řízen adaptérem (kartou) => nezatěžuje mikroprocesor. Každá SCSI periférie je jednoznačně identifikována pomocí ID nastavitelným propojkami nebo přepínačem, sběrnice pro přenos dat musí být zakončena (i na straně zařízení) terminátory (= speciální odpory). S mikroprocesorem komunikuje host adaptér (pomocí IRQ, DMA, sběrnice). SCSI se dočkalo řady rozšíření - např. Fast SCSI, Fast+Ultra Wide apd. Metody zefektivnění práce disku • PREKOMPENZACE DISKU Používá-li disk válce s vysokými pořadovými čísly, vznikne problém s válci u středu desky, který se řeší jednak prekompenzací disku nebo redukovaným záznamovým proudem. U těchto středových válců je hustota sektorů značně vyšší, než u válců okrajových. • SAMOOPRAVNÉ KÓDY(ECC) Data jsou vystavena znehodnocování v důsledku času uplynulého od posledního zápisu. Magnetické oblasti se časem začnou náhodně rozdělovat, až se data zruší. Existuje metoda, která může nejen ztrátu dat odhalit, ale do určité doby i opravit. Řadič totiž přidá tzv. samoopravný kód. • PŘEKLAD SEKTORU Schopnost překladu sektorů řeší problém s programy, které předpokládaly standardně 17 sektorů na 1 stopu. • PROKLÁDÁNÍ SEKTORU (INTERLEAVE) 22

Specifickým kritériem řadiče je optimální faktor prokládání. Vycházíme z předpokladu, že jeden soubor je zapsán ve více sektorech. Řadič čte po jednom sektoru. Vezměme si proces čtení sektoru: • hlava čte sektor, • přenese data řadiči, • použije samoopravného kódu, • provede kontrolu a předání dat řadičem, • požádá operační systém a BIOS o další sektor, • požádá řadič hlavy disku a celé znovu. Celou dobu se disk stále točí. Rozlišuje se disk s prokládáním 1:1 a s prokládáním 1:6. V prvním případě jsou sektory jednoho souboru ukládány postupně ze sebou. Jenže pevné disky při své rychlosti otáčení nemohou stihnout číst sektory následující těsně za sebou jako např. disketová mechanika. Proto pro počítač XT firma IBM vytvořila prokládání 1:6, kde mezi sektory jdoucími číselně po sobě je 5 jiných sektorů. Odpočítání těchto sektorů dává počítači čas k provedení celého procesu čtení dat a ještě k zachycení dalšího sektoru. S prokládáním se tedy data neukládají za sebou, ale například do každého 6. sektoru. Novější disky používají faktor 1:3 a disky typu ESDI, IDE a SCSI již faktor prokládání nepotřebují vůbec. Nastavit faktor prokládání většinou znamená nízkoúrovňové přeformátování disku se ztrátou dat. V současnosti však již byly vytvořeny programy, které tento proces provedou bez nutnosti zálohování dat. Zásady práce s pevným diskem - chránit disk před otřesy (zabránění styku hlav s povrchem disku) - vyvarovat se častého zapínání a vypínání počítače (také kvůli dotyku hlav) - nespouštět počítač hned po prudké změně teploty - zálohovat důležité soubory Logická struktura pevného disku - logická struktura je vytvořena vysokoúrovňovým formátováním, které umožňuje každý operační systém, je popisována soustavou tabulek. POJMY: Relativní sektory Ve fyzickém popisu HD jsme užívali pojem absolutní sektor, který byl dán číslem válce, hlavy a sektoru (CHS metoda). MS-DOS používá pro každý sektor jen jedno číslo tzv. číslo relativního sektoru (Relativní sektory MS DOS uspořádává tak, že nejprve vezme válec O, hlavu 1 a sektor 1. Tím očísluje relativní sektor O (tento sektor je ovšem MS-DOSu nepřístupný). Pokračuje po sektorech stejné stopy a pak se přesune k další hlavě číslo 2. Opět projde všechny sektory a přejde na další hlavu. Tak přečte všechny stopy válce O a poté posune hlavy na válec 1. Postup se opakuje a přitom MS-DOS postupně čísluje relativní sektory.) Alokační jednotky (popř. alokační bloky, clustery) MS-DOS seskupuje sektory do alokačních jednotek, což je elementární prostor, vyčleněný pro soubor. Soubor, který má menší velikost než jeden alokační blok zabere přesto na disku celý alokační blok (=> soubor zabírá na disku více místa než ve skutečnosti potřebuje). To je možné považovat za velkou slabinu a plýtvání kapacitou disku. V tomto případě pomáhá disk rozdělit do více logických oblastí - alokační jednotky jsou pak menší. Velikost alokačních bloků, tedy počet sektorů na jeden alokační blok je dán typem HDD a operačním systémem. Čím větší je kapacita disku, tím více sektorů je v alokační jednotce, tabulka FAT však může obhospodařovat pouze konečné množství alokačních jednotek. Informace o alokačních jednotkách a sektorech můžeme vyčíst např. z výpisu programu Scandisk. 1 sektor = 512 B (vždy); 1 cluster může obsahovat např. 32 sektorů. Oblast DOSu - MBR tabulka rozděluje disk na 4 oblasti, v každém oddílu pak může být jiný operační systém. (-> oblast dat pro Windows, MS-DOS). Oddíl DOSu bývá rozprostřen přes celý disk, v oblasti DOSu pak může být vytvořeno logických disků více. Oblast se dělí na primární(primary) a rozšířenou (extended). V primární oblasti jsou uloženy systémové soubory - odsud se načítá operační systém do operační paměti (tzv. aktivní oddíl). Rozšířená 23

oblast se může členit na logické disky (C:, D:, E:, …). Správa logických oddílů - pomocí programu FDISK - při logické přestavbě jsou však vymazána všechna data, program je proto nutné spouštět z diskety. Formátování disku (vysokoúrovňové) - ve Windows pravé tlačítko myši na ikoně disku + Naformátovat. Pokud má být jako primární OS spuštěn MS-DOS, nemůže být disk formátován z Windows. V DOSu se formátování provádí příkazem FORMAT C: -> spuštění programu FORMAT: - formátování rychlé (vymazání) - je přepisována pouze tabulka FAT čistou tabulkou bez souborů, dat na disku si tato metoda nijak nevšímá - nelze použít u médií, která ještě neprošla vysokoúrovňovým formátováním. - úplné formátování - vytváří se zcela nová logická struktura, FAT je přepsána novou verzí, rovněž jsou testovány datové clustery - nejspolehlivější metoda. - pouze zkopírovat systém - disketa se neformátuje, pouze se na ni přenesou soubory OS. Spouštěcí disketa - slouží ke spuštění Windows v případě, že Windows nelze nastartovat z pevného disku. Jsou na ní nahrány i základní servisní programy (Fdisk, Format) - vytvoření v Ovládacích panelech -> Přidat nebo odebrat programy -> Spouštěcí disketa (vyžaduje instalační CD Windows - u W95). Master Boot Record (MBR) MBR obsahuje důležitou součást programového kódu, je uložen v 0. relativním sektoru na 0. stopě disku. Má dvě části: 1) Zaváděcí záznam - krátký program spouštěný při startu BIOSem. Načítá tabulku oblastí a hledá aktivní oblast, ze které je spouštěn OS. Zaváděcí záznam kontroluje schopnost zavedení disku, obsahuje dva skryté soubory IO.SYS a MSDOS.SYS. Pokud tyto programy existují, počítač je při startu načte a spustí je. Navíc záznam obsahuje tabulku s informacemi o identifikační značce disku (jmenovce). 2) Partition table (tabulka oblastí=segmentová tabulka) - dělí disk na oblasti. Vytváří se příkazem FDISK, v každém oddílu může být jiný OS. Tabulka oblastí je oblíbeným terčem virů, proto antivirové programy umožňují její zálohování. Pro malý diskový systém se počítač „podívá“ do segmentové tabulky, aby zjistil, kde se segment(oblast) nachází. Záznam segmentu poukáže k počátečnímu sektoru segmentu, který obsahuje kód k zavedení tohoto segmentu. Pro větší počet segmentů MS DOS zajistí rozšířený počet disků tak, že vytvoří několik nepravých hlavních zaváděcích záznamů pro rozšířený segment a jednu tabulku pro každý logický disk v rozšířeném segmentu. Na prvním fyzickém sektoru (válec O, hlava O, sektor 1) je uložen záznam primárního segmentu MS-DOSu, který obsahuje zaváděcí záznam pro první logický disk (většinou C:). Současně je zde záznam rozšířeného segmentu MS-DOSu, který ukazuje na adresu tabulky rozšířeného segmentu pro další disk. V této tabulce je opět záznam primárního segmentu MS-DOSu tentokrát pro další disk ( např. D:) a opět záznam rozšířeného segmentu pro další disk. Postup se tedy opakuje až po poslední disk, který již neobsahuje žádný záznam rozšířeného segmentu MS DOSu. DOS Boot Record (DBR) - je začátkem primární oblasti DOSu, je vytvořen při logickém formátování disku, má dvě části: 1) Program na zavedení systémových souborů do operační paměti. 2) Tabulka BPB (BIOS Parametr Block) - uložení údajů o základních parametrech disku. V rozšířené (neaktivní) oblasti obsahuje DBR pouze tuto tabulku. Extended Partitions Table (EPT) „falešné“ MBR umístěné v rozšířené oblasti DOSu. Její funkcí je ukázat na další EPT v rozšířené oblasti a propojit tak jednotlivá oddělení disku. Hlavní adresář (Root directory) Vzniká automaticky při formátování. Slouží k zápisu údajů o programech uložených na disku, jsou zde uloženy veškeré informace o souboru, které lze vypsat pomocí kliknutí pravého tlačítka myši na ikoně souboru a volby Vlastnosti. Hlavní adresář v organizaci FAT 24

starší organizace než VFAT ve Windows, FAT dovoluje pouze krátká jména souborů a adresářů. Každému souboru nebo adresáři je v hlavním adresáři vyhrazeno 32 B pro jeho popis. Jeden adresář může obsahovat maximálně 512 souborů => je nutné používat členění na podadresáře. - 8 B je vyhrazeno pro jméno souboru - 3 B pro příponu souboru - 1 B nese informaci o atributech souboru - R (read only), H (hidden), S (systém), A (archivace). Atribut D označuje, zda se jedná o soubor, nebo podadresář, L označuje jméno disku (C:) - 10 B se využívá pro popis data a času vytvoření a posledního přístupu - 4 B popisují datum a čas posledního zápisu - 2 B ukazují na 1. cluster FAT tabulky - 4 B uchovávají délku souboru Hlavní adresář v organizaci VFAT Podobná struktura jako FAT, umožňuje zápis delšího jména - pro zápis je využito více položek adresáře. VFAT vytváří i náhradní jméno souboru/adresáře, které bude použito v DOSu (6 písmen ~ pořadové číslo). Při ukládání dlouhých jmen se do jednoho adresáře nevejde ani výše zmiňovaných 512 souborů. Tabulka FAT (File Allocation Table) - jádro celé logické struktury disku (funguje stejně jako FAT i VFAT). Přiděluje diskový prostor ukládaným souborům - obsahuje informace o uložených souborech a jejich adresářové struktuře; popisuje konkrétní rozložení souboru na médiu (kde a jak se data nacházejí); normálně není uživateli přístupná, upravuje se při ukládání dat. Typy FAT 12-bitová - starší, dnes používaná pouze na disketách. Umožňuje adresovat 212 clusterů. Má 6 KB. 16-bitová - používaná u pevných disků, je schopna obhospodařovávat 216 clusterů, zabírá 128 KB. 32-bitová - použití u disků, v 32-bitovém OS, adresuje až 232 clusterů - používaná u dnešních disků (FAT 32). FAT je dosti často napadána viry → po jejím zničení nejsou data přístupná, proto je na disku uložena vždy dvakrát za sebou. Princip FAT Každému políčku ve FAT tabulce odpovídá jedna alokační jednotka (cluster). Pro číslování clusterů se používá hexadecimální soustava (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F; zápis v šestnáctkové soustavě končí vždy rozlišovacím písmenem H). V tabulce je zaznamenáno vždy jméno souboru (+přípona) a číslo první alokační jednotky, kde je soubor uložen. Další část souboru je uložena v alokační jednotce, jejíž číslo je zaznamenáno ve FAT políčku prvního clusteru. V políčku FAT, které odpovídá poslednímu clusteru souboru, je zapsáno „FFFF“ (hodnota EOF). Je-li cluster nepoužitý, obsahuje políčko FAT „0000“ (hodnota 0), vadný cluster je označen „FFF7“ (hodnota BAD). Na každém disku bývá vždy několik vadných clusterů. Políčka tabulky vytváří jednosměrný propojený seznam, neboť lze sledovat alokační bloky souboru jdoucí po sobě, ale nikoliv bloky předcházející. → nalezení dat na disku - 1) přečtení alokační tabulky (FAT tabulky); 2) přímý přesun na místo s daty. FAT spolupracuje společně s hlavním adresářem při umísťování souborů. Adresář oznamuje názvy souborů a FAT říká operačnímu systému, kde se nacházejí. FAT se nachází na relativním sektoru 1, tedy hned za zaváděcím záznamem MS DOSu. MS DOS vždy ukládá vedle primární FAT ještě jednu záložní kopii, po které již následuje hlavní adresář (angl. Root Directory). Tabulka FAT je náchylná k chybám (při násilném přerušení práce), pro opravu dat je určen program Scandisk. FAT, VFAT, FAT 16, FAT 32 a další systémy správy souborů FAT - používaná v DOSu, Windows 3.x, dovoluje pouze krátká jména souborů, clustery s pevnou velikostí, u větších disků větší clustery, náchylnost k fragmentaci, FAT a její kopie 25

jsou uloženy těsně za sebou, vyžaduje pravidelnou údržbu dat. VFAT - použití ve Windows 95, maximální délka názvu souboru je 255 znaků, doplnění o správu dat na CD, k použití CD už nepotřebuje ovladač MSCDEX, zdokonalení o vyrovnávací paměť disku, práce odkládacího souboru, Servis Packy k W95 obsahovaly už VFAT 32 (možnost umístění více clusterů, lepší hospodaření s datovým prostorem disku). NTFS (New Technology File System) - použití ve Windows NT, také dlouhé názvy souborů, 32bitový systém, nezpůsobuje fragmentaci (do prázdných oblastí menších než soubor nejsou data ukládána), větší počet atributů pro soubory, práce s rozsáhlým diskovým prostorem, lepší obrana proti chybám - rekonstrukce poškozeného souboru, ochrana dat při výpadku energie. HPFS (High Performance File System) - datová struktura IBM použitá v operačním systému OS/2, má podobné vlastnosti jako NTFS. Údržba pevného disku Pro rychlý a správný provoz počítače je třeba mít mj. i spolehlivý, velký a rychlý pevný disk. Pomocí několika utilit můžeme optimalizovat disk tak, jak potřebujeme. • Kapacita disku - pro zvětšení kapacity disku se dodává program DoubleSpace. Program umožňuje znásobení kapacity disku pomocí rychlé softwarové komprese dat. Dojde tím k malému zpomalení disku, zato však k výraznému zvětšení jeho objemu. Zvětšení disku udává výrobce dvoj- až trojnásobné. • Zrychlení pevného disku - rychlost pevného disku je jedním za základních požadavků uživatelů. Pro její zvýšení slouží program Defragmentace disku. Provádí tzv. defragmentaci - srovnává data za sebou, takže mezi soubory na disku není zbytečně volného místa a soubor není fyzicky rozeset po disku -> je uložen v sektorech následujících těsně za sebou. Nebezpečí velké fragmentace souborů není však pouze ve zpomalení práce disku, při možných chybách FAT bývá poškozeno také větší množství souborů. Samotná fragmentace vzniká velmi snadno a nelze ji zabránit. Soubory jsou ukládány do (několika) volných souvislých clusterů, a když se tam celé nevejdou, jsou uloženy i do dalších clusterů nenavazujících a fragmentace je na světě :-). Teoreticky by fragmentace nikdy nenastala, pokud by žádná data nebyla mazána a neuvolňovaly se clustery mezi dalšími už zaplněnými. Defragmentaci disku je vhodné provádět asi jednou za měsíc (při stálé práci s počítačem). Program Defragmentace disku nabízí možnost spojovat nebo nespojovat do jednoho celku prázdné clustery, můžete tak spojovat pouze soubory, jen prázdné oblasti nebo úplně všechny clustery. Před defragmentací je vhodné smazat nepotřebné soubory z disku (provést menší údržbu) a zkontrolovat povrch disku pomocí Scandisku. Vlastní defragmentace většinou trvá i několik hodin, a proto je vhodné soubory defragmentovat, když zrovna nepotřebujeme pracovat s počítačem. Zobrazování legendy atp. defragmentaci jen zdržuje! Defragmentace komprimovaného disku (pokud je vůbec možná) trvá podstatně déle. • Chyby pevného disku - pevný disk stejně jako disketa může mít po delším používání na svém disku magnetické chyby. Ignorování těchto chyb má většinou za následek ztrátu dat. Proto existují hned dva programy pro detekci a opravu povrchu pevného disku: program CHKDSK pracující v příkazové řádce a dokonalejší program ScanDisk v pseudografickém režimu. Ztracené fragmenty souborů - mohou vzniknout, pokud při zápisu dat dojde k chybě rozložení souboru je většinou už definováno ve FAT, v hlavním adresáři však chybí jméno souboru a data jsou tedy poškozena. Ztracená data je možné pomocí Scandisku uložit do hlavního adresáře (C:\) jako FILExxxx.CHK. Po uložení si je ještě můžeme prohlédnout, většinou nám ale nezbyde nic jiného než je smazat. Scandisk neumí pracovat s CD a síťovými disky, které mají jinou logickou strukturu. Program nabízí standardní nebo úplnou kontrolu (ta obsahuje i prověření povrchu disku). Způsob „léčby“ souborů lze podrobněji definovat pomocí volby Upřesnit. Překřížené soubory (překřížené clustery) - při této chybě může jedna alokační jednotka náležet více souborům, nebo více políček tabulky FAT ukazuje na stejný cluster. Problém lze vyřešit pouhým překopírováním souborů a smazáním souborů poškozených. 26

Jeden cluster (ten překřížený) bude však jednomu souboru chybět (budou chybět některá data; je možné že překřížený cluster bude chybět souborům oběma :-)). Opravu překřížených souborů také provádí Scandisk. Neplatný podadresář - chyba ojedinělá, zato však velmi závažná. Podadresář je v hlavním adresáři zapsán stejně jako soubor. Pokud se nestačí správně uložit číslo prvního clusteru podadresáře, jsou všechny soubory v podadresáři nenávratně ztraceny. Soubory jsou pak označeny jako ztracené fragmenty a uloženy do C:\. Naděje na jejich správné rozpoznání a obnovení je potom velmi malá. Instalace pevného disku - připojení ke zdroji, datovým kabelem k základní desce/host adaptéru, u SCSI disků aktivace terminátoru, nastavení MASTER/SLAVE pomocí jumperů, detekce disku v SETUPu, definování logických jednotek pomocí programu FDISK (není třeba), zformátování programem FORMAT, instalace operačního systému a dalších programů. Disková pole Požadavky na kapacitu paměťových médií se exponenciálně zvyšují. Důraz je kladen i na bezpečnost uložených dat a na rychlost přenosu dat z média do počítače. K tomuto účelu byly vyvinuty tzv. diskové pole RAID- angl. Redundant Array of Inexpensive Disk (redundantní pole levných disků). Složitý název neznamená nic jiného než spojení několika levných pevných disků do jedné jednotky. Část kapacity disků je věnována na zabezpečení dat uložených v jednotce. Pokud tedy chceme mluvit o diskovém poli, pak jeho jednotka musí obsahovat minimálně dva navzájem spřažené pevné disky. Celá jednotka, bez ohledu na to, kolik disků obsahuje, se počítači jeví jako jeden fyzický disk připojený přes standardní rozhraní, např. SCSI. Technologie Raid se používá už ve verzi 5 nebo 7. Výsledná kapacita diskového pole může být i několik TB (terabyte). Přístupová doba a přenosová rychlost dat je jedním z nejdůležitějších požadavků na diskové pole. U systému RAID 7 se přístupová doba zkracuje podle toho, čím více disků je připojeno. Stejné je to i s přenosovou rychlostí. Přenosová rychlost je součinem počtu disků a jejich přenosových rychlostí. Při osazení pole 40 disky bude přenosová rychlost cca. 7,6 MB/s. Zvýšením počtu disků tedy roste výkon celého systému. RAID 7 podporuje i snadnou opravu, neboť umožňuje jednoduché vyjmutí nebo nahrazení jednotlivých pevných disků určených jako Stand-by. Externí pevný disk Externí disk není nic jiného než obyčejný pevný disk připojitelný k jakémukoliv počítači. Externí disk nebo též transdisk může existovat v mnoha provedeních podle výrobce. Může se též lišit způsobem napájení atd. Externí disk se nejčastěji zapojuje přes určené rozhraní. Obyčejně se jedná o paralelní port (pomalejší přenos dat z počítače, možné použití u každého počítače) nebo rozhraní SCSI (vysokorychlostní přenos dat, nutnost instalovaného SCSI adaptéru). Aby byl disk přístupný pro operační systém, je nutno nainstalovat příslušný ovladač, který se dodává na disketě spolu s externím diskem. Způsoby práce s pevnými disky - možnosti zlepšující práci disku, optimalizace spolupráce HDD a OS. Vyrovnávací paměť pevného disku - Slouží ke skladování dat mezi diskem a základní deskou. Cache je pro disk potřebná, neboť rychlost disku je milisekundová, kdežto rychlost prvků základní desky nanosekundová. - Ve vyrovnávací paměti jsou skladována data proudící mezi diskem a motherboardem, cache se snaží předpovědět, která data budou načítána a načte je s předstihem. - Cache hardwarová - cache, která je součástí řadiče - většinou 128 KB pro EIDE, 256 - 1 MB (i více) pro SCSI. - Cache softwarová - jako cache se vždy vyhradí i část operační paměti - vyhrazena je paměť nad 1 MB, kterou nepoužívají DOSové programy. Dříve spravoval softwarovou cache program Smartdrive, načítaný v Autoexec.bat. W95 pracují s cache už úsporněji a 27

žádný program ke správě cache nepotřebují. VCACHE - W95 obsahují program VCACHE (Virtual Cache). Ten řídí velikost vyrovnávací paměti dynamicky. Chování VCACHE lze v systému nastavit: 1) Tento počítač -> Vlastnosti -> Výkon (obrazovka ukazuje základní informace o OS). Pod tlačítkem Systém souborů -> karta Disk - 3 možnosti nastavení režimu práce VCACHE: stolní počítač (předp.: paměti je dostatek), přenosný počítač (paměti je málo), síťový server (dostatek paměti, největší cache pro častou práci s disky). 2) Na kartě CD-ROM lze urychlit přenos dat také u CD-ROMu. Velikost cache lze nastavit posuvníkem u Dodatečné mezipaměti - čím rychlejší mechaniku máme, tím více cache je třeba nastavit. Hodnotu však není radno zbytečně natahovat, protože potom mohou vznikat chyby při čtení dat z disku. 3) Pokud nastanou problémy s cache, lze je řešit na kartě Poradce při potížích (apod.) - jen v případě nutnosti je dobré zatrhnout: Nepoužívat novou sémantiku sdílení souborů a zamykání - zaškrtnout, pokud nastanou potíže se sdílením aplikace MS-DOSu. Nezachovávat dlouhé názvy pro staré programy - pokud aplikacím způsobují dlouhé názvy souborů problémy. Nepoužívat chráněný režim zpracování diskového přerušení - pokud dochází k chybám při zpracování přerušení od pevného disku. Nepoužívat synchronní propojování vyrovnávacích pamětí - vypnutí diskové cache! Nepoužívat žádné 32bitové diskové ovladače v chráněném režimu - ukončení práce 32bitových ovladačů. Nepoužívat zpožděný zápis pro žádné jednotky - zpožděný zápis probíhá tak, že na disk nejsou data zapisována okamžitě, ale až tehdy, když to vyhovuje operačnímu systému. Odkládání dat Operační sytém si data, s nimiž pracuje, dočasně ukládá na disk. Výhodou této metody je navyšování kapacity operační paměti. Pro odkládání dat se také používá termín swapování nebo virtuální paměť. Data se ukládají do tzv. Odkládacího souboru. Ve Windows 95 a vyšších se velikost odkládacího souboru může dynamicky měnit. Momentální velikost souboru je určována volnou kapacitou disku a vytížením operační paměti. Velikost odkládacího souboru lze také nastavit (Systém -> Vlastnosti -> Výkon -> Virtuální paměť: Je možné nechat velikost paměti řídit automaticky, nebo příslušnou velikost nastavit. Odkládání dat zde můžete i vypnout. Potíže s odkládacím souborem - je možné, že odkládací soubor bude příliš velký a kapacita disku nebude dostatečná k ukládání potřebných souborů. V případě hlášení, že je disk plný a nelze na něj ukládat, vysypte Koš, vymažte nepotřebné soubory nebo soubory dočasné (v adresáři C:\Windows\Temp). Do AUTOEXECu je také možné přidat řádek DEL C:\Windows\Temp\*.* a všechny dočasné soubory budou pravidelně mazány po každém startu počítače. Soubory lze mazat se stisknutou klávesou <SHIFT>, tím se zabrání přesunu mazaných souborů do koše a budou hned nenávratně smazány :-) Koš Do koše se přesouvají všechna data mazaná standardním způsobem bez „SHIFTu“, volbou Obnovit je tato data možná ještě zachránit před úplným smazáním. Definitivně vymazat všechna data v Koši můžeme volbou Vysypat Koš, čímž se uvolní místo na disku, které soubory zabíraly. Vymazávat soubory lze také pěkně po jednom volbou Odstranit. Pod volbou Koš -> Vlastnosti se nachází konfigurace Koše: Vlastnosti Koše lze nastavit pro každou diskovou jednotku zvlášť, nebo souhrnně pro všechny jednotky. Můžeme určit velikost Koše v % jednotky, po dosažení této velikosti se budou soubory hned mazat (do Koše se prostě už nevejdou, a tak je dobré Koš pravidelně „vynášet“). K dispozici je i volba „Nepřesouvat soubory do Koše“ a „Při odstraňování zobrazovat potvrzovací dialog“. Komprese (komprimace) dat - data jsou při kompresi šifrována se záměrem zmenšení jejich velikosti -> Komprimovaná data zabírají méně místa na disku. Všechna zkomprimovaná data jsou při kompresi disku ukládána do jednoho souboru. Ve Windows slouží ke kompresi dat program DriveSpace. 28

DriveSpace komprimuje všechna data na disku do souboru Dblspace.xxx (x-číslice), který má atributy R, H a S. Určitá část disku zůstává však vždy nekomprimovaná. Zde jsou uloženy systémové soubory a programy pro práci s komprimovanými daty. Velikost zkomprimované oblasti může být maximálně 512 MB (u W95). Disk lze rozdělovat na více oddělení a každé potom komprimovat zvlášť. Od W95 Plus packu má ale DriveSpace limit více než 2 GB. Všechny další systémové nástroje ve Windows umí s komprimovanými daty pracovat. Při zkomprimování jednotky se vytvoří dvě logické jednotky: jedna nezkomprimovaná a druhá se stlačenými daty (tzv. hostitelská se souborem komprimovaných dat). Obě jednotky disponují určitým volným místem, které je možné navzájem přesouvat. Před samotnou kompresí jste vyzváni k zálohování dat, spouští se vždy také defragmentace disku. K jednoduché kompresi dat je však lepší využít některý z programů WinZip, Arj, RAR ad., který vám nad daty poskytuje plnou kontrolu - funkce programů jsou integrovány pod pravým tlačítkem myši, můžete snadno balit a rozbalovat jakékoliv soubory.

Disketová mechanika, FDD Disketa společně s disketovou mechanikou tvoří nejrozšířenější vstupně/výstupní systém současnosti. Princip záznamu je stejný jako u magnetické pásky nebo pevného disku (magnetizace a demagnetizace částí média). Disketová mechanika se používá prakticky u každého osobního počítače. Celý disketový subsystém se skládá ze čtyř komponent, kterými jsou: • řadič - integrovaný obvod (často řadič IDE nebo starý Intel 82077 AA), který bývá umístěn na mechanice, popř. společně s řadičem pevných disků (starší provedení ještě s přídavnou kartou řadiče). Pro kódování dat se používá MFM. • propojovací kabel - vodič zabezpečující spojení mezi mechanikou a řadičem • vlastní disketová mechanika - mechanické zařízení, které je schopno pracovat s daty na disketě. Mechanika je připojena k napájení (elektrickému zdroji), 34žilovým datovým kabelem do konektoru základní desky. Barevně odlišený vodič číslo 1 musí přijít na 1. pin patice základní desky. Někdy jsou datové kabely provedeny pro připojení 3,5“ a 5,25“ mechaniky zároveň (mechanika u konce kabelu se potom hlásí jako A:). V SETUPu se nastavují parametry mechaniky. Disketová mechanika může existovat jak v externím, tak v interním provedení. Externí mechaniky se uplatňují většinou u přenosných počítačů a v jiných speciálních případech. Připojují se k počítači přes paralelní, popř. jiné rozhraní. Nejčastější je ale interní montáž mechaniky do počítače. Z disketové mechaniky je pak viditelná pouze přední stěna, která slouží k zasouvání disket. • disketa - oboustranné médium, na které jsou zapisována, nebo ze kterého jsou čtena data. Z mechanického hlediska se disketová mechanika skládá ze tří základních součástí: • mechanismus náhonu a upnutí diskety - liší se podle velikosti a typu diskety. 5,25 palcové mechaniky jsou většinou vybaveny motorkem s elektronickou regulací otáček a pohon je přenášen řemínkem, nebo přímo z osy motorku. Upnutí diskety se provádí pomocí pružné růžice, do které se zasouvá kuželovitý trn. U 3,5 palcových disket se k uchycení využívá excentricky umístěného obdélníkového trnu se západkou. • vystavovací mechanismus čtecích a zápisových hlav - pro posun čtecích a zápisových hlav se využívá krokového motorku, který při každém svém kroku posune hlavy o jednu stopu. Posunování hlav nad nebo po povrchu diskety nemá zpětnou vazbu, mechanika nečte data o poloze hlav, pouze spoléhá na krokový motorek. Pouze při posunutí hlav nad stopu 0 vyšle mechanika řadiči signál o poloze. Technologie vystavovacího mechanismu může výrazně ovlivnit kvalitu celé disketové mechaniky. Nejrychlejší bývají mechaniky s Y-páskem, nejpomalejší pak mechaniky se spirálovým kolem. Vystavovací doba se pohybuje v rozmezí od 3 do 15 ms. Hlava je při čtení a 29

psaní ve fyzickém kontaktu s magnetickým povrchem diskety. Prakticky je hlava v kontaktu s povrchem diskety vždy (většinou), když je disketa zasunuta do mechaniky. To způsobuje jednak větší opotřebení hlavy, jednak menší životnost média (diskety). • disketa Disketa Disketa je oboustranný magnetický nosič informace, který pracuje na stejném principu jako pevný disk, magnetofon nebo videopřehrávač. Vlastní kotouč diskety je uzavřen do čtvercového obalu, ten je u 5,25“ pružný, u 3,5“ tvrdší a odolnější. Disketa 5,25“ se z obalu před zasunutím do mechaniky vyjímá. Na obalu můžeme najít některé z následujících zkratek: DS (double sided), DD (double density), HD (high density), QD, popř. ED (quad density, popř. extra density). Existence diskety v počítačovém průmyslu sahá až do roku 1973 a její technologie se prakticky od této doby nezměnila. První 8“ diskety měly kapacitu 180 KB, poté se jejich velikost zmenšila na 5,25” (360 KB, horní hranice 1,2 MB). U 5,25“ mechanik se musela disketa vždy zajistit pootočením páčky do svislé polohy. Tím se přiklopily magnetické hlavy k disketě. Novější 5,25“ mechaniky měly místo páčky tlačítko. Později se objevily dnešní 3,5” diskety - jejich kapacita narůstala ze 720 KB až do 1,44 MB, diskety s větší kapacitou (2,88 MB) se už neuplatnily. Data jsou zapisována pomocí magnetizace a demagnetizace jednotlivých částí magnetického povrchu. • Konstrukce diskety - nosičem informace je pružný magnetický kotouč umístěný v plastikovém pouzdře. Záznam je prováděn stejně jako u pevného disku, tj. elektromagnetickou čtecí a zápisovou hlavou. Rozdílem přitom je, že hlava se přímo dotýká magnetického povrchu kotouče. Povrch kotouče je rozdělen do soustředných kružnic, též nazývaných stopy. Hustota stop na jeden palec se udává v tpi (angl.Tracks per inch) a je různá podle typu diskety. Každá stopa je dále dělena do sektorů. Jeden sektor je nejmenší jednotka záznamu, která může být čtena nebo zapisována a má velikost 512 Kb jako u HDD. Struktura dat je principielně stejná s pevným diskem. Fyzická a logická struktura (Root, FAT) se na disketě tvoří najednou jejím formátováním. • Formát diskety - Nedílnou součástí diskety je její formát. Formát u softwarově formátovaných disket tvoří všechny záznamy na disketě, které nejsou uloženými daty. Existuji v podstatě dva druhy formátů: softwarový - v operačním systému MS DOS se provádí příkazem FORMAT. Softwarový formát diskety zabere 10%-40% z celkové neformátované kapacity (např. 1,6 MB neformátováno - 1,2 MB formátováno). Formátování diskety je činnost, při které se na disketě vyznačí záhlaví sektorů a ostatní informace, jenž jsou potřebné pro bezchybnou spolupráci disketové jednotky s jejím řadičem. hardwarový -vzniká přímo při výrobě a uživatel jej nemůže měnit. Závisí na hustotě magnetických zrn, počtu a hustotě sektorů a stop. Povrch prvních disket byl rozdělen do 35 stop. Později byl jejich počet zvýšen na 40. Počet sektorů byl 9,10 nebo 16. Zdvojnásobením paměťové kapacity bylo dosaženo dvojnásobné hustoty záznamu (DD- double density). Dále se přešlo k oboustrannému záznamu (DS - double sided) pomocí dvou čtecích a zápisových hlav umístěných po obou stranách diskety. S počítačem IBM PC AT se zvýšil i počet otáček za minutu (z původních 300 na 360 ot./min). Neformátovaná kapacita takové 5,25 diskety dosáhla 1,6 MB resp. 1,2 MB po formátování. Objevily se i diskety a disketové mechaniky, které umožňují pracovat s 3,5 palcovými disketami o kapacitě 2,88 MB (tzv. 2HD nebo též Extra High Density). Tyto diskety mají umístěno na jedné stopě 36 sektorů a používají modulace RLL. Prakticky se však tyto diskety neuplatnily. • Péče o diskety - nevystavovat magnetickému poli, mechanickému poškození, občasné překopírování dat (popř. přeformátování) zabraňuje ztrátě dat - prohloubí se datové stopy, neponechávat v prašném prostředí, vhodná ochrana - plastiková pouzdra.

30

CD, mechanika CD-ROM, CD-RW CD-ROM (angl. Compact Disc - Read OnIy Memory) je velkokapacitní (až 710 MB, 680 MB, častěji 650 MB = 74 min. hudby) paměťové médium. Jejich původ je odvozen z klasických kompaktních disků zaznamenávajících pouze zvuk. V každém případě jsou data nebo zvuk na disku zaznamenány digitálně (číslicově) v binárním kódu. CD-ROM nejsou ve skutečnosti určeny pro záznam uživatelských dat. K tomu slouží dnes už cenově přístupné jednotky CD-RW. CD ROM se používají k distribuování velkého objemu dat, jednoduché instalaci aplikačních programů nebo operačních systémů. Běžně jsou dnes k dostání počítačové hry, encyklopedie, soubory fotografií na kompaktním disku. Jakmile jsou data do kompaktního disku jednou vypálena, tak není možné je jakkoliv měnit, pokud se nejedná o přepisovatelné CD-RW. Disk vydrží uchovávat informace prakticky neomezeně dlouho. Uschovaná data jsou na CD mnohem bezpečnější, než na disku nebo disketě. Celý disk je zalit do průhledného, ale velmi pevného polykarbonátu, což brání mechanickému poškození. Vlastní data jsou zaznamenána mechanicky, tudíž jim nemůže uškodit např. silné magnetické pole ap. Je více než pravděpodobné, že rychleji budou stárnout zaznamenané informace než fyzický záznam. Standardy CD (historie a vývoj technologie): Normy CD byly publikovány v knihách s barevnou vazbou a podle těchto barev jsou pojmenovány: Red book - norma společností Sony a Philips. Definuje tzv. audio CD, předepisuje formu zápisu a rychlost audio disku definuje na 150 KB/s. Yellow book - norma zaměřená na záznam počítačových dat. Pro správný záznam dat je potřeba korekce chyb. Pravděpodobnost výskytu chyby by měla být 1:1 mld. Rychlost čtení datových CD je udávána v násobcích audio CD, mechaniky jsou však schopné se kdykoliv rychlosti audio CD přizpůsobit. Podle yellow book vznikají dva standardy (módy): Mode 1, kdy se používá korekce chyb, a méně používaný Mode 2, který je bez opravy - kód pro opravu chyb je uložen na konci každého datového souboru. CD-ROM/XA (eXtended Architecture) Tato norma vznikla na základě Mode 2, definovaly ji firmy Sony, Philips a Microsoft. Standard definuje ukládání zvukových a datových souborů společně na jedno CD -> multimediální CD, je umožněna synchronní prezentace obrazu i zvuku (to dříve nebylo možné). Obrazové i zvukové informace se u sekvencí AVI spojují před prezentací do jediného datového toku (souboru), čímž je umožněno synchronní přehrávání. Standard zavádí také audiokomprimační postupy (ADPCM) -> několik hodin zvukového záznamu. Standard XA se skládá ze dvou formátů: form1 obsahující opravu dat, zaznamenávající programy a form2, který opravu dat nepoužívá a zapisuje audio- a videodata. Pro form2 vznikl standard Photo CD k uchovávání a prohlížení fotografií. Green Book Standard rozvinutý firmou Philips vychází jako CD-ROM/XA opět z Mode 2, navíc obsahuje i videosekvence kódované pomocí MPEG -> řada interaktivních operací CD-I (přepínání z jednoho běžícího filmu do druhého apod.). Existují také samotné přehrávače CD-I, které se připojují pouze k televizoru. MPEG (Motion Picture Expert Group) je postupem při kompresi pohyblivých obrázků. Nekomprimovaný krátký záznam by jinak ve skutečnosti zabral celé CD. Při kompresi jsou odstraňována data, která se při změně obrazu nemění. V ideálním případě dosahuje MPEG kompresního poměru až 1:100. MPEG zahrnuje i kompresi zvukových informací. Orange Book Oranžová kniha se pokusila podnítit rozvoj CD produktů a CD rekordérů. Popisuje formát pro zapisovatelné CD. Zápis může probíhat v několika záznamech (multisession) nebo najednou (single session), kdy se všechna data vypalují na disk v nepřerušované sekvenci. White Book 31

Norma zavedená společnostmi Philips a JVC je určena k přehrávání filmů (video-CD), je postavena na kódování MPEG. Kvalita filmů dosahuje kvality lepšího videorekordéru VHS, audiosignál má téměř plnou CD kvalitu. Na celovečerní film kolem 74 min. jsou však stále potřeba dva kompaktní disky. ISO 9660: norma přijatá organizací ISO (International Organization of Standardization). Definuje logickou strukturu dat na CD - jakým způsobem jsou uloženy adresáře a data na CD, aby je mohl přečíst operační systém. Mechanismus záznamu je stanoven tedy v Yellow book a v High Sierra Group(= v ISO 9660). Fyzikální princip uložení dat CD ROM je konstrukčně velmi podobný gramofonové desce. Data jsou uložena ve spirále, která začíná uprostřed disku a je dlouhá téměř 5 km. Spirála je tvořena 20000 závity, šířka záznamové stopy je 0,5 mikrometru a vzdálenost (stoupání) dvou vedle sebe ležících stop je 0,65 mikrometru. Protože data jsou uložena ve spirále, tak je třeba je nějakým způsobem rozdělit. Dělení záznamu je přejato ze zvukových disků. Celý záznam se dělí na minuty, každá minuta má 60 sekund. Sekunda obsahuje 75 sektorů (bloků), každý sektor 2 352 byte. Informace jsou v sektorech naneseny ve formě malých prohlubní nestejné délky zvaných pity. Ty jsou proloženy rovnými oblastmi - poli. Gramofonovou přenosku nahrazuje velice přesný laserový paprsek, který je zaostřen do záznamové stopy. Čtecí hlava zaměřuje laserový paprsek procházející polopropustným zrcadlem přes soustavu čoček a dopadající na disk. Pole odrážejí paprsek zpět, kdežto pity ho rozptylují. Odražené světlo prochází čočkami a zrcátkem je přesměrováno na fotodiodu. Užití technologie laseru zaručuje mnohem vyšší hustotu záznamu dat, než klasický elektromagnetický záznam na pevný disk. Organizace dat (čtení/zápis) Čtení (binárních) dat se provádí indikací, došlo-li k zpětnému odrazu laseru od povrch desky. Pokud ano, pak je informace indikována jako 1, pokud ne, je indikována jako 0. Systém souborů je evidován pomocí tabulky FAT a pomocí normy CDFS, kterou obsahuje VFAT. Data jsou kódována jako u pevných disků ve formátu RLL; datový sektor, který je tvořen z 2352 B, obsahuje: Synchronizační hlavičku, adresu sektoru, datovou část, opravný kód EDC a ECC. (U módu uložení dat Mode 2 opravné kódy chybí.) Datový tok: Data se musí číst konstantní rychlostí, tzn. že rotace disku se musí u vnitřních oblastí zvyšovat. Pokud jsou čtena data po obvodu disku, tak se rychlost otáčení pohybuje okolo 200 otáček za minutu. Jestliže laser čte data při středu disku, pak se jeho otáčky zvýší na 550 otáček za sekundu. Čtecí hlavička je vzdálena asi 1 mm od povrchu disku. To je relativně velká vzdálenost, problémem je ale prach, který může laser nebo diodu zaclonit. K čistění mechaniky se používají čistící disky s jemnými štětinkami. Pro záznam dat se používá pulsní kódová modulace spolu s použitím kódu EFM, který vylučuje opakování jedniček v záznamu. K zabezpečení dat se používá CRC kódu a Reed-Solomonova samoopravného kódu (kód je schopen opravit chybu o délce 40 B). Rozhraní 3 možnosti připojení mechaniky: - rozhraní SCSI - nevýhodné, musí se dokupovat karta host adaptéru - vlastní rozhraní dodávaná s CD-ROM mechanikou ve formě přídavné karty chaotické - standardní rozhraní ATAPI (Attachment Packet Interface), ATAPI je definováno z původního ATA, výhodou je, že ATAPI CD-ROM je možné připojit i k rozhraní IDE - CDROM mechanika má být nastavena jako SLAVE, aby nebrzdila rychlejší disk před sebou. ATAPI spolupracuje i s EIDE. V tomto případě, kdy jsou HDD a CD-ROM 32

zapojeny vedle sebe, je vhodné obě jednotky nastavit jako MASTER. Výkonnost jednotky Přístupová doba - udává časový úsek potřebný k vyhledávání dat. Přístupová doba je větší než u pevných disků (asi 100 ms) - čtecí laserové hlavičky jsou těžší, dalším limitujícím faktorem je nutnost změny otáček. Přenosová rychlost - mechaniky dnes dosahují přenosových rychlostí srovnatelných s pomalejším pevným diskem. Přenosová rychlost je násobkem základní rychlosti 150 KB/s postačující ke čtení hudebních CD (=přenosové rychlosti 1x). Rychlosti se postupem času zvyšovaly z 1, 2, 4, 6, 8, 16 na 24, 32 i 56tinásobnou rychlost čtení. Interní/externí mechanika Externí - připojuje se přes některý z portů (většinou paralelní) a přístupná je jako logický disk až po instalování příslušného ovladače. Interní - mechanika je napevno umístěna uvnitř počítače. Je nutné ji připojit k internímu zdroji napájení a přes některé rozhraní ke sběrnici. Mnoho mechanik podporuje připojení i ke zvukové kartě. Výhodou je pak přehrávání hudebních CD disků přímo přes výstup zvukové karty. Mechanika je v MS DOSu přístupná po specifikaci zařízení v souborech CONFIG.SYS a AUTOEXEC.BAT. V CONFIG.SYSu musí být inicializován ovladač dodávaný s mechanikou, v souboru AUTOEXEC.BAT musí být uveden příkaz MSCDEX, který zařízení zpřístupní. Přehrávání zvukových disků U mechaniky je možné ve Vlastnostech určit, zda bude disk automaticky přehráván hned po vložení. K přehrávání hudebních záznamů slouží ve Windows Přehrávač CD, Přehrávač záznamů, popř. Záznam zvuku. K ovládání zvukového výstupu slouží Ovládání hlasitosti. Všechny tyto programy lze najít pod Start -> Programy -> Příslušenství -> Zábava. Instalace CD-mechaniky Mechanika se instaluje podobně jako pevný disk (viz. instalace pevného disku). K umístění mechaniky do skříně je potřeba 5,25“ pozice. Při instalaci se nastavují propojky určující režim práce MASTER/SLAVE, zvukové vedení se propojuje se zvukovou kartou, mechanika se připojuje také ke zdroji. Společně s CD-ROM je nutné správně nastavit i zvukovou kartu (viz. dále). Mechaniky CD-RW Tyto mechaniky slouží k vypalování medií CD-R a CD-RW, cédéčka CD-R lze vypálit pouze jednou, kdežto CD-RW opakovaně. K vypalování či klonování CD slouží specializovaný software dodávaný většinou už s mechanikou. Vypalovat lze rychlostí, která je 8, nebo 16tinásobkem základní rychlosti, vypalovací mechaniky mají oproti běžným CD-ROM většinou menší čtecí rychlost. Tento rozdíl však není nijak markantní. Běžná CD se vyrábí lisováním a následně zalitím do plastového kotouče, disky CD-R se však vypalují jinak - silným laserovým paprskem se propálí v jedné ze dvou vrstev otvory. Shora není médium chráněno plastem, ale pouze lakem, je tedy nutné zacházet s ním opatrněji. Mechanika CD-R Laser mechaniky je výkonnější, při čtení se přepíná do méně aktivního režimu. Ukládání dat nesmí být přerušeno, proto mají CD-R mechaniky vyrovnávací paměť. U CD-R se používá jiná vzdálenost hlavičky, mechaniky CD-ROM se této vzdálenosti přizpůsobují, některé bohužel méně úspěšně a vypálené CD-R pak nejde v normální mechanice přečíst. Vypalování souborů - norma ISO 9660 definuje pouze 8znakový název souboru s tříznakovou příponou, soubory jsou podle této normy vypalovány se zkrácenými názvy - ISO 9660 Level 3 - dovoluje zapsat až 30 znaků dlouhé názvy - souborové systémy Joliet a Romeo - byly vytvořeny pro W95, ukládají dlouhé názvy (64, popř. 128 znaků). Soubory vypálené pomocí Joliet jsou čitelné i v MS-DOSu. Metody zaplňování CD-R disku 33

a) postupné plnění disku - postupné plnění jednotlivých sekcí vytvořených na disku (multisession). V každé sekci jsou uloženy informace o vypálených souborech a informace pro CD-ROM mechaniky pro čtení dat. Tyto informace se nazývají lead bloky a zabírají 13 MB v každé sekci disku. b) Zapsání celého disku najednou - nejvýhodnější z hlediska kapacity, na CD už však nejde nic připálit. Pokud se vypaluje audio CD, je nutné hudbu převést na WAV soubory, s nimiž vypalovací programy pracují. Hudbu lze pak vypalovat postupně po jednotlivých stopách (každá v jedné sekci na CD), nebo najednou.

DVD, mechanika DVD-ROM, DVD+RW Disky DVD (Digital Versatile/Video Disk) Potřeba DVD disků byla vyvolána filmovým průmyslem. Data jsou na disku uložena ve spirále podobně jako u CD. Existují DVD dvojvrstevné i jednovrstevné. Dvojvrstevné disky se čtou pomaleji. Spektrum čtecího laseru u DVD má menší vlnovou délku, stopy na DVD jsou užší než na CD, data jsou většinou ukládána ve dvou vrstvách s různou úrovní odrazivosti a navíc oboustranně (DVD jsou bez potisku na jedné straně). Disky mají stejný průměr jako CD (12 cm), vyrábí se však i 8centimetrové DVD. Kromě veliké kapacity nabízí DVD také dokonalejší kódování MPEG-2, používají se dva formáty filmů (americká televizní norma NTSC a evropský PAL). DVD je schopno zobrazit obraz na běžných i širokoúhlých televizorech, pojme uložení záběrů až z devíti kamer a 32 druhů titulků. Vyšší je i kvalita zvuku - využívá se Dolby Digital s šesti kanály. DVD-ROM mechaniky - mechaniky DVD-ROM se prodávají zhruba od roku 1996. Tyto mechaniky zaznamenaly rychlé rozšíření (jejich cena se také pohybuje už jen kolem 2000 Kč). DVD-ROM umí číst disky CD i DVD, jejich rychlost se označuje většinou dvěma hodnotami (např. 12x/40x nebo 16x/48x) - nižší rychlostí se čtou disky DVD, vyšší CD. Tyto rychlosti čtení jsou maximální, dosahuje se jich jen na okraji disku. Rychlost se také udává v otáčkách za min. (např. 9200 ot./min). Některé DVD mechaniky podporují také tzv. regionální ochranu (kódy), kterou jsou opatřeny video- či herní disky. Celý svět je rozdělen do 6 regionů a takové mechaniky pak nemohou přehrávat chráněná média z jiného regionu. Nastavení regionu lze většinou několikrát změnit, potom je nastavení definitivní. My patříme do regionu 2. Tuto ochranu lze však obcházet přehráním firmwaru mechaniky nebo použitím softwarových DVD přehrávačů. V DVD jsou dále instalovány obvody, které mají zamezit přehrávání filmů na VHS kazety, a na každém disku je také zapsán nekopírovatelný copyright. DVD+RW mechaniky - zvládají čtení i zápis na DVD disky, kapacita DVD+RW disků je 4,7 GB, vytváří se různé technologie zabraňující „podtečení“ vyrovnávací paměti a znehodnocení médií, rychlost přepisování DVD disků je asi 2,4x, rychlost čtení disku pak 8-násobná. Moderní DVD+RW mechaniky umí také zapisovat na disky CD-R a přepisovat disky CD-RW. Tzv. „combo mechaniky“ umožňují přehrávat DVD i CD a přepisovat disky CD-R a CD-RW. U všech těchto mechanik je kromě rychlosti čtení důležitá i rychlost rozpoznání média a samozřejmě i schopnost čtení poškozených disků. Rekordéry DVD - technologie DVD pronikla i do oblasti videa, vyrábí se DVD i DVD-R/RW rekordéry (Pioneer, Sony, Philips, Panasonic) - videa jsou kompatibilní se stolními přehrávači DVD, DVD-ROM mechanikami a dalšími systémy. Záznam je komprimován pomocí technologie MPEG-2, s DVD-R/RW rekordéry lze nahrávat film (záznam) v reálném čase na DVD disky + množství editačních funkcí. Na disk se vejdou asi 2 hodiny záznamu. Výrobci DVD mechanik: Teac, Creative Labs, Hitachi, Lite-on, Memorex, NEC, Pioneer, Samsung, Sony, Toshiba, Plextor - mnozí výrobci se zabývají (popř. zabývali) i výrobou CD-ROM/R/RW mechanik a dalších kombomechanik (CD-RW+DVD-ROM apd.).

34

Další přenosná média Magnetooptické disky Princip - toto médium pracuje jinak při čtení než při zápisu, disky jsou výměnné. Zápis je prováděn tak, že laser vysílá světlo přes pohyblivé zrcadlo na disk. Z druhé strany diskety je umístěna zápisová hlava. Laser ohřívá přesné místo plochy disku na Curieho teplotu, při níž je materiál nejsnáze magnetizovatelný. Z druhé strany disku (přes celou jeho plochu) je umístěna pevná magnetická hlava. Ta na místečko ohřáté laserem zapisuje data. Nejdříve se zaznamenají všechny 0, pak se změní směr magnetického toku a zapisují se 1. Zápis je tedy magnetooptický a probíhá nadvakrát - je tedy pomalejší. Zapisovat lze pouze při Curieho teplotě, takže disk dobře odolává magnetickým polím. Čtení dat je jednodušší a je založeno na optickém principu. Úzký proud světla je k disku vysílán z laseru. Od magnetických domén se odráží zpět (0 a 1 způsobuje jiný úhel odrazu) a přes optický hranol se láme do fotodiody. Provedení - Mechaniky jsou 5,25“ nebo 3,5“, kapacita je od 230 MB až po 2,6 GB. Rozhraní SCSI v interním i externím provedení. Přístupová doba se pohybuje mezi 25 až 40 ms, rychlost otáčení nejčastěji 3600 ot/min. Disky bývají vybaveny poměrně velkou cache - až 4 MB, díky níž dosahují dobré přenosové rychlosti. Magnetooptické disky jsou na trhu již dlouho, nástupcem disketových mechanik se ale patrně nestanou. Současné optické disky dosahují kapacity podstatně vyšší - velkokapacitní optická záznamová média Blu-ray (od společnosti Matsushita Electric - Panasonic, Technics) mají kapacitu i 27 GB. U takovýchto médií je používán krátkovlnný modrofialový laser. Disky využívají rozšířené komprese záznamu MPEG2. Bernoulliho disky - další výměnné disky, firma IOMEGA ukončila v roce 1996 jejich výrobu, takže nejsou tolik významné Princip - mezi dvěma magnetickými hlavami rotuje disk. Pod hlavami je prostor zúžen a při konstantní rychlosti otáčení disku v něm dojde k poklesu tlaku (vlivem Bernoulliho efektu). Díky nižšímu tlaku se disk přiblíží hlavám, které provedou zápis nebo čtení. Hlavy se nedotýkají disku, proto je jednotka odolná a vyniká bezpečností uložení dat. Provedení - Mechanika byla 5,25“, rozhraní SCSI, přístupová doba pod 20 ms, kapacita datové cartridge je 230 MB. Mechanika JAZ - přenosné médium s vysokou kapacitou. Dodává se s řadičem SCSI v interním nebo externím provedení. Přenosová rychlost je 5,5 MB/s, přístupová doba 12 ms. Na disk se vejde 1 GB informací. Mechanika ZIP - výrobek IOMEGy. Pracuje na magnetickém principu, její mechanika je v 3,5“ provedení a připomíná klasickou disketovou mechaniku. Dodává se v provedení interní IDE i SCSI, externí SCSI a externí Paralel Port. Disketa je o něco větší než disketa klasická, je také silnější. ZIP tedy není zpětně kompatibilní. Kapacita je něco přes 95,7 MB. Data je možné elektronicky zabezpečit heslem proti zápisu a čtení. (možný nástupce diskety) a:drive (LS-120) - mechanika je dodávána v interní verzi rozhraní IDE. Její disketa má rozměry shodné s dnešní disketou a mechanika je tedy zpětně kompatibilní. Přenosná kapacita je 120,1 MB. Ochrana proti zápisu je stejná jako u běžných disket. Přenosová rychlost je 4 MB/s, přístupová doba 15 ms. (možný nástupce diskety) SyQuest SyQuest je výrobní značka pro vyjímatelné paměťové médium a mechaniku určenou pro jeho přehrávání. Mechanika využívá vlastní paměťové médium, které má podobnou strukturu jako pevný disk, ale vzhledem a velikostí spíše připomíná disketu umístěnou v pevném průhledném obalu. Mechaniky SyQuest se vyskytují na trhu ve dvou velikostech pro přehrávání dvou druhů médií. - Mechanika pro přehrávání disků o průměru 3,5" - mechanika má maximální dosažitelnou kapacitu 105 MB. 35

Mechanika pro přehrávání disků o průměru 5,25" - mechanika má maximální dosažitelnou kapacitu 270 MB. Výhodou mechaniky SyQuest je možnost výměny disků, a to i za chodu počítače. Nevýhodou je pak menší rychlost a kapacita, než je tomu u pevného disku. -

-

PCMCIA karty karty různého účelu připojitelné za běhu počítače, mohou sloužit i jako paměťová média - viz. Komunikace přes další rozhraní (interface).

USB zařízení Na trhu se vyskytuje mnoho miniaturních paměťových karet a zařízení připojitelných přes rozhraní USB. Takto se vyrábí např. různé minidisky. Streamer S rychlým rozvojem výpočetní techniky rostou i objemy dat zpracovávaných počítači. Ruku v ruce s tím jde i potřeba zálohování dat neboli tvorba záložních kopií počítačových dat. Tato potřeba se týká jak jednotlivců, tak zejména velkých podniků, které jsou na uložených datech existenčně závislé. Ideálním případem je samozřejmě možnost zálohování v reálném čase, tzn. že případná ztráta je okamžitě obnovena ze záložního zdroje. K tomuto účelu slouží streamery. V současnosti už není nutné lidi přesvědčovat, aby si důležitá data zálohovali. Je pouze třeba se rozhodnout pro nejefektivnější technologii. Protože objemy zálohovaných dat stále rostou, roste i potřeba rychlých a velkokapacitních zálohovacích médií. Základním požadavkem je celková kapacita (mnohdy až desítky GB) a rychlost zápisu na ně. Zde je nutno uvést fakt, že mnoho výrobců udává rychlost zápisu tzv. komprimovaných dat, což je ale hodnota odlišná od reálné rychlosti zápisu. Při koupi zálohovacího média se tedy zajímejte o reálnou rychlost, která je nezkresleným ukazatelem.

Přídavné karty Přídavné rozšiřující karty se zasunují do počítačové sběrnice (slotu ISA, EISA, Local BUS, PCI, AGP; dnes hlavně PCI, AGP). Jedná se o hardwarové obvody doplňující, nebo rozšiřující možnosti počítače. Existuje velké množství karet určených k mnoha účelům v pestré cenové a kvalitativní škále. Při instalaci se musí kartě přidělit systémové zdroje (pro komunikaci s mikroprocesorem), ty lze v případě nouze poupravit nastavením jumperů. Systémové zdroje: - volný kanál IRQ, pokud používá IRQ - volný kanál DMA, pokud používá DMA - I/O adresa - ta je potřeba vždy - volná adresa v rezervované paměti, přes níž bude komunikovat se svým BIOSem Ovladače karet Pro spolupráci s OS je nutné nainstalovat také ovladač karty (od W95 se používají virtuální ovladače označované jako VxD - k hardwaru může přistupovat více aplikací najednou). Nové ovladače jsou 32bitové, virtuální a umožňují automatickou PnP konfiguraci, mnohé ovladače už obsahuje samotný operační systém. K instalaci nového ovladače zařízení slouží průvodce Přidat nový hardware v Ovládacích panelech. Ten by se po detekci nového zařízení měl spustit automaticky. V průvodci můžeme také při vynechání automatické detekce zjistit, zda Windows obsahují vlastní ovladač k zařízení (máme na výběr z mnoha ovladačů od různých výrobců). Instalace ovladače probíhá podle průvodce velmi intuitivně, po skončení instalace je většinou nutné Windows restartovat. Ve Správci zařízení (Tento počítač -> Vlastnosti) se můžeme přesvědčit, že nová součást nekoliduje s jiným zařízením. Můžeme si zde také prohlédnout všechny komponenty podle skutečné posloupnosti připojení. V případě konfliktu lze pomocí 36

Správce zařízení přidělovat kartám volné systémové prostředky, popř. lze toto nastavení provést pomocí jumperů na základní desce. Plug and Play (PnP, P&P) PnP slouží k připojení dalšího zařízení do počítače bez nutnosti konfigurace uživatelem. Instalace se pak víceméně provede sama :-). K úspěšné PnP funkci je však třeba PnP BIOS, karta PnP kompatibilní (to jsou všechny karty, které se zasazují do sběrnice PCI a AGP), PnP operační systém a správný ovladač. PnP kompatibilní karty mají speciální registr, do něhož se zapisuje identifikační číslo karty a přidělené systémové prostředky. Každá karta pak obsahuje identifikátor, který se OS “představí”. Statické komponenty mají při instalaci přednost, PnP zařízením jsou potom automaticky přidělovány volné systémové prostředky. Do sběrnice počítače můžeme osadit: • Grafickou kartu - umožňuje přenos digitálních grafických údajů na analogový signál monitoru. Grafická karta (neboli grafický adaptér) musí být v počítači instalována vždy, pokud chceme používat monitor jako výstupní zařízení. • Zvukovou kartu - výrazně rozšiřuje zvukové možnosti počítače, který je při výrobě vybaven pouze interním reproduktorem. Většinou umožňuje převod zvuku z analogové do digitální podoby (z magnetofonu do počítače) a naopak (tvorba hudby a zvuků pomocí počítače a její konečné nahrání na magnetofon). Podporuje jak stereo, tak mono reprodukci a různé úrovně kvality záznamu. • Síťovou kartu - umožňuje připojení počítače do počítačových sítí LAN, popř. WAN. Zabezpečuje kódování dat tak, aby byla schopna přenosu po koaxiálním, optickém, nebo jiném kabelu. • Kartu rozhraní SCSI - adaptér SCSI umožňuje připojení až sedmi dalších periferních zařízení (pevných disků, mechanik CD-ROM, tiskáren, skenerů atd.). Rozhraní SCSI bylo zdokonaleno na SCSI-2, Wide SCSI a FAST SCSI. V počátcích SCSI poskytovalo přenosovou rychlost 10 MB za sekundu. U nejpropracovanějších technologií SCSI je však dosaženo až desetinásobku této hodnoty. • Bezpečnostní kartu - umožňuje ochranu počítače před neoprávněným uživatelem. Ochrana je většinou rozdělena do několika úrovní, kdy nejnižší úroveň je dána pouze použitím hesla, nejvyšší úroveň pak kódováním obsahu pevného disku podle tajného klíče. • Paměťovou kartu - umožňuje instalaci dalších pamětí RAM. Takto instalovaná paměť se nazývá rozšířená (angl. extended), protože není instalována přímo na základní desce počítače. • Kartu pro digitalizaci videa - i v dnešní době relativně drahé karty umožňující digitalizaci živého (angl. realtime) videa nebo televizního obrazu přímo na pevný disk. Karty používají hardwarovou kompresi většinou podle průmyslových standardů MPEG-1 nebo MPEG-2, které dosahují kompresního poměru 1:50. Takto je možné vtěsnat celovečerní film na dva klasické CD disky. Dnes už spíše na jeden disk DVD. Levnější karty nepodporují digitalizaci videa do těchto formátů, ale jen dekódování (přehrávání) již nahraných sekvencí. • Televizní či rádiovou kartu - umožňuje příjem televizního nebo rádiového signálu a jeho zobrazení na monitoru. Pořídíme-li si takovou kartu, pak jsme na nejlepší cestě ponížit tak úžasný stroj jako je počítač na obyčejnou čertovu skříňku, u které budeme impotentně trávit dlouhé hodiny. Praktický význam těchto karet je diskutabilní. Můžeme se ale pyšnit fotografií Milana Severy v bitmapové podobě. • Speciální kartu - velké množství speciálních karet má za úkol zrychlovat běh specifických aplikací (např. Photoshop, Autodesk 3D Studio) nebo připojení speciálních periférií (např. Shutter glasses).

Zvuková karta Každý počítač na trhu je vybaven zvukovým výstupem. Většinou se jedná o jednoduchý reproduktor, který není ale schopen poskytnou kvalitní zvukový výstup. Proto se počítače vybavují tzv. zvukovou kartou a externími reproduktory. Tento podsystém počítače je již 37

schopen reprodukovat hudbu v podstatně vyšší kvalitě. Na použití zvukové karty se můžeme dívat ze tří základních pohledů: - nástroj pro digitalizaci analogové (klasické) hudby - např. nahrání písničky z magnetofonu na pevný disk počítače, popř. další úprava. Takto zaznamenaný zvuk zabírá na pevném disku mnoho místa. Na kartě musí být umístěn konektor analogového vstupu. Většinou jsou instalovány dva vstupy (mikrofon s předzesilovačem a linkový vstup bez zesilovače). - nástroj pro komponování hudby - pomocí speciálních aplikačních programů je možné skládáním zvuků a jejich mixováním tvořit vlastní hudbu, kterou pak můžeme dále nahrát analogově např. na magnetofon. Na kartě by měl být integrován konektor linkového výstupu. Profesionální hudební karty obsahuji speciální paměti (banky zvuků tzv. samples). - nástroj pro přehrávání - nejširší použití zvukových karet zejména v počítačových hrách. Slouží pro přehrávání zvuků dodávaných s aplikacemi. Dnešní zvukové karty jsou schopné plnit všechny tři výše zmiňované požadavky. Všechny zvukové karty se fyzicky skládají v zásadě ze tří částí: Digitální část (A/D, D/A převodník) - slouží k digitalizaci zvuků a převodu digitálních zvuků zpět do analogové podoby. Uplatňuje se při hlasových operacích a přehrávání souborů WAV. Nemá nic společného s MIDI. Zdroj zvuků (syntezátor) - podle pokynů programu umí sám vyrábět tóny a zvuky a neslouží k pouhé reprodukci. Ty jsou potřeba hlavně pro napodobování hudebních nástrojů k hudebnímu doprovodu počítačových her nebo k reprodukci souborů MIDI. Zvukové karty se liší nejvíce právě v kvalitě syntezátoru. - jednodušší syntezátory pracují na základě frekvenční modulace (FM), což znamená, že se zvuky vytvářejí elektronicky z jednoduchých nebo několikanásobně překrývaných vlnových útvarů. Je to levnější a jednodušší metoda, také ovšem méně kvalitní. - lepší syntezátory jsou založené na metodě Wavetable. Ty mají v čipu ROM nahrané digitální snímky každého jednotlivého tónu hudebních nástrojů. Digitální snímky (samples) se při přehrávání přepočítávají na určitou délku a výšku tónu. Výsledný dojem pak odpovídá skutečnosti. Rozhraní MIDI (Musical Instrument Digital Interface) - hardwarové rozhraní pro elektronické hudební nástroje. Z hlediska operačního systému je MIDI představováno kanály, na které jsou připojeny jednotlivé hudební nástroje. Konektor MIDI je zpravidla ukryt společně s konektorem pro joystick na zvukové kartě v jedné zdířce. K připojení klávesového nebo jiného MIDI nástroje potřebujeme ještě speciální adaptér. V podstatě představuje zvuková karta skutečný syntezátor, který můžeme zakoupit v obchodech s hudebními nástroji. Přes konektor pak můžeme k syntezátoru (zvukové kartě) připojovat různé MIDI nástroje. Zařízení připojitelná ke zvukové kartě - ke zvukové kartě lze připojit magnetofon, CD přehrávač, Syntetizér (Line in), mikrofon (Mic in), zesilovač (Line out), sluchátka, pasivní reproduktory (Speaker out), joystick nebo MIDI zařízení (Joystick/MIDI). U zvukové karty rozlišujeme několik základních parametrů: • Stereofonní nebo monofonní výstup zvuku • Vzorkovací frekvence • Počet bitů vzorkování • MIDI systém Vzorkovací frekvence je frekvence signálu přiváděného k reproduktoru. Prakticky to znamená, že křivka analogového signálu je rozdělena do jednotlivých za sebou jdoucích částí. Počet těchto částí za sekundu udává právě vzorkovací frekvenci. Čím je vyšší frekvence, tím kvalitnější je zaznamenaný, popř. reprodukovaný zvuk. Vyšší frekvence ale zvyšuje i objemy dat, které musí počítač zpracovat. Aby bylo možné věrně přenést signály určité frekvence, je třeba aby vzorkovací frekvence byla alespoň dvakrát vyšší než frekvence vysílaného signálu. Dnešní zvukové karty podporují několik úrovní vzorkování v mono i stereo režimu: 11 kHz - značné zkreslení zvuku a ztráta jeho kvality 38

22 kHz - střední hodnota, která představuje rozumný kompromis mezi velikostí souboru a jeho kvalitou 44 kHz - nejvyšší vzorkovací frekvence, která poskytuje kvalitu záznamu shodnou s kompaktním diskem. Výsledné soubory jsou ale velké. Počet bitů vzorkování určuje, kolik různých úrovní signálu je karta schopna předat reproduktoru. V praxi je zvuk rozložen do jednotlivých za sebou následujících částí. Počet těchto částí za sekundu udává vzorkovací frekvence. Velikost částí, resp. vzorků udává kvalitu reprodukovaného zvuku. V praxi existují dvě velikosti vzorků: 8 bit - jeden vzorek může zaznamenat jednu hodnotu napětí v intervalu 0 až 255 16 bit - jeden vzorek může zaznamenat jednu hodnotu napětí v intervalu 0 až 65536 Čím větší je velikost vzorků, tím kvalitnější je zvukové podání a tím vyšší jsou datové objemy. Instalace zvukové karty Probíhá jako instalace kterékoliv jiné přídavné karty, vyžaduje však více kanálů DMA. Multimediální programy ve Windows Ovládání hlasitosti - regulování hlasitosti Wave, MIDI, CD výstupu, vnějšího zdroje, nastavení balance reproduktorů. Přehrávač záznamů - přehrávání zvukových (WAV) i videozáznamů (AVI), sekvencí MIDI (*.MID, *.RMI), zvukového CD. Záznam zvuku - nahrávání zvuků přes mikrofon, přehrávání souborů, mixování dvou souborů, přidávání několika zvukových efektů - práce pouze s nekomprimovanými daty. Nastavení multimediálních prvků Pod Ovládacími panely -> Multimédia: Karta Zvuk - nastavení preferovaných zařízení, hlasitosti, kvality nahrávání. Karta MIDI - určuje se zde, jakým nástrojem se bude přehrávat MIDI, nachází se zde také možnost vlastní konfigurace kanálů MIDI, instalace nového MIDI zařízení. Karta Hudební disk CD - slouží k regulaci hlasitosti přehrávaných CD. Karta Video - konfigurace velikosti videa. Karta Zařízení - seznam všech multimediálních zařízení (podobně jako ve Správci zařízení).

Zobrazovací soustava Zobrazovací soustava je většinou nejdražší a energeticky nejnáročnější součástí počítačové sestavy. Součástí zobrazovací soustavy je monitor (displej) a grafická karta (zobrazovací adaptér). Monitor je výstupní zobrazovací periférií počítačového systému. Pro uživatele je velice důležitý, protože může výrazným způsobem ovlivnit výsledky jeho práce. Nekvalitní monitor může již po krátké době způsobit únavu uživatele (např. bolest oči, hlavy ap.), naopak kvalitní monitor může práci velice zpříjemnit. Kvalita monitoru je nejdůležitější u profesionálních grafických aplikací, jako např. DTP nebo CAD, výrazně se ale projeví i při psaní obyčejného textu. V praxi se používají dva typy monitorů: • klasické monitory - nejrozšířenější typ monitorů postavený na technologii televizní obrazovky. • monitory na bázi tekutých krystalů (LCD, angl. Liquid Crystal Display) monitory postavené na technologii tekutých krystalů pro přenosné počítače (notebooky, laptopy) se vyznačují menší vahou a nižší spotřebou. Jejich cena je však podstatně vyšší a kvalita jen stěží dosahuje jejich stolních bratrů. Pro speciální účely se používají velkoplošné zobrazovací panely (např. prezentace), nebo speciální adaptéry na velkoplošné promítače. Režimy práce - každá zobrazovací soustava může pracovat ve dvou základních režimech: Textový režim - starší možnost, obrazovka je při něm rozdělena na malá políčka, z nichž 39

každé zobrazí jeden znak (nejčastěji 80x25 políček) - toto zobrazení vyhovuje při psaní textu, používají ho hlavně starší programy MS-DOSu. Textový režim je hardwarově nenáročný a rychlý, leč pro dnešního uživatele poněkud nepěkný. Jsou v něm zobrazovány různé znaky, včetně semigrafických znaků, které vytvářejí grafické prostředí programů. Znaky mohou být různě barevné, mohou poblikávat, to je ale asi tak všechno. DOSovské programy je možné spouštět ve Windows v okně, kde si můžeme upravit například velikost písma a jeho druh. Grafický režim - na obrazovce je matice bodů, rozsvícením určitých bodů lze pak nakreslit libovolný text, obrazec, obrázek, provést animaci nebo na displej přímo něco promítnout. Barevné možnosti grafického režimu jsou téměř neomezené. Nejdůležitější vlastností grafického režimu je rozlišení. To popisuje, kolika body (pixely) je tvořen jeden řádek a kolik řádků se vejde na obrazovku (-> různá jemnost vykreslení). Rozlišení by měla odpovídat také velikost úhlopříčky (aby údaje na obrazovce byly vůbec čitelné), která je jedním ze základních parametrů monitoru. Obraz většinou není vykreslován až do krajů obrazovky, takže pracovní úhlopříčka je ve skutečnosti menší než udávaná geometrická. Uživatel by si měl stanovit, jestli opravdu potřebuje monitor s větší úhlopříčkou, protože cena monitoru pak úměrně roste k velikosti úhlopříčky. Například za monitor s rozměrem 15“ zaplatíme asi 5000 Kč, za monitor 17“ přes 6000 Kč a za monitor s úhlopříčkou 20“ přes 10000 Kč. Každý monitor přijímá signál z grafického adaptéru (grafické karty) počítače. Pokud karta nepodporuje dané rozlišení, pak nám nepomůže ani sebelepší monitor a naopak. Při nákupu monitoru se vyplácí zjistit si, jaké rozlišení náš hardware podporuje a podle toho se na trhu orientovat. Dnes však tato podpora není žádným problémem. Standardní rozlišení a úhlopříčky jsou: 320 x 240 - nejstarší rozlišení, používalo se u monitorů s úhlopříčkou 14“. 640 x 480 - rozlišení používané převážně pro DOSové aplikace, používané na 14“ a 15“ monitorech. 800 x 600 - dnes spodní hranice pro běžnou práci, často používané ve Windows. Vhodné pro 15“ obrazovku. 1024 x 768 - vyžaduje už také příslušný hardware (dobrý je 17“ monitor), jedná se o režim kvalitní, vhodný i pro práci s jednoduššími programy CAD (Computer Aided Design software určený ke konstrukcím na počítači). 1280 x 1024, 1600 x 1280 - špičkové módy, s kterými pracují především CAD a DTP programy (DTP = DeskTop Publishing - software pro vytváření knih, novin, plakátů a dalších grafických materiálů). Předpokladem pro jejich použití je alespoň 19“ monitor, lépe monitor 20“ nebo 21“. Stolní monitory Stolní monitory jsou postaveny na propracované a časem dobře odzkoušené technologii televizní obrazovky. Pracují na bázi katodové trubice (angl. Cathod Ray Tube -> také CRT monitory). Tato trubice je vlastně vzduchoprázdná baňka, tedy elektronka. Použití této technologie nabízí kontrastní a přitom dost jasný obraz, nevýhodou pak je velká hmotnost, nestabilní obraz, vyšší spotřeba elektrické energie a zejména vyzařování elektromagnetického záření (které lze částečné potlačit použitím filtrů - filtry jsou v obrazovkách standardně implementovány). Na rozdíl od televizní obrazovky poskytují vyšší kvalitu výstupu, což je dáno zejména vyšší kvalitou vstupního signálu. Princip práce Monitor je rastrovací zařízení, které vytváří obraz ze skupin velmi malých bodů, které lidské oko vnímá jakoby slité do jednoho celku. Zobrazovací zařízení je vzduchoprázdná skleněná baňka (elektronka), na jejímž užším konci je umístěna katoda (neboli emitor paprsků, často nazývaný elektronové dělo) na širším konci anoda, která je tvořena stínítkem obrazovky potaženým fosforem. Obraz je na stínítku vykreslován zaostřeným elektronovým paprskem. U barevných monitorů se nejedná pouze o jeden paprsek, ale o tři rozdílné paprsky nesoucí různou barevnou informaci (RGB - paprsek červené, zelené a modré barvy). Emitor elektronů může být u barevných monitorů tvořen třemi samostatnými děly, nebo 40

dělem jedním, které vypouští tři samostatné paprsky - uspořádání TRINITRON. U uspořádání TRINITRON je světelný bod tvořen ze tří luminofosforových teček umístěných na vrcholu rovnostranného trojúhelníku. Intenzitou paprsků se dosahuje požadované barvy. Obraz TRINITRONu je ostřejší, je plochý a obrazovka je celkově dražší než klasický monitor. Kombinací tří barevných paprsků můžeme vytvořit jakoukoliv člověkem vnímatelnou barvu. Elektronový paprsek dopadá na vnitřní plochu čelní strany obrazovky (anodu). Na této ploše jsou umístěny elektroluminiscenční body (z tzv. zářivého fosforu), které se při dopadu paprsku rozsvítí. Důležitou vlastností bodů je tzv. doba dosvitu, body nezhasnou okamžitě, jakmile na ně přestanou dopadat elektrony, ale ještě určitou dobu září. Jestliže je doba dosvitu příliš krátká, pak obraz problikává, je-li příliš dlouhá, pak můžeme na obrazovce pozorovat „duchy“. Elektrony jsou na své cestě od katody k anodě vychylovány horizontálním a vertikálním elektrickým polem (které vytváří tzv. vychylovací cívky (jsou 4)) tak, aby dopadly přesně na požadované místo. Paprsek je vychylován zleva doprava (po linkách) a shora dolů. Prvním bodem pro překreslení je tedy levý horní roh obrazovky. Linek na obrazovce může být umístěno několik set až několik tisíc podle kvality monitoru. Ještě před dopadem na luminiscenční vrstvu prochází paprsek mřížkou s otvory, která zabezpečuje přesné umístění paprsku na fosforové vrstvě. Otvory jsou většinou kruhové, monitory typu Trinitron (firma Sony) používají mřížku s otvory ve tvaru protáhlého trojúhelníku. Mřížka musí byt vyrobena z tepelně odolného materiálu (většinou slitina Invar). Jedno okénko mřížky odpovídá jednomu bodu na obrazovce. Vykreslením všech linek obrazovky vznikne celkový obraz. Charakteristické veličiny: Vzdálenost dvou bodů na obrazovce udává rozteč bodů. Pohybuje se kolem 0,28 - 0,25 mm. Obraz musí byt obnovován minimálně 40krát za sekundu, aby lidské oko nepozorovalo blikání obrazu. Počtu vykreslených obrazovek za sekundu říkáme obnovovací frekvence a udáváme ji v hertzech (Hz). Ta je jednou ze základních charakteristik hodnocení kvality monitoru. Obecně platí, že čím vyšší je obnovovací frekvence obrazu, tím stabilnější obraz vnímáme. Proto špičkové monitory mají obnovovací frekvenci až 160 Hz. Pro běžnou práci postačí obnovovací frekvence 72 až 80 Hz, za spodní hranici je dnes považována už frekvence 75 Hz. Obnovovací frekvenci můžeme posuzovat zvlášť ve vertikálním a horizontálním směru: Vertikální vychylovací frekvence, V Sync - kmitočet napětí přiváděného na vertikální vychylovací cívky, které pohybují paprskem doprava a doleva. Vertikální frekvence rozsvěcuje body na řádcích častěji a snižuje blikání obrazu, je proto velmi důležitým ergonomickým ukazatelem kvality. Z blikajícího obrazu bolí oči i hlava. S vertikální frekvencí souvisí i dva následující pojmy: Prokládaný režim (interlaced, I) - technologie známá z televizní obrazovky, u které je obraz vždy prokládán, což snižuje jeho kvalitu. Jde o to, že na obrazovce jsou vykresleny nejdříve sudé a pak liché řádky. Lidské oko toto prokládání sice nevnímá, ale může způsobit jeho rychlejší únavu. V ještě horším případě se nám může zdát, že obrazovka problikává. Proto je při nákupu nejlepší ptát se na parametry monitoru v neprokládaném režimu (zobrazování všech řádek). Neprokládaný režim (non interlaced, NI) - správný režim práce, kdy obrazovka nedohání své nedostatky vykreslováním pouze lichých nebo sudých řádek. Další důležitou charakteristikou monitoru je horizontální vychylovací frekvence, H Sync (= frekvence řádkového rozkladu), kterou obvykle udáváme v kHz (kilohertzích). Nejde o nic jiného, než o množství řádek, které je monitor schopen vykreslit za sekundu. Chceme-li například zobrazit rozlišení 800 x 600 bodů s obnovovací frekvencí 75 Hz, pak provedeme následující výpočet: 600 x 75 = 45000 Hz = 45 kHz. Další posuzovanou veličinou je tzv. šířka přenášeného pásma (udává se v MHz megahertzích). Šířka pásma je souhrnným parametrem charakterizujícím elektroniku monitoru, udává počet přenesených informací (překreslených bodů) za 1 sekundu. Na obrazovku musí být přenesena informace pro každý luminiscenční bod. Pro rozlišení 800 x 41

600 a obnovovací frekvenci 75 Hz potřebujeme za jednu sekundu dopravit 800 x 600 x 75 x 1,5 údajů = 5906250 Hz = 59 Mhz (1,5 je připočítáno na řídící signály). Podle způsobu, jak se řeší zobrazování různých frekvencí, se monitory dělí na: 1) displeje s pevnou frekvencí - nabízejí jen omezené množství kmitočtových variant. 2) multi-scan monitory, které mohou pracovat s neomezeným množstvím kmitočtů v rozsahu daném jejich řídící elektronikou. To je výhodnější a také nejvíce používané. Řídící frekvence totiž generuje zobrazovací adaptér a spolupráce monitoru s adaptérem je pak bezproblémová. Zkreslení obrazu Geometrická složitost obrazovky (obdélník vyříznutý z kruhové baňky) způsobuje často tvarová zkreslení obrazu: • soudkovitost - dojde k zaoblení rohů • trapezoid - lichoběžníkové zkreslení - dolní základna a horní základna nemá stejné rozměry • paralelogram - narušení kolmosti levého a pravého okraje. Barevné zkreslení - hlavně u monitorů vyšších tříd je důležité věrné podání barev - obrázek se na tiskárně musí vytisknout v přesně stejných barvách. Lepší monitory mají proto možnost uživatelem definovaného nastavení barev - lze u nich provádět barevnou kalibraci. Odmagnetování Magnetické vychylovací cívky se mohou vlivem magnetického záření samy zmagnetizovat. Jejich magnetické pole se mění, což se projeví nepřesným vychylováním paprsku a rozostřením barev obrazovky. Mnoho monitorů se při startu automaticky odmagnetuje, jiné (hlavně ty s větší úhlopříčkou) mají speciální odmagnetovávací funkci (DEGAUSS). Nekonvergence Objeví se, když elektronové paprsky osvítí nesprávný barevný bod. Výsledkem jsou zabarvené hrany bílých objektů, případně posun barev. Šetření energie (Power management) Monitor je energeticky nejnáročnější komponentou počítače, jeho příkon se pohybuje okolo 100 W (odběr všech prvků v počítačové skříni je jen 30 W). S displejem se přitom pracuje asi jen 20 % času z doby celkového zapnutí. Proto byl navržen standard DPMS (Display Power Management Signalling), který definuje způsob komunikace mezi displejem a počítačem, řídí zahájení úsporného režimu, kdy obrazovka přejde do režimu nižšího napájení, popř. zhasne. Používají se následující úsporné módy: ♦ standby - pohotovostní režim se střední úrovní příkonu (úsporný režim) ♦ suspend - režim většího šetření ♦ vypnuto (off) - monitor nepracuje, je pouze žhavena obrazovka (vypnutí monitoru) Opětovné rozsvícení obrazovky je vyvoláno stiskem klávesy nebo pohybem myši a probíhá po nějakou dobu (dobu obnovení). Monitory s úspornými režimy jsou označeny jako Energy Star nebo Green + PC Green. Do úsporných režimů je monitor přepínán jeho BIOSem. Ten předá příkaz zobrazovací kartě, která prostřednictvím horizontální a vertikální frekvence fyzicky přepne monitor. Součástí DPMS je APM (Advanced Power Management) zabudované ve Windows - slouží k nastavení času úsporných režimů: Obrazovka - vlastnosti -> Spořič obrazovky a Úsporné vlastnosti monitoru. Ovládání monitoru Na čelním panelu se nachází tlačítka nebo otočné potenciometry pro nastavení monitoru. Stále více se používá nastavení digitální, kdy je monitor ovládán jen několika tlačítky - na obrazovce se zobrazuje menu se všemi funkcemi (OSD - On Screen Display) . Mezi základní funkce patří nastavení jasu a kontrastu, posun obrazu, zúžení a roztažení obrazu, doladění tvarového zkreslení, nastavení barev, demagnetizační funkce Degauss ad. Nebezpečné záření monitoru Každý monitor je zdrojem záření: elektromagnetického - především z boků a zadní části monitoru elektrostatického - displeje se mu brání sníženým anodovým napětím, jsou označené LR 42

(Low Radiation) rentgenového - proti němu je monitor opatřen na čelní stěně několika vrstvami ochranných filtrů Normy definované v souvislosti se škodlivým zářením byly definovány ve Švédsku - norma MPR II a druhá přísnější TCO (např. TCO 95). Monitory pak nesou příslušné označení, pokud normám odpovídají. Umístění monitoru - nejlépe kolmo ke zdroji denního světla, zadní stěna monitoru by měla směřovat ke zdi nebo maximálně k dalšímu monitoru, pokud nechceme kamarádům dopřávat více záření než je zdravé. LCD monitor U přenosných počítačů není z jasných důvodů možné používat stolní monitor. Proto jsou používány jiné technologie, zejména energeticky úspornější. Bylo vyvinuto mnoho druhů obrazovek s nižší spotřebou energie. • monitory LCD - první monitor tohoto druhu byl vyroben již před více než 30 lety. Dnes se prakticky nepoužívá, neboť umožňuje zobrazení jen dvou barev. Technologicky se stal základem dnes používaných displejů STN, DSTN, TSTN a aktivních LCD neboli TFT LCD. Jednotlivé pixely selektivně propouští a nebo nepropouští dopadající světlo z pozadí. Také tekuté krystaly jsou tvořeny tyčinkovými krystaly kianobifenylu, které svou orientací reagují na elektrické pole. Tyto krystaly jsou uloženy mezi dvě skleněné desky, z nich jedna je polarizována. Na těchto deskách jsou elektrody. LCD využívají dopadající světlo, potřebují proto dobré osvětlení okolí. Barevné LCD využívají na subpixelech červené, zelené a modré filtry, které rapidně snižují procházející světlo až na 5%. Firma Epson začala v roce 1995 vyrábět zobrazovače z kapalných krystalů. Jejich předností je ostrý obraz a navíc lze přepnout na inverzní obraz (což je na černém podkladě bílé písmo). • monitory MIM - technologie, která poskytuje o něco horší grafický výstup než aktivní LCD • plasmové monitory - dnes se prakticky nevyrábí. O jejich prosazení se bez valného úspěchu pokusila před firma Toshiba. Umožňují jen monochromatické zobrazování. • monitory ACTFEL - technologie využívající elektroluminoforů (látek, které vydávají světlo, pokud jimi prochází elektrický proud). Vývoj této technologie zatím stagnuje. • monitory FED - monitor je složen z velkého množství miniaturních obrazovek, kdy každá zobrazuje právě jeden bod. Grafická karta Videokarta, grafická karta nebo též grafický adaptér jsou názvy pro jedno a totéž zařízení. Jde o rozšiřující kartu, která se umísťuje do sběrnice počítače. Její základní funkcí je převádět digitální (číslicové) instrukce zobrazení do analogové podoby zpracovatelné monitorem. Jedná se o část výstupního zařízení, které má na starost zobrazování informací na monitoru (počítání polohy jednotlivých pixelů a přiřazování barevného kódu). Prakticky každý počítač dneska musí být vybaven grafickou kartou. Grafické karty prošly za své existence bouřlivým vývojem. Na počátku 80. let si uživatel vystačil s grafickou kartou, která podporovala pouze znakový (textový) režim zobrazení (80 x 25 znaků). S nástupem grafických uživatelských rozhraní, např. MS Windows, ale již tento typ karet nestačil. Požadavky na výkon se zvýšily více než 40krát. Výrobci tento požadavek řešili přidáním tzv. grafických akcelerátorů, které jednak zrychlují komunikaci mezi kartou a procesorem na vstupu, jednak mezi kartou a monitorem na výstupu. Přídavné čipy na kartě interpretují dlouhé řetězce stejných operací jako jednu obrovskou operaci. V současnosti jsou karty osazovány akcelerátory pro urychlení dvojrozměrné grafiky (Windows, AutoCAD ap.) a akceleračními funkcemi pro zobrazování videa. Dalším pólem, kde se výrazně uplatňuje akcelerace, je trojrozměrná grafika (3D). 3D akcelerátory mají za úkol rychlé překreslování trojrozměrných polygonů (těles), hardwarový rendering, antialiasing apod. Zatím se ale výrobci neujednotili na komerčním standardu; dnes však 43

převažuje výroba karet GeForce (nejnovější GeForce 4 MX 440) následovaných kartami Herkules Kyro II, Voodoo 5…, mezi starší graf. karty patří 3dfx Voodoo (1-4), S3 Virge, TNT Riva, TNT2… Parametry grafických karet U zobrazovacích adaptérů se rozlišuje celá řada parametrů: Typ grafického čipu, velikost a typ paměti, konektory karty, typ používané sběrnice, výrobní technologie GPU, rychlost jádra GPU, počet tranzistorů, rychlost video paměti, paměťová propustnost, počet bitů paměťové sběrnice, Fill rate (počet vykreslených pixelů za 1s), FPS (počet vykreslených snímků za 1s), Texel rate (počet vykreslení texelů = pixelů potažených texturou za 1s), frekvence RAMDAC, maximální rozlišení, maximální obnovovací frekvence, barevná hloubka (16b, 32b), podpora grafického rozhraní (API), podpora operačního systému … Základní části grafického adaptéru Grafický čip (GPU - Graphic Procesor Unit) - je mozkem celé karty, zpracovává instrukce od mikroprocesoru, provádí vlastní výpočty a předává data převodníku, který je posílá monitoru. Grafické čipy vyrábějí specializovaní výrobci (S3, ATI, Cirrus Logic, Trident, Matrox, SiS, Diamond, Creative NVIDIA, Sparkle Computer …), podle čipu lze usuzovat na kvalitu karty. Důležitým indikátorem kvality grafického čipu je jeho datová šířka (od starých 32 bitů až po 128 bitů). Videopaměť - je umístěna přímo na kartě. Grafický čip do ní zapisuje informace o každém zobrazovaném bodu. Na paměť jsou kladeny dva požadavky:  velká kapacita, při větším rozlišení je nutné do paměti uložit více informací. Velikost paměti je závislá nejenom na rozlišení, ale také na počtu zobrazovaných barev (pouhých 16 barev = 24 -> 4 bity na barvu každého bodu, potřebná celková velikost paměti se dá vypočítat jako rozlišení * počet bitů pro vyjádření barvy / 8). Dnes používaný počet barev je od 256 přes High Color (16b) až po True Color (24b = 224 = přes 16 mil. barev). Nové základní desky většinou nabízí možnost práce v režimu UMA (Unified Memory Architecture), jehož princip spočívá v integraci zobrazovacího adaptéru na motherboard. Adaptér pak sdílí i operační paměť počítače (což může být i nevýhodné). Pro videopaměť se používají stejné druhy paměťových obvodů jako pro operační paměť (DRAM, EDO RAM), nebo speciálně konstruované paměti (VRAM - současná práce s daty pro dvě zařízení, WRAM - práce s bloky dat, SGRAM). Paměti používané u grafických akcelerátorů: FRAMEBUFFER - paměť, která obsahuje v záloze několik obrazovek ZBUFFER - paměť, která obsahuje údaje o hloubce pixelů -> prostorový obraz.  rychlost - obraz se musí do paměti kreslit pokud možno okamžitě, rychlý přenos na obrazovku Generátor znaků - je používán pouze při práci s textovým režimem, jsou v něm zakódovány tvary jednotlivých písmen. Jazyky však mají mnoho odlišných znaků, proto se tvary písmen příslušné národní abecedy načítají z pevného disku. Pro aktivaci znaků klávesnice USA se v DOSu může použít klávesová zkratka ++, pro přepnutí zpět na češtinu ++. K nastavení jazyka používaného ve Windows slouží Místní nastavení v Ovládacích panelech, pro nastavení klávesnice lze použít v Ovládacích panelech panel Klávesnice, kde lze definovat i klávesovou zkratku pro přepínání jazyků. ROM BIOS - rozšíření BIOSu o BIOS příslušné karty. RAMDAC - speciální obvod na každé kartě - digitálně analogový převodník, který převádí digitální data z paměti na analogový výstupní signál „srozumitelný“ monitoru. Je dobré znát frekvenci s kterou pracuje. Ta se pohybuje mezi 135-350 Mhz. Vyšší hodnota umožňuje vyšší rozlišovací schopnosti a větší obnovovací frekvenci. Komponenty zobrazovací karty: 1) 15pinový konektor na zadní straně pro připojení monitoru 2) VESA Advanced Feature Connector pro propojení desky s jinou kartou (televizním tunerem, dekodérem MPEG) 3) paměťové obvody 4) obvod ROM BIOSu 5) grafický čip 44

6) volné patice pro rozšíření video RAM Historie zobrazovacích adaptérů Klasická videokarta fungovala tak, že procesor zapsal obrazová data do zvláštní části paměti, odkud je grafická karta vyzvedla, dekódovala a poslala monitoru. Nevýhodou ovšem bylo, že sběrnice byla taktována na 8 MHz, takže datové toky byly omezené, i když frekvence procesoru byla mnohem vyšší. Proto se karty začaly připojovat pomocí lokální sběrnice přímo k procesoru. Byly vybaveny vlastní pamětí RAM pro úschovu obrazu. Lokální sběrnice pracuje se stejným taktem, jako procesor systému, takže datové toky výrazně narostly (cca. 10-krát). Ovšem ani tento nárůst nestačil rostoucím požadavkům uživatelů. Dalším krokem bylo zlepšení inteligence karty. Doposud sice procesor uschovával obraz v oddělené paměti karty, ale veškeré operace s body musel provádět sám. Například posun okna o rozměrech 200 x 200 bodů si u procesoru vyžádal provedení 80.000 operací (40.000 smazání, 40.000 vykreslení). Proto výrobci začali vybavovat grafické karty inteligentními, tzv. akceleračními obvody, které ušetřily práci procesoru tím, že za něj prováděly tyto náročné operace. MDA (Monochrome Display Adapter) - první adaptér pro práci v textovém režimu ve dvou barvách, neměl vlastní BIOS => stačila mu malá videopaměť. CGA (Color Graphic Adapter) - nabízel i jednodušší grafické režimy, práci s barvami. Některé CGA adaptéry byly vybaveny konektorem dovolujícím připojení koaxiálního kabelu a propojení karty s běžným televizorem. HCG (Herkules Graphic Card, Herkules) - adaptér vyvinutý firmou Herkules, byl současníkem CGA. Byl zaměřen na levnější sestavy bez barevných monitorů, nabízel však na svou dobu velmi dobré rozlišení v grafickém režimu. U nás byl poměrně rozšířen na počítačích PC-XT. Herkules nebyl podporován systémovým BIOSem, byl ovládán jednotlivými aplikacemi, které ho podporovaly. Herkules měl také jinak definované výstupní signály, proto spolupracoval jen s herkulovským monitorem. EGA (Enhanced Graphic Adapter) - byl postaven na CGA. Nabízel značnou kompatibilitu a přidával nové režimy. Nejlepší grafikou bylo rozlišení 640 x 350 se 16 barvami ze 64 možných. K práci potřeboval videopaměť umístěnou na kartě, obsahoval také vlastní BIOS, který se nahrával do rezervované paměti. VGA (Video Graphic Array) - původně určen pro IBM PS/2, objevil se ale i ve verzi ISA, a stal se tak základem dnešních zobrazovacích adaptérů. VGA už zásoboval monitor převedenými analogovými signály, a proto nebyl se staršími monitory kompatibilní. Nejlepší grafika byla 640 x 480 v 256 barvách. VGA má také svou videopaměť a BIOS, VGA karty používaly 15kolíkový konektor, který používaly všechny pozdější karty stejně jako osazení signálů na jednotlivých pinech konektoru. Super VGA (SVGA) - adaptéry s vyšším rozlišením, větším počtem barev. Chaotické používání zobrazovacích režimů vyvolalo potřebu definovat jednotné rozhraní BIOSu, způsob adresování RAM grafických pamětí a používané synchronizační frekvence - tyto standardy ustanovilo sdružení VESA. Režim VESA je dostupný z BIOSu a měl by jej podporovat každý ovladač. Grafické akcelerátory - klasickou VGA nebo SVGA kartu již na trhu nenajdete, byly nahrazeny grafickými akcelerátory. Jsou to karty se speciálními obvody, které samy provádějí často používané operace. Tím podstatně urychlují práci a odlehčují mikroprocesoru. Tyto karty používají stejný konektor a signály jako VGA. Ovladače grafických karet Na správné funkci karty se podílejí i ovladače. Konfigurace a instalace ovladače je možná při zvolení položky Vlastnosti -> Nastavení po kliknutí pravého tlačítka myši na ploše. Můžeme zde definovat počet barev a rozlišení. Pod položkou Upřesnit lze konfigurovat stávající grafický adaptér a monitor, hardwarovou akceleraci, barevné profily přidružené k monitoru a velikost zobrazovaného písma. V Nastavení se u adaptérů s dalším pomocným softwarem může objevit další konfigurovatelná záložka (vystředění obrazu, rozdělení monitoru na několik virtuálních obrazovek atd.). Multimediálnost 45

Základem multimediálního počítače je i zobrazovací adaptér, který umí pracovat s 3D (prostorovými) objekty. Vlastní vykreslení obrazu má tři fáze:  Provedení geometrických transformací objektů (otáčení, změny velikostí, matematický popis objektů).  Výpočet osvětlení předmětů, obarvení jejich povrchu - potažení texturou.  Přenesení vytvarovaných objektů do paměti adaptéru a následné zobrazení. Pro úspěšnou práci ve 3D musí karta splňovat následující podmínky: ♦ Umět dekódovat nahrávky ve formátu MPEG, MPEG-2 (pomocí dekódovacího obvodu nebo softwarově - tím je ale značně namáhán mikroprocesor). ♦ Schopnost použití DDC (Display Data Channel) rozhraní pro řízení komunikace s monitorem (nutné pro vzájemné ujednocení grafických režimů). ♦ Podpora normy DCI (Display Control Interface, pro W3.1) a DDI (Direct Draw Interface) pro změnu okna s video sekvencí v reálném čase. ♦ Karta musí pracovat ve stejném 3D rozhraní (=API - Aplication Interface) jako aplikace využívající jejích efektů (např. rozhraní Direct3D, OpenGL, DirectX). ♦ Přítomnost kvalitního grafického čipu a dostatek paměti (ideální je 64 MB u nejnovějších karet) Konfigurace a přehrávání videa Ovládací panely -> Multimédia - karta Video - nastavení velikosti okna, nastavení přes celou obrazovku. K přehrávání videa ve Windows slouží Přehrávač záznamů, lepší je však používat např. Windows Media Player, který je multimediální součástí distribuce Internet Exploreru. Je možné přehrávat videa s kompresí MPEG, Native MPEG CD-i/VCD - přehrávání filmů formátu CD-I nebo Video CD. Metody urychlení práce: BitBIt (čti Bit Blit) - hardwarový přesun bloku pamětí. Bere ze zdrojového obdélníku bod po bodu a kopíruje je do cílového obdélníku. Urychlení spočívá hned ve dvou strategiích. Za prvé, komunikace mezi hardwarovým ovladačem karty a pamětí video RAM (na kartě) je vyšší než po lokální sběrnici, za druhé může být šířka datové sběrnice mnohem větší (běžně i 128 bitů). Tím lze dosáhnout datových toků v hodnotách stovek MB za sekundu (nejlepší karty dosahují rychlostí daleko přes 500 Mbps). Operaci BitBIt je možné využít hned v několika oblastech. Pokud dojde například k posunu okna v MS Windows, nemusí být všechny body přepočítány. Stačí pouze přenést blok paměti. Při otevření nového okna se zakrytá část obrazovky přenese do video RAM, po zavření okna se obnoví zpět. Kromě toho má mnoho karet přídavnou paměť pro fonty. Pokud chce procesor vytisknout například písmeno n, nemusí zasílat kartě jeho přesný popis, vyšle pouze kód písmene a požadavek na jeho vykreslení. Hardwarový kurzor- protože kurzor je nedílnou součástí všech graficky orientovaných systémů, vymysleli pro něj výrobci hardwarovou podporu tak, aby opět co nejvíce odlehčili procesoru. Karta uschovává tvar kurzoru ve formě bitové mapy a přijímá od procesoru jen jeho horizontální a vertikální souřadnici. Tím se procesor nemusí starat ani o tvar kurzoru, ani o jeho vykreslování. Videopaměť - další charakteristikou, která urychluje výkon grafické karty, je velikost a rychlost grafické paměti. V současností existují dva standardy: VRAM (videoRAM) - na kartě jsou osazeny dva obvody VRAM, čímž se znásobuje přenosová rychlost subsystému videopamětí. Nevýhodou použití pamětí VRAM je vyšší cena oproti pamětím DRAM.

Modemy

46

Slovo modem je složeninou slov MODulátor, DEModulátor, je to zařízení, které převádí číselnou informaci z počítače na zvukové signály, ty pak pošle po telefonní lince jinému modemu, který je zpětně převede analogový signál na digitální impulsy. Metodou pro přenos digitálních informací po analogové lince je modulace. Nosný signál, který je přenášen přes telefonní linku, musí využívat dostupnou šířku telefonního pásma, která se pohybuje v rozmezí 300 - 3400 Hz. Modulace se zabývá nabalováním přenášených informací. Metody modulace jsou různé. V závislosti na přenášených datech se mění například frekvence nosného signálu nebo velikost amplitudy signálu. Výhodou použití telefonní linky je její dostupnost, nevýhodou je pak poměrně malá přenosová rychlost, vysoká nespolehlivost a malé zabezpečení dat. Na podobném principu jako modemy pracují i faxy, takže v každém modemu je zároveň obsažen i fax (-> faxmodemy, tento termín však není příliš používaný). Protokoly Protokoly modemů jsou vlastně pravidla pro modemový přenos dat. Pro oblast modemů vydává standardy organizace ITU-T (International Telecommunication Union). Obecně je protokol soustava pravidel, podle kterých se přenosy informací realizují a regulují. Protokol má na starosti zahájení a ukončení přenosu informací, dále řídí průběh činností, které při přenosu nastanou (potvrzení příjmu, ošetření chybových stavů, poruchy spojení či předčasné ukončení přenosu dat). Podle podporovaných protokolů snadno poznáme, co daný modem dokáže. Druhy protokolů: • protokoly modulačně - rychlostní • protokoly pro kompresi dat • protokoly pro opravu chyb • protokoly pro faxové přenosy • protokoly pro přenos souborů Modulačně rychlostní protokoly Rychlost je základním požadavkem při posílání informací. Rychlost přenosu je závislá na způsobu modulace. Přenosová rychlost se vyjadřuje v bitech za sekundu (b/s, bps (bit per seconde), baud). Chronologický přehled modulačně - rychlostních standardů (poslední verze protokolů jsou nejlepší): - Bell 103, Bell 212A - americké a kanadské protokoly. - V.21, V.22, V.22bis, V.23, V.32, V.32bis, V.32terbo - protokoly využívané především v Evropě, vyšší verze používají větší přenosové rychlosti, zvládají opravu chyb, opětovné navazování spojení a pracují stejně rychle v obou směrech přenosu. - V.FC (V.Fast) - protokol pro modemy s rychlostí 28800 bps, bylo možné ho upgradovat na V.34. - V.34 - poslední z analogových norem, další normy slouží pro digitální přenos informací. Modemy, které používají V.34, umějí většinou používat i všechny předchozí (pomalejší) protokoly. - V.90 - protokol pro modemy s rychlostí 56000 bps (56kb/s) Kompresní protokoly Další možností, jak zrychlit přenos dat, je jejich stlačení do menšího objemu. V ideálním případě je komprimace dat 50 %, což znamená, že rychlost přenosu dat se zdvojnásobí. V.42bis - asi nejlepší komprimační protokol. Dokáže i rozhodnout, kdy je komprimace vhodná, a kdy ne. Pokud jsou už data před přenosem zkomprimována (ZIP, ARJ, RAR), další komprimace přenos pouze zdržuje. Pro spojení s V.42bis je nutná přítomnost protokolu V.42. V.42bis provádí přenos dat bez chyb a s maximální komprimací. Nabízí kompresi informací v poměru až 1:4. Dalším kompresním protokolem je MNP5 (viz. dále). Samoopravné protokoly Jsou určeny k automatické opravě chyb vzniklých při přenosu dat. V.42 - mezinárodní protokol pro opravu dat. Jestliže dochází při přenosu dat k příliš mnoha chybám, přepne se na protokol MNP4. V.42 vyniká velkou kompatibilitou, a proto je hojně 47

používaný. Protokoly firmy Micronom: MNP1, MNP2, MNP3 - malá účinnost při opravě chyb, malá rychlost MNP4 - přenos dat se provádí v proměnných blocích, jejichž velikost se mění podle aktuálního stavu linky. Skutečné zrychlení oproti předchozím protokolům je 25-50%. MNP5 - provádí zároveň i datovou kompresi, je úzce spjatý s protokolem MNP4. Vyniká dobrou rychlostí, dokud nepřenáší předem zkomprimovaná data. MNP10 - zaručuje stálé spojení, a to i při přenosu bezdrátovými telefony. V daných podmínkách je rychlost přenosu co největší. Korekce chyb může být prováděna i softwarově, potom je však pomalejší. Protokoly MNP6, MNP7 a MNP9 se neprosadily. Protokoly faxů Faxové protokoly se musí shodovat s normami telefonních faxů, takže zde výrobci dodržují standardy CCITT: V.27ter, V.29, V.17 (protokoly od nejpomalejší faxovací rychlosti po nejrychlejší). Pokud modem nemá protokol V.27ter, není možné se spojit s pomalejšími faxy. Ovládání faxové části modemu je definováno pomocí tříd: Class 1 - modem přenechává maximální pracovní zátěž na samotném počítači a na programu pro komunikaci s modemem. Největší výhodou těchto modemů je snadný upgrade, stačí pouze vyměnit příslušný software. Class 2 - modem řídí faxovou komunikaci co největším podílem sám -> větší výkonnost. Protokoly pro přenos souborů Tyto protokoly zajišťují vlastní vysílání a přijímání souborů. Obyčejně zahrnují i korekci chyb. K přenášenému toku přidávají ještě informace o velikosti a jméně souboru. Xmodem - nejstarší a nejjednodušší znakově orientovaný protokol. V jedné relaci lze přenést pouze jeden soubor. Přijímací počítač vysílá signál, na jehož základě posílá modem další blok dat. Kontrola správnosti probíhá na základě cyklického redundantního součtu (CRC Cyclic Redundancy Check) nebo na úrovni kontrolního součtu (Checksum). Na komunikačním portu probíhá režim bez parity, přes 8 datových bitů a jeden stop-bit. Xmodem-1k - přenáší data v blocích o 1 kB. Ymodem - může posílat i několik souborů během jedné relace. Posílá i informace o jménu a velikosti souboru, o jeho datu a času. Y-modem-g - speciální protokol pro rychlé přenosy po kvalitních linkách. Zmodem - velmi rychlý a spolehlivý protokol. Navíc má propracovaný systém detekce chyb. Dovoluje i navázání na již přenesenou část souboru v případě, že předchozí přenos byl neplánovaně ukončen. Kermit - byl vyvinut v USA na Kolumbijské univerzitě. Jeho hlavním úkolem je usnadnit přenosy souborů mezi různými typy počítačů, přenáší znakové i binární soubory a sám zjišťuje potřebné konverze. Bohužel je dost pomalý. Hlasové služby Moderní modemy nabízejí kromě přenosu dat a faxů i hlasové služby (tzv. voice modemy). Voice technologie dovoluje uživatelům modemů využít jednu analogovou telefonní linku k přenosu dat, faxů i hlasu zároveň. Pokud se jedná o klasické telefonní volání, modem se „promění“ v telefon a uživatel může hovořit. Pokud je volání modemové, pracuje modem dále jako standardní modem :-). Nové modemy nabízejí i funkci záznamníku nebo telefonního seznamu, ze kterého je možné přímo telefonovat. Takové použití je však značně omezené, neboť PC musí být neustále zapnuté. Vzkazy i telefonní seznam jsou uloženy na pevném disku. Hlasová technologie se označuje SVD (Simultanneous Voice & Data). K dosažení voice funkcí se používá metoda digitální (Digital SVD) a analogová (Analog SVD). Faktory ovlivňující komunikaci Modem přenáší informace po telefonní lince tzv. přenosovou rychlostí. Tato rychlost je dána použitým modulačním protokolem. Jedná se o počet bitů za 1s, které jsou přeneseny mezi oběma modemy připojenými k lince. Skutečnou datovou propustnost spojení dvou modemů vyjadřuje přenosový výkon. Na snížení přenosového výkonu se podílí tzv. režie přenosu. Vysílání dat ve formě bloků (paketů) vyžaduje od modemů jistý způsob řízení - např. vzájemné potvrzování přijatých a odeslaných bloků, generování kontrolních znaků, podle kterých se zjišťuje spolehlivost 48

přenosů. Pokud se kontrolní znak poruší, musí se datový balík stahovat znovu. Pomocí kompresních protokolů lze přenosový výkon naopak podstatně zvýšit. Na základě vhodné komprese dat je pak přenosový výkon větší než přenosová rychlost. Výsledný přenosový výkon tedy ovlivňují modulačně-rychlostní protokoly, komprimace dat a kvalita linky. Digitalizace sítí s digitálními ústřednami kvalitu linek zvyšuje. Provedení modemů - interní - modem je umístěn na rozšiřující desce - externí - připojuje se přes sériové rozhraní, je možné ho sdílet více uživateli - PCMCIA karty určené pro přenosné počítače Externí faxmodem - připojuje se k síťovému napětí, sériovým kabelem k PC, přes kabel k telefonu (Phone) popř. k telefonní síti (Line), pokud nepoužíváte telefon. Telefonní kabely jsou opatřeny standardními konektory RJ-11. Sériové připojení k počítači se nejčastěji provádí přes COM2 (v COM1 bývá připojena myš). Port musí být komunikačním programem nastaven na rychlost 38400 - 57600 b/s, kterou probíhá přenos dat z PC do modemu, pro modemy 28800 b/s to může být rychlost až 115200 b/s. Srdcem sériového rozhraní (portu) je obvod UART s integrovanou buffer pamětí, který řídí proces přenosu dat. Rychlost komunikačního portu lze nastavit v Systém-vlastnosti -> Správce zařízení -> Porty COM a LPT -> po vybrání příslušného portu - Vlastnosti. Pod Ovládacími panely -> Modemy -> Diagnostika -> Další informace můžete získat podrobnější informace o vašem modemu. Kontrolky externího modemu - externí modem má sadu diod, které indikují momentální činnost modemu . Pomocí těchto kontrolek můžeme snadněji objevit příčinu možných chyb. Diody indikují „zvedání sluchátka“, navázané spojení, připravenost k vysílání dat, připravení k nasazení, připravenost terminálu k provozu, indikují použití korekce chyb, vysokorychlostní provoz, spojení s jiným modemem, momentální datový přenos a na předním panelu je často i indikace právě používaného protokolu. Na přístroji se většinou nachází také síťový vypínač, reproduktor, mikrofon, regulátor hlasitosti, zdířka pro externí mikrofon a reproduktor. Interní faxmodem - ve formě přídavné desky zasazené do slotu sběrnice. Na zadním panelu počítačové skříně najdeme pouze zdířky Line a Phone pro konektory RJ-11. Interní modem se musí stejně jako externí modem „tvářit“, že komunikuje také přes sériové rozhraní, proto používá stejné adresy I/O a kanál IRQ jako některý COM (COM1 a 3 používají IRQ4 a COM2 a COM4 IRQ3). Pokud je přes COM1 nebo COM3 připojena myš, nemůžeme ani jeden z těchto portů používat pro připojení modemu, protože používají stejné IRQ. To samé platí pro COM2 a COM4. Interní modemová karta se standardně připojuje do COM4. Kartu je možné instalovat i do vyšších rozhraní, ty je však nutné dodatečně nainstalovat. Interní modem má tu nevýhodu, že ho nemůže využívat více počítačů a nemá žádné vnější doplňky, je ale levnější a nepřekáží na stole. Ovladače - při instalaci je třeba nastavit správný port (zpravidla COM2 pro externí a COM4 pro interní modem). Pokud jsou k dispozici příslušná rozhraní, spustí se automaticky průvodce instalací „Přidat nový hardware“. Při instalaci se zadává země, odkud voláte, směrové číslo vašeho uzlu a číslo, kterým se dostanete na vnější linku v případě, že jste napojeni na podnikovou ústřednu (většinou 9). Vyplňuje se také, zda váš telefon používá pulzní (jste-li připojeni na digitální ústřednu), nebo tónovou volbu (tato volba je přepínačem nastavena i u telefonu). Po instalaci lze modem otestovat v Ovládacích panelech -> Modemy -> Diagnostika -> Další informace. K připojení do telefonní sítě musí být modem homologován (schválen), Homologační osvědčení vám musí být předáno společně s modemem. Nastavení modemu - provádí se vybráním modemu ve Správci zařízení a zvolením volby Vlastnosti. Nastavit zde můžete hlasitost modemu, jeho rychlost, komunikační port (vyrovnávací paměti), na kartě Připojení se definuje způsob přenosu pomocí datových bitů, parity a stop bitů. Toto nastavení musí být na komunikujících modemech stejné, není třeba ho měnit. Pod položkou Upřesnit se nachází nastavení řízení chyb, komprimace dat 49

(urychluje spojení) a použití celulárního protokolu. Ten potřebujete, pokud budete komunikovat přes přenosné přístroje. Dále je zde možné volit mezi výhodnější hardwarovou a softwarovou kontrolou toku atd. Modem a BBS (HyperTerminal) BBS (Bulletin Board Service) označuje službu nebo počítače, které nabízí informace na discích ostatním uživatelům sítě. Takový počítač je zpravidla výkonný, je vybaven speciálním softwarem a umožňuje vytvořit mnoho připojení pomocí několika modemů. BBS má k dispozici rozsáhlé knihovny souborů ke stažení, dovoluje výměnu informací prostřednictvím diskusních konferencí či poštovních schránek. Přístup k souborům může být volný, placený, nebo kombinovaný. Mezi největší sítě BBS patří Fidonet (tvořená komutovanými linkami - nejsou propojené trvale), CompuServe (placené služby). Služba BBS je však vytlačována internetem. Ve Windows je k dispozici program HyperTerminal (používá se zkratka HyperTrm), který spojení se sítí BBS zajišťuje (je možné ho dodatečně doinstalovat z instalačního CD Windows). Slouží k připojení k síti, vlastní komunikace pak probíhá pomocí menu programu BBS. Ovládání - k řízení modemu se používají speciální příkazy, jejichž inicializační řetězce začínají povelem AT ( -> standardizovaná sada příkazů HAYES). Přesný seznam příkazů najdete v dokumentaci k modemu. Programy jako HyperTerminal generují potřebné sekvence příkazů samy. V nastavení terminálu je při přenášení souborů nutné nastavit také správnou emulaci obrazovky. Zvolíte-li špatnou emulaci terminálu, obrazovka se naplní podivnými znaky. Nejrozšířenější emulací BBS je ANSI. Modem a fax Pro využívání faxových služeb je nutné doinstalovat příslušný software (Microsoft Fax) do instalace systému. V detailech je třeba zaškrtnout všechny jeho součásti, ke zpřístupnění faxových služeb v síti je nutné nainstalovat také Microsoft Exchange. Během instalace se zadává faxové číslo, popisuje se reakce faxu na zavolání atd. Modem a internet K internetu je možné připojit se optickou linkou, pevnou linkou, pomocí zařízení ISDN nebo vytáčeného připojení (modemu). Vytáčené spojení zajišťuje firma, do jejíhož internet serveru vstupuje na jedné straně pevná linka a na druhé straně několik modemů. Ty prostřednictvím telefonní linky zprostředkovávají připojení ostatních uživatelů k internetu. Pro tyto firmy se používá označení provider (v terminologii Windows tzv. zprostředkovatelé přístupu k internetu). Vytvoření telefonického spojení se zprostředkovatelem internetu se provádí pomocí uživatelského jména, hesla a přístupového telefonního čísla, které vám sdělí provider, pomocí názvu providera, jeho domény a adresy DNS - je nutné vytvořit telefonické připojení sítě s těmito údaji. Pro připojení k internetu je nutné mít nainstalovaný protokol TCP/IP, který definuje přenos dat v internetu. Nezbytné kroky k vytvoření internetového připojení: 1) Instalace modemu - viz. předchozí. 2) Po instalaci modemu je nutné nainstalovat protokol TCP/IP, pokud už nebyl dříve instalován (Ovládací panely -> Přidat -> Protokol -> Microsoft -> Protokol TCP/IP). 3) Pomocí průvodce „Vytvořit nové připojení“ v Start -> Programy -> Příslušenství -> Komunikace -> Telefonické připojení sítě (pokud nemáte Telefonické připojení sítě nikde zobrazeno, je nutné o něj OS doplnit) vyplníte údaje poskytnuté providerem, a vytvoříte tak nové telefonické připojení, pomocí kterého se budete připojovat k internetu. Zadáte název připojení, ovladač modemu a volané telefonní číslo. 4) Dodatečná Konfigurace telefonického připojení sítě Zde popsaná konfigurace je funkční pro většinu běžných uživatelů. Po kliknutí pravým tlačítkem myši na ikonu vytvořeného připojení (v Telefonickém připojení sítě) a volbou Vlastnosti můžete nastavit tyto údaje: Na kartě Typ serverů vyberte Typ serveru pro telefonické připojení, který nejlépe odpovídá vašemu počítači, v dalších možnostech je vhodné nechat možnost Přihlásit se k síti nezaškrtnutou a zvolit pouze Povolit softwarovou kompresi, u síťových protokolů stačí vybrat pouze TCP/IP, v Nastavení TCP/IP vyberte přidělování adres serverem, Komprimovat záhlaví IP a Použít výchozí bránu 50

vzdálené sítě. V kartě obecné jsou už dříve zadávané údaje (tel. číslo, modem) a další informace už většinou není třeba vyplňovat. Pozn.: Existují i speciální instalace Internet Exploreru či programy, které vytvoří a správně nakonfigurují celé připojení samy. Takto se můžete zadarmo připojit k providerům jako je Quick, Contactel, Tiscali, Volný ad. Pravděpodobně nejsnazší možností, jak připojení získat, je zaregistrovat se na jednom z portálů těchto free providerů, na stránkách se pak většinou vyskytuje i možnost, po jejímž zvolení se vám celé připojení automaticky nakonfiguruje. Pokud ne, budete tak muset učinit sami. V tomto případě je však třeba mít přístup k internetu. Pozn. DNS (Domain Name System) je službou, která umožňuje orientaci a adresování mezi milióny počítačů internetu. Převádí doménové adresy na IP adresy a naopak.

Počítačové sítě Počítačová síť je propojení skupiny počítačů a dalších zařízení (např. tiskáren, terminálů, atd.), které umožňuje těmto zařízením vzájemně komunikovat. Počítačová síť umožňuje uživatelům připojených počítačů sdílet některé technické prostředky (např. tiskárny, disky, modemy, vzdálené počítače apod.) a vzájemně spolu komunikovat posíláním zpráv, souborů nebo interaktivně, umožňuje sdílení a výměnu dat. Službou související s počítačovými sítěmi jsou tzv. informační nástěnky - Bulletin Board Service (BBS) -(viz. Modem a BBS) - sítě, které nabízejí informace uložené na centrálních počítačích. Další, dnes už daleko významnější službou, je samozřejmě internet. Rozsah sítě z pohledu velikosti může sahat od jedné místnosti až po celosvětové sítě. Hlavní výhody vzájemného propojování počítačů do sítí: 1. Možnost výměny dat mezi účastníky - hlavně možnost vyměňovat si data v reálném čase = sdílení. 2. Možnost napojení k dalšímu zařízení. 3. Ve všech sítích je možno sdílet některé vyhrazené periférie jako tzv. síťové (tiskárna, CDROM mechanika, zálohovací jednotky apod.). 4. Síť zvyšuje bezpečnost uložení dat - v síti je možno uchovávat cenná data duplicitně a data lze efektivně centrálně archivovat. Složky počítačových sítí počítače, propojení (kabely, modem ...), síťová nebo fax-modemová karta (rozhraní mezi počítačem a sítí), software - síťový operační systém (Novell, Unix, Win2000, NT) + síťové aplikační programy (elektronická pošta, některé databáze) Realizace počítačových sítí Propojení - pevné - fyzický kabel, princip radiových vln, družice (zde je nevýhodou možnost zachycení → nutnost kódování) - nestálé - modemem Uživatelé sítě Uživatelé musí dodržovat určité hierarchie - mají určitá práva - možnosti něco číst, někam zapisovat, něco rušit, přidělovat práva apod. - možnost sdružování do skupin - každý má své jméno → konkrétní jméno (uživatel), jména pro více uživatelů z určité skupiny nebo tzv. anonymní uživatel (nejméně práv student atd.). Vždy je zde jeden uživatel, který má neomezená práva (super visor); mohou zde být administrativní uživatelé - uživatelé s podobnými právy jako super visor za účelem spravování sítí. Kabely používané v počítačových sítích, druhy spojení Koaxiální kabely Koaxiální kabely sestávají ze dvou soustředně vedených vodičů. Okolo vnitřního vodiče je 51

vrstva izolačního materiálu, který ho odděluje od vnějšího vodiče obklopujícího vnitřní vodič. Vnější vodič je opět obalen vrstvou izolačního materiálu. Koaxiální kabely se používají na kratší vzdálenosti v místních počítačových sítích. Existují ve dvou základních provedeních, označovaných dle průměru jako "tenký" a "silný" koaxiální kabel, lišících se elektrickými vlastnostmi a povolenou topologií sítě. Tyto kabely se obvykle používají pro sítě typu Ethernet umožňující přenos max. teoretickou rychlostí 10 Mbit/s. Pro místní sítě tato rychlost již přestává být vyhovující, proto se od použití koaxiálních kabelů často ustupuje ve prospěch kroucených dvojlinek. Kroucené dvojlinky Jak název napovídá, jde zjednodušeně řečeno o dva zkroucené vodiče. Jeden kabel obsahuje zpravidla několik těchto dvojic zkroucených vodičů, nejčastěji dvě nebo čtyři dvojice. Kabel může být stíněný nebo nestíněný. Existují různá provedeni těchto kabelů označovaná jako různé kategorie. Pro sítě typu Ethernet pracující na rychlosti 10 Mbit/s stačí kabely kategorie 3, pro sítě Fast Ethernet pracující na rychlosti 100 Mbit/s jsou obvykle potřeba kabely kategorie 5. Tyto kabely se opět používají v místních sítích. Optická vlákna Optická vlákna jsou moderní přenosové médium umožňující vysokou rychlost komunikace (až několik Gbit/s) a mající velkou odolnost proti rušení. Používají se převážně na větší vzdálenosti při propojování místních sítí, ale mohou být použity i uvnitř místní sítě. Pevné (pronajaté) linky Tyto linky pronajímané obvykle od telefonních společností jsou častým způsobem propojení místních sítí na větší vzdálenosti. Možná přenosová rychlost je obvykle řádu desítek až stovek Kbit/s. Komutované linky Spokojíme-li se s menší přenosovou rychlostí, řádu jednotek až desítek Kbit/s, můžeme i běžné komutované linky použít k realizaci propojení v rámci sítě Internet. Tohoto spojení se většinou používá pro připojení jednotlivých počítačů nebo malých sítí, pro které se nevyplatí zřizovat nákladnější spojení. Používá se pro připojení přes telefonní linku. Radiové spoje K propojení místních sítí, není-li k dispozici vhodný kabel a je-li mezi propojovanými místy přímá viditelnost je možné použít radiového spoje. Mikrovlnné spoje - připojení pomocí mikrovlnného spoje (rychlost 2 Mb/s). ATM - Asynchronous Transfer Mode je v současnosti jeden z nejrychlejších datových spojů (rychlost 155 nebo 622 Mb/s). Spojení družicové Služební zařízení v síti Kabely a další přenosová média používaná v Internetu propojují nejen počítače a další koncová zařízení, s nimiž pracují uživatelé, nýbrž i služební zařízení starající se o řádný přenos datových paketů v síti. Popíšeme si nejdůležitější typy těchto zařízení. • Opakovač Pro každý typ kabelu je stanovena určitá maximální vzdálenost, která může být daným kabelem překlenuta. Tato vzdálenost je omezena fyzikálními vlastnostmi kabelů a použitými protokoly. Potřebujeme-li překlenout větší vzdálenost, musíme do cesty vložit opakovač (repeater). Opakovač má dvě nebo více přípojek pro kabely. Paket, který přijde po kterémkoliv kabelu do opakovače, je jím vhodně elektricky zesílen a poté je odeslán do všech zbývajících kabelů. Protože opakovače pracují jen na úrovni fyzické vrstvy, jsou z pohledu vyšších vrstev transparentní. Několik segmentů sítě (kabelů) spojených opakovači se linkové vrstvě jeví stejně jako segment jediný. Opakovače ovšem není možné řadit za sebe stále. Vzhledem ke zpoždění signálů při přenosu bývá s ohledem na typ sítě a použité konstrukční prvky stanoven maximální počet opakovačů, které mohou být zapojeny za sebou. Narazíme-li na toto omezení, řešením je použít oddělovací prvky pracující na vyšších vrstvách architektury sítě. Jde především o níže popsané mosty a směrovače (routery). Další dva důležité úkoly jsou směrování a filtrace paketů. Cílem směrování je přenést 52

•

•

•

paket od odesílatele k adresátovi po nejkratší nebo nejvýhodnější cestě. Cílem filtrace je zabránit tomu, aby se určité pakety dostaly do určitých částí sítě. Hlavním smyslem filtrace je snížení zátěže sítě. Paket není zbytečně posílán do částí sítě, které nevedou k adresátovi. Existují ovšem i bezpečnostní důvody filtrace, kdy se snažíme zamezit přístupu k informacím dostupným po síti neoprávněným osobám. Směrování a filtrace spolu v principu úzce souvisí, většina zařízení určených pro jednu z těchto činností se podílí na činnosti druhé. Most Most (bridge) je zpravidla dvouportové zařízení (připojují se dva kabely) provádějící filtraci (a tím i jednoduché směrování) paketů na úrovni linkové vrstvy. Pro každý paket přijatý na jednom z portů most na základě adresy příjemce v linkové vrstvě rozhodne, zda má být paket propuštěn na druhý port či nikoliv. Na základě adres odesílatelů v příchozích paketech si most sám vytváří tabulku adres s uvedením toho, na kterém portu se příslušná adresa nachází. Most není proto potřebné konfigurovat. Protože mosty pracují jen na úrovni linkové vrstvy, jsou z pohledu vyšších vrstev transparentní. Vyšší vrstvy nemusí jejich existenci brát do úvahy. Například, několik segmentů sítě spojených mosty a opakovači může tvořit jednu IP podsíť. V sítí, kde používáme mosty, by neměly být smyčky. Potom by totiž most mohl obdržet pakety přicházející z určité adresy na více svých portech a nevěděl by, zda má paket adresovaný na takovou adresu propustit nebo ne. Existují ovšem mosty, které na základě vzájemné komunikace dovedou smyčky rozpoznat a blokováním určitých mostů (nebudou propouštět pakety) vytvoří stromovou strukturu bez smyček. Směrovač Směrovač (router) je dvou nebo víceportové zařízení provádějící směrováni na úrovni síťové vrstvy. Směrovač si udržuje tzv. směrovací tabulku. Na základě této tabulky a adresy příjemce v síťové vrstvě směrovač rozhodne, na který port má být odeslán přijatý paket. Obecně existuje několik metod, jak řešit přivedeni dat od odesilatele k adresátovi. Při přepojování okruhů (circuit switching) je pro každé spojení mezi dvěma účastníky přidělen nový fyzický kanál. Jde o obdobu klasické telefonní ústředny. Při směrování založeném na tzv. virtuálních spojích (virtual circuits) nejsou přidělovány fyzické kanály komunikace mezi dvěma účastníky probíhá přenosem paketů, které sdílejí stejný fyzický kanál s pakety příslušejícími komunikacím mezi jinými účastníky. Všechny pakety příslušející komunikaci mezi určitými dvěma účastníky ovšem procházejí stejnou cestou, říkáme, že mezi koncovými účastníky je vytvořen virtuální spoj. První paket zanechává ve směrovacích tabulkách uzlů sítě tzv. stopu - informaci, která je použita pro směrování dalších paketů téhož virtuálního spoje. V internetu se používá směrování typu datagramová služba. Pro každý jednotlivý paket (datagram) směrovač znovu určuje, kterým směrem má být vyslán. Jednotlivé pakety příslušející komunikaci mezi dvěma účastníky mohou být přenášeny různými cestami. Výhodou tohoto řešení je lepší možnost reakce na změny zatížení sítě. Existují různé metody, jak vyplnit a modifikovat směrovací tabulku. Při neadaptivním neboli statickém směrování se nevyužívají žádné informace dynamického charakteru, např. o aktuálním zatížení jednotlivých linek. Při adaptivním směrování se takové informace berou do úvahy, což umožňuje přizpůsobit směrování aktuálnímu stavu sítě. Existují různé způsoby dynamické aktualizace směrovacích tabulek, většinou jsou založené na tzv. směrovacích protokolech, kterými spolu jednotlivé směrovače komunikují a vyměňují si informace o stavu sítě. Důležitou vlastností směrovače je, se kterými protokoly síťové vrstvy umí pracovat. Některé směrovače jsou určeny pro jeden určitý protokol síťové vrstvy a s jinými protokoly si neporadí. Protože internet je heterogenní síť, kde jsou často po jednom vedení posílány pakety různých protokolů, existují směrovače, které umí pracovat s několika různými protokoly současně. Takovým směrovačům se říká multiprotokolové směrovače. Brouter Některé směrovače se v případě, že narazí na paket jim neznámého protokolu síťové 53

•

•

vrstvy, umí zachovat jako most, tj. rozhodnou, zda má být paket propuštěn či nikoliv na úrovni linkové vrstvy. Takovým zařízením se anglicky říká brouter (slovo složené ze slov bridge a router). Brána Brána (gateway) je zařízení sloužící k propojení dvou sítí, které se liší v použitých protokolech nebo architekturách. Brána pracuje na takové úrovni, která spojení sítí umožňuje. Může to být až na úrovni aplikační vrstvy. Označení brána či gateway se ovšem někdy, zvláště u sítí pracujících s protokoly TCP/IP, používá i pro zařízení sloužící jako směrovač (router) na úrovni síťové vrstvy. Přepínač Přepínač (switch) je zařízení vykonávající funkci podobnou jako most. Na základě adres paketů v linkové vrstvě přepínač propouští nebo zadržuje pakety přicházející na jeho jednotlivé porty. Oproti mostu se však liší v několika důležitých vlastnostech: - přepínač má výrazně vyšší propustnost než most (počet zpracovaných paketů za jednotku času) - přepínač má zpravidla vyšší počet portů, typicky 8 až 24 na přepínač, u tzv. stohovatelných přepínačů, které mohou být skládány na sebe a propojovány může být celkový počet portů několikrát vyšší - přepínač umožňuje současnou komunikaci účastníků připojených na různé porty (například účastníci připojení na porty č. 1 a 2 spolu mohou komunikovat nezávisle na současně probíhající komunikaci účastníků připojených na porty č. 3 a 4). Vyšší propustnosti a možnosti současné komunikace více účastníků je dosaženo použitím vnitřní architektury pracující na výrazně vyšší rychlosti, než je možná rychlost komunikace na jednotlivých portech. Existuje řada odlišností v konstrukci jednotlivých typů přepínačů. Jednou ze základních vlastností je způsob přenosu paketů přepínačem. U přepínačů typu store-and-forward je nejprve každý paket přijat, uložen do paměti, zkontrolován, a teprve v případě, že nebylo zjištěno jeho poškození, je odeslán na port odpovídající příjemci paketu. Přepínače typu cut-through přijmou jenom část paketu nezbytnou k určení portu, na který má být paket odeslán. Adresa příjemce totiž bývá na začátku paketu. Ihned po určení výstupního portu je paket propouštěn na tento port. Toto řešení má výhodu v nižší době zdržení paketu v přepínači (latenci). Nevýhodou ovšem je, že mohou být zbytečně propuštěny i poškozené pakety. Další odlišností jednotlivých přepínačů spočívají především v použité vnitřní pamětí, řešení přepínání, možných typech jednotlivých portů (tzv. symetrické přepínače mají všechny porty stejné, nesymetrické přepínače mohou mít porty různých typů s různými přenosovými rychlostmi) a počtech účastníků připojitelných na jednotlivé porty. Zatímco opakovače a mosty se používají převážně uvnitř místních sítí, ostatní uvedené prvky bývají použity jak v místních sítích, tak v rozlehlých sítích.

Sítě LAN (Local Area Network) Pokrývá-li počítačová síť jen menší omezenou oblast, například jednu budovu nebo určitou organizaci, nazývá se místní počítačová síť. Místní počítačové sítě se používají zejména k následujícím účelům: - Sdílení různých hardwarových prostředků, například disků, tiskáren a modemů mezi jednotlivými počítači připojenými k síti a tím i mezi uživateli těchto počítačů. - Sdílení programového vybavení a dat. Prostřednictvím sdílení disků mezi počítači mohou uživatelé více počítačů pracovat současně s programovým vybavením a daty uloženými na vzdálených discích (fyzicky umístěných v jiných počítačích než v počítači, u kterého uživatel právě pracuje). - Komunikace mezi uživateli. Pomocí vhodného programového vybavení si mohou uživatelé počítačů připojených k síti posílat navzájem zprávy a dopisy elektronickou poštou, popř. spolu přímo komunikovat. - Komunikace do rozlehlé počítačové sítě. Je-li místní počítačová síť spojena s rozlehlou počítačovou sítí, například se sítí Internet, mohou uživatelé místní sítě komunikovat prostřednictvím elektronické pošty s uživateli celé sítě Internet a případně i 54

využívat dalších služeb této sítě. Různé typy místních počítačových sítí lze klasifikovat podle vzájemného vztahu komunikujících počítačů (nebo jiných zařízení připojených k síti), podle fyzické topologie sítě, podle metody určující přístup jednotlivých počítačů k přenosovému médiu, podle použitých komunikačních protokolů, poskytovaných služeb a dalších hledisek. Vztah komunikujících počítačů Přesněji než o vztahu komunikujících počítačů bychom měli mluvit o vzájemném vztahu spolu komunikujících entit - softwarových modulů plnících v síti určitý úkol. V jedné síti totiž mohou mezi různými počítači existovat současně různé typy níže uvedených vztahů. Klient-server je vztah, kdy jedna entita, která je serverem, poskytuje určité služby jiné entitě, která je klientem. Příkladem použití tohoto vztahu je sdílení souborů mezi počítači. Tzv. souborový server (fileserver) poskytuje soubory uložené na svých discích jiným počítačům - klientům. Klient serveru ovšem soubory poskytovat nemůže, jde o asymetrický vztah. Serverů může ovšem být v síti více. Navíc některé typy souborových serverů (například NFS) umožňují, aby jeden počítač pracoval pro některé počítače jako server a současně byl klientem jiného serveru. U sítí s architekturou client-server se některé počítače (servery) používají především pro správu počítačové sítě. Takový server může být vyhrazený, či nevyhrazený (dedicated, nondedicated), což znamená, že může nebo nemůže být používán i jako běžná pracovní stanice. Sítě s architekturou client-server jsou obvykle dražší a náročnější na instalaci a údržbu než sítě peer-to-peer. Na druhou stranu umožňují připojení většího počtu uživatelů a provozování podstatně většího počtu služeb. Sítě s architekturou client-server může řídit i větší počet serverů postavených na stejnou úroveň. Kapacita a velikost takové sítě je pak teoreticky neomezená. Mezi vedoucí OS této architektury patří Novell NetWare, sítě na bázi UNIXu, Windows NT, Windows 2000. Peer-to-peer je vztah, kdy si jednotlivé entity poskytují určitou službu navzájem - vztah je tedy symetrický. Existují implementace sdílení souborů, které jsou založeny na vztahu peerto-peer, například Lantastic nebo Windows NT. Vztah peer-to-peer může také existovat například mezi programy, starajícími se o synchronizaci času na jednotlivých počítačích v síti. U sítě s architekturou peer-to-peer neexistuje žádný řídící počítač, či centrum sítě. Síť má horizontální strukturu a všechny stanice do ní připojené jsou na stejné úrovni. Síťový software pak umožňuje zpřístupnění některých prostředků jedné stanice i stanicím ostatním. Architektura peer-to-peer se obvykle používá v sítích LAN menšího rozsahu, kde by nebylo efektivní vyhrazovat jeden či více počítačů pouze pro samotnou správu sítě. Výhodou sítí peer-to-peer oproti sítím client-server je menší pořizovací cena a snadnější instalace a údržba. Nevýhodou je nemožnost propojení většího počtu uživatelů, či provozování složitějších a náročnějších síťových služeb. Zvláštním případem počítačových sítí, které lze též považovat za sítě s architekturou peer-to-peer, jsou rozsáhlé počítačové sítě WAN. Nejběžnějšími operačními systémy tohoto typu jsou LANtastic, Windows 2000, Windows for Workgroups ad. Operační systémy lze však většinou uzpůsobit k provozování sítí s oběma typy vztahů počítačů. Fyzická topologie sítí Základní dělení je trojí: sběrnicová, hvězdicová a kruhová → Sběrnicová (Bus) - jde o uspořádání, kdy jednotlivé uzly jsou napojeny na jednu sběrnici, která vede od jednoho prvku k druhému a na koncích je ukončena terminátory. - použití především u menších sítí - snadné připojení dalších uživatelů × délka kabelu je omezená (na prodloužení potřebujeme zařízení Repeater - signál s přibývající délkou slábne, je nutné ho zesílit), často dochází k přehlcení sítě - nejčastěji se realizuje standardem ETHERNET

55

→ Hvězdicová - potřeba zařízení, které se jmenuje HUB (česky rozbočovač) - z každého počítače do něho jdou informace, rozbočovač pracuje jako opakovač nebo přepínač - nutnost serveru - v konečném výsledku zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými stanicemi a zajišťuje používání síťového softwaru a technické prostředky - větší rychlost přenosu (každý počítač má možnost okamžité přímé komunikace s HUBem → serverem - při použití HUBů jako přepínačů se navyšuje propustnost sítě) - při poruše jednoho úseku nebo počítače nejsou další počítače ohroženy - nevýhodou je citlivost na poruchu centrálního místa - příkladem této sítě je opět ETHERNET

H U B

serve r

→ Kruhová (Token Ring) - jednotlivé prvky sítě jsou uspořádány do kruhu; každý může zastávat úlohu serveru (všechny počítače jsou si rovny) nejkvalitnější systém - signál se nemůže “srazit“ × nejnáročnější z počítače vedeny dva kabely - kabel který doručují informace a kabel který přináší informace použití v sítích typu Token Ring

56

Přístup k přenosovému médiu (kabelu) V případech, kdy více počítačů sdílí jedno společné přenosové médium, jak je tomu u sběrnicové a kruhové topologie sítě, ale i u hvězdové topologie, pokud je jako rozbočovač použit pouhý opakovač, je třeba stanovit pravidla, na základě kterých budou jednotlivé počítače ke společnému médiu přistupovat (vysílat do něj data). Metody přístupu ke společnému médiu můžeme rozdělit na bezkolizní a kolizní. U bezkolizních metod je společné médium přidělováno obvykle na základě předchozí výměny řídicích zpráv jednotlivým počítačům tak, že je vždy jednoznačně určeno, který počítač může vysílat, zatímco ostatní musí čekat. Nemůže tak dojit k situaci, kdy dva nebo více počítačů začnou současně vysílat na společné médium a dojde tak ke kolizi vysílaných paketů a tím k jejich znehodnocení. Ve velmi rozšířené místní síti typu Ethernet se však používá jedna z kolizních metod, označená jako CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Metoda je kolizní proto, že v principu je možné, aby více stanic začalo současně vysílat na společné médium. Se vzniklou kolizí se počítá, znehodnocené pakety jsou vyslány opakovaně. Chce-li počítač vyslat paket na sdílené médium, otestuje nejdříve, zda již nevysílá někdo jiný. Pokud ano, čeká, až bude sdílené médium volné a teprve potom začne vysílat. Protože rychlost šíření signálu po vedení je konečná, může se stát, že jeden počítač začne vysílat a ještě v době, než se vysílaný signál rozšíří po celém vedení, začne vysílat jiný počítač, který v okamžiku zahájení vysílání otestoval médium jako volné (neboli signál od prvního počítače k němu ještě nedorazil). V takovém případě dojde ke kolizi a oba počítače musí znehodnocený paket odvysílat znovu. Typy realizací místních počítačových sítí Ethernet Ethernet je populární standardní síťový protokol a návrh spojení, podle kterého jsou počítače zapojeny pomocí sběrnicové topologie uzlů k jedinému hlavnímu kabelu. Fyzická sběrnice může však být díky koncentrátorům (opakovačům) i hvězdicová. Ethernet je část počítačové sítě, pokrývající svojí činností fyzickou a linkovou vrstvu sítě. Jde vlastně o platformu, jejímž úkolem je přenášet mezi jednotlivými počítači datové rámce. Tato platforma je tvořena síťovými kartami typu Ethernet pro jednotlivé počítače, propojovacími kabely (koaxiální kabely, kroucené dvojlinky i optické kabely), aktivními prvky pro opakování a filtrací datových rámců, tj. opakovači, mosty nebo přepínači a softwarovými ovladači pro komunikaci aplikačního software se síťovými kartami. Abychom mohli Ethernet použít k nějakému praktickému účelu, například ke sdílení souborů, k elektronické postě nebo k jiné službě, potřebujeme mít na počítačích připojených k síti instalován software, který tyto služby realizuje. Tento software bude při své činnosti využívat služby Ethernetu přenosu datových rámců. Ethernet používá pro přístup ke sdílenému médiu kolizní metodu CSMA/CD. Data jsou přenášena v rámcích, které obsahují:  adresu příjemce (6 B)  adresu odesílatele (5 B)  typ nebo délku dat (2 B)  data (45-1500 B)  zabezpečovací kód CRC (4 B) Existují dva formáty rámců lišící se obsahem třetího políčka. V rámcích typu Ethernet II je na tomto místě číslo označující typ protokolu, ke kterému přísluší datový obsah rámce. V rámcích typu Ethernet 802.3 je na stejném místě délka datové oblasti v bajtech. Protože čísla protokolů používaná v rámcích typu Ethernet II jsou vyšší než největší možná délka datové oblasti, mohou být používány oba typy rámců současně v téže síti. Aby mohly být jednotlivé počítače v síti Ethernet jednoznačně identifikovány, má každá síťová karta typu Ethernet již od výrobce přiřazenu adresu lišící se od adres všech ostatních karet.Tyto adresy mají délku 6 bajtů, z toho první 3 bajty identifikují výrobce karty a zbylé 3 bajty přiřazuje výrobce jednotlivým kartám. Adresy se obvykle zapisují jako 12 číslic v šestnáctkové (hexadecimální) soustavě, oddělené po dvojicích dvojtečkami nebo pomlčkami, například: 57

00:AO:24:15:5E:3B. Taktovací rychlost, se kterou jsou v Ethernetu vysílána data, je 10 Mbit/s. Užitečná přenosová kapacita - rychlost, se kterou mohou být přenášena aplikační data, je však vždy nižší. Část přenosové kapacity je spotřebována služebními informacemi v rámcích a paketech protokolů používaných pro přenos dat, mezi jednotlivými rámci musí být určité mezery a navíc při přenosu rámců dochází ke kolizím, které způsobují, že některé rámce musí být vyslány opakovaně. Topologie Ethernetu může být sběrnicová, hvězdová nebo kombinace těchto dvou uspořádání. V závislosti na použitých typech kabelů je třeba dodržet určitá pravidla stanovující maximální délky jednotlivých úseků kabelů (segmentů), počty počítačů připojených na segmenty a počty opakovačů, kterými mohou být segmenty propojeny. Fast Ethernet Fast Ethernet je modifikace sítě typu Ethernet pracující na rychlosti 100 Mbit/s. Samozřejmě je třeba použít pro tuto síť určené kabely (používají se zkroucené dvojlinky kategorie 5 nebo optické kabely) a aktivní propojovací prvky. NetWare NetWare je softwarová implementace serveru pro místní počítačově sítě od firmy Novell. Pro provoz potřebuje vyhrazený počítač typu PC 386 nebo lepší, vybavený síťovou kartou typu Ethernet. Každý počítač typu PC, který má využívat služeb serveru, musí být rovněž vybaven síťovou kartou typu Ethernet. Základní službou tohoto serveru je sdílení souborů pracuje jako souborový server (fileserver). Poskytuje však i další služby, například sdílení tiskáren v síti. Server existuje ve verzích pro 5, 10, 25, 50,100 a 250 současně pracujících uživatelů - do sítě připojených a služeb serveru využívajících počítačů. Před zahájením práce se serverem se uživatelé musí k tomuto serveru přihlásit svým uživatelským jménem a heslem a při skončení práce se musí zase odhlásit. Po přihlášení se k serveru jsou provedeny příkazy v tzv. přihlašovacích souborech (login scripts). Obsahem přihlašovacích souborů je obvykle zpřístupnění potřebných adresářů serveru a volání některých programů. Zpřístupnění adresářů serveru se provede tak, že se tyto adresáře tzv. namapují na jména lokálních disků uživatelova PC. Většinou jsou k tomuto účelu použita jména disků od konce abecedy, tj. Z, Y, popř. H. atd. Současně bývají také některé adresáře serveru vloženy do proměnné PATH určující, které adresáře se mají prohledávat při hledání spouštěných programů. Jak jsou namapovány adresáře serveru na jednotlivá jména disků našeho PC můžeme zjistit příkazem map: Příklad popisu mapování, které můžeme příkazem map získat: Drives A,B,C,D,E map to a local disk. Drive F:= SERVER1\SYS: \LOGIN Drive H:= SERVER1\SYS:USERS\NOVAK\ Drive X:=SERVER2\USR:\ Drive Y:=SERVER3\SYS:\ Drive Z:=SERVER4\SYS:\ ----- Search Drives ----S1:= V:. [SERVER1_SYS: \PUBLIC] S2:= W:. [SERVER1_SYS: \APPS\BAT] S3:= C:\DOS Z výpisu mapování vidíme, že disky A: až E: jsou lokální (jsou to disketové mechaniky a pevný disk našeho PC), zatímco ostatní uvedené disky jsou namapovány na různé adresáře různých serverů. Se soubory na těchto discích můžeme pracovat stejně jako se soubory na lokálních discích. Rozdíl je v tom, že fyzicky jsou soubory umístěny na discích serverů a každé čtení z nebo zápis do těchto souborů jsou realizovány přenosem dat po síti mezi naším PC a serverem. Výhody sítí Důvodem k zavedení počítačové sítě je obvykle potřeba sdílení drahých periférií, jako například velkokapacitní pevný disk, diskové pole. Obdobně ale mohou být sdíleny i laserové a barevné tiskárny, nebo jiná speciální zařízení (scannery, mechaniky CD ROM). Pokud se počítačová síť nadále rozrůstá, pak se cíl její existence mění. Sdílení drahých 58

zařízení ustupuje do pozadí a do popředí vystupuje podstatně zefektivněná lidská komunikace. Lokální síť zabezpečuje spojení počítačů a tím potažmo i zaměstnanců. V počítačové síti jsou dnes k dispozici efektivní nástroje pro komunikaci, např. elektronická pošta (E-mail). Dále existuje několik komunikačních programů určených pro pracovní skupiny i jednotlivé uživatele (např. ICQ). V takovém prostředí lze aktualizovat informace v reálném čase bez neustálého obtelefonovávání jednotlivých pracovníků. Počítačová síť je prostředek, který zajišťuje velmi dobrou komunikaci mezi osobami, které tyto počítače využívají. Podniková počítačová síť rozšiřuje možnosti komunikace mezi uživateli (zasílání barevných obrázků, videosekvencí, zvuků ap.). Lidé mají tendenci se v psaném textu vyjadřovat přesněji a hutněji, než v mluveném slově. Efektivnost pracovní skupiny využívající síť je dána také tím, že každý člen týmu má v libovolný okamžik přistup k práci a výsledkům celé skupiny. Významnou výhodou počítačových sítí je skutečnost, že správa programů a dat je v jejich prostředí mnohem snadnější, než na jednotlivých samostatných počítačích. Například archivaci důležitých dat je možné provádět každý den, nebo dokonce každou hodinu. Dále v případě, kdy je třeba provést úpravu programů, je možné ji realizovat z jediné pracovní stanice a není tedy třeba obcházet všechny počítače, na kterých jsou tyto programy používány, i když jsou uživatelé rozmístěni po celém podniku, síť představuje mocný prostředek pro jejich přiblížení. Poskytuje možnost centralizované správy jejich požadavků a to bez ohledu na jejich vzdálenost. Kromě toho je v dnešní době možné připojení lokální počítačové sítě přímo do sítě WAN, kterou je obvykle Internet. Sítě WAN (Wide Area Network) Pokrývá-li počítačová síť větší oblast (například celé město, stát nebo skupinu států), nazývá se rozlehlá počítačová síť - Wide Area Network (WAN). Taková síť je obvykle tvořena propojením místních počítačových sítí vybudovaných v jednotlivých organizacích. Sdílení technických prostředků (např. tiskáren, modemů, apod.) mezi uživateli se s výjimkou sdílení vzdálených počítačů provádí obvykle jen v rámci místních počítačových sítí. Rozlehlé počítačové sítě se používají spíše k vzájemné komunikaci uživatelů a v poslední době ve stále vzrůstající míře také k výměně informací. Každý uživatel může se sítí pracovat jednak jako producent informaci tím, že informace, které vytvořil a které by mohly být užitečné pro jiné uživatele, zpřístupní prostřednictvím některé síťové služby a jednak jako konzument informací tím, že vyhledává a používá informace poskytnuté jinými uživateli. Prostřednictvím počítačové sítě je možné realizovat i mnohé komerční služby, například objednávání knih, vyřizování předplatného časopisů, ale i velké podnikové transakce. Starou, dnes už dosluhující sítí typu WAN je síť BITNET. Nejrozsáhlejší a nejdynamičtěji rozvíjející se současnou počítačovou sítí je Internet. Přímé propojení dvou počítačů kabelem K přenosu dat mezi dvěma počítači není nutně potřeba modem. Při krátké vzdálenosti stačí spojit počítače vhodným kabelem. V instalaci Windows je k tomuto účelu k dispozici program Přímé propojení kabelem. Hardwarové podmínky - propojení může být realizováno přes sériové či paralelní porty. Posledně jmenovaný způsob je rychlejší, a proto častěji používaný. Sériové propojení - např. pomocí sériového kabelu RS 232, nebo nulového modemu. Paralelní kabely - paralelní LapLink - speciální kabel, určený pro přenos dat mezi dvěma počítači; paralelní kabel ve standardním 4bitovém provedení; kabel ECP - je rychlejší než standardní kabel. Softwarové podmínky - nainstalování programu Přímé propojení kabelem. Při instalaci se definuje, jestli počítač bude sloužit jako hostitel, nebo host, přes který port bude probíhat komunikace. Před vlastním propojením budete dotázáni na jméno hostitele. Tímto jménem se PC 59

identifikuje v počítačové síti, najdete ho v Ovládacích panelech -> Síť -> karta Identifikace. V případě, že jste se při instalaci rozhodli hostitelský počítač chránit heslem, budete muset zadat i heslo. Při propojování mohou nastat „potíže“: hostitel musí mít definovány konkrétní sdílené složky - jen ty budou nabízeny ostatním; na obou stranách musí být nainstalován alespoň jeden stejný přenosový protokol (IPX/SPX …). Všechna tato nastavení se provádí ve složce Síť v Ovládacích panelech. Vrstvy sítí a síťové protokoly Jednotlivé počítače v síti a programy na nich běžící spolu komunikují podle dohodnutých pravidel, kterým se říká protokoly. Specifikace protokolu zahrnuje popis struktury zpráv, které si jednotlivé programy mohou navzájem posílat, a popis jejich reakcí na příchod jednotlivých zpráv a dalších událostí. Implementace komunikace v počítačové sítí představuje řešení řady problémů. Ukazuje se jako výhodné, rozdělit tyto problémy do skupin-vrstev různých úrovní abstrakce tak, že každá vrstva je implementována samostatným protokolem nebo sadou protokolů, které využívají ke své činnosti služeb implementovaných vrstvou na nižší úrovni. Chce-li tedy software určité vrstvy (s výjimkou nejnižší vrstvy) odeslat data jinému počítači nebo programu, předá tato data k dalšímu zpracování nižší vrstvě. A obráceně, data zaslaná jiným počítačem nebo programem jsou (opět s výjimkou nejnižší vrstvy) převzata vždy od nižší vrstvy. Za účelem přenosu bývají data od určité vrstvy níže rozdělena do částí, neboť se tak jejich přenos zjednoduší. Tyto části se většinou nazývají pakety, rámce, bloky, datagramy nebo segmenty podle toho, o jakou síť a o jakou vrstvu sítě se jedná. Pro zjednodušení budeme dále všechny takové části dat nazývat pakety. Paket ovšem nebývá tvořen pouze určitým objemem dat, která si mezi sebou posílají jednotlivé aplikace. Většina vrstev, kterými data při zpracování na odesílající straně procházejí přidá k paketu získanému od vyšší vrstvy určité služební informace, například adresy odesílatele a adresáta používané v dané vrstvě nebo označení použitého protokolu. Tím vznikne vlastně nový paket, v němž je vložen původní paket. Tomuto procesu se říká zapouzdřování (encapsulation). Nově vytvořený paket je předán nižší vrstvě. Na přijímající straně pak dochází k obrácenému procesu, kdy jsou jednotlivými vrstvami vnořené pakety

vyjímány. Zapouzdřování je znázorněno na obrázku: Jedním z nejvýznamnějších modelů pro popis architektur počítačových sítí je Open System 60

Interconnection (OSI) model. Tento model definuje celkem 7 vrstev. Počínaje od nejnižší úrovně jsou to vrstvy fyzická, linková, síťová, transportní, relační, presentační a aplikační. Nejdůležitější funkce, které jednotlivé vrstvy plní při komunikaci v počítačově síti, jsou uvedeny v následujícím odstavci:  Fyzická vrstva Úkolem této vrstvy je přenést posloupnost bitů přes fyzické přenosové médium (kabel). Součástí fyzické vrstvy je popis mechanických, elektrických a procedurálních vlastností rozhraní přenosového média.  Linková vrstva Vysílající strana posílá data po skupinách bitů vložených do tzv. rámců. Přijímající strana musí v posloupností bitů získané z fyzické vrstvy rozlišit hranice jednotlivých rámců a vyjmout jejich obsah. Součástí úkolů linkové vrstvy je vyřešit problémy spojené se ztrátami, poškozeními a duplikacemi rámců, ke kterým může dojít při přenosu.  Síťová vrstva Tato vrstva pracuje s daty vloženými do paketů. Hlavním úkolem síťové vrstvy je určit, kam mají být pakety posílány, aby dorazily ke svému cíli.  Transportní vrstva Přebírá od relační vrstvy data určená k přenosu. Tato data dle potřeby rozděluje na menší části, které předává síťové vrstvě. Na přijímající straně skládá transportní vrstva z došlých částí původní data. To znamená, že si musí umět poradit s případnými ztrátami, duplikacemi a změnami pořadí jednotlivých částí.  Relační vrstva Poskytuje určité služby spojené s relacemi při přenosu dat, například vkládá do přenášených dat kontrolní body, které v případě přerušení spojení umožní po jeho opětovném navázání pokračovat ve stejné relaci počínaje posledním kontrolním bodem.  Prezentační vrstva Různé počítače používají různé formáty pro reprezentaci datových struktur v aplikacích. Úkolem prezentační vrstvy je zabezpečit pro komunikující počítače konverzi těchto formátů. Dále může prezentační vrstva provádět například kompresi přenášených dat a jejich zakódování.  Aplikační vrstva Implementuje služby vyžadované uživateli sítě, například přenos souborů nebo vytvoření virtuálního terminálu vzdáleného počítače. Architektury jednotlivých konkrétních typů sítí se liší tím, které vrstvy jsou v nich implementovány. Funkce některých vrstev OSI modelu někdy chybí nebo mohou být funkce více vrstev OSl modelu sdruženy v jedné vrstvě konkrétní sítě.

BIOS Anglicky Basic Input Output System (základní vstupně/výstupní systém) neboli BIOS je základní programové vybavení, které je součástí každého počítače kategorie PC. Základ tohoto programu je hardwarově závislý, ale poskytuje jednotné softwarové rozhraní pro každý konkrétní hardware. Také proto jsou aplikace pro počítače PC velmi dobře přenositelné. Služby BIOSu používají programátoři, protože se jedná o výhodnější metodu než používat služby na "fyzické" úrovni každého hardware (pro každou volanou službu by museli vyvíjet vlastní programy). SETUP umožňuje zadat parametry hardwarových komponent. Většinou je BIOS rozdělen na dvě částí: Základní BIOS je umístěn v paměti ROM (EPROM) - má k dispozici obvody CMOS-RAM napájené baterií. Je možné ho zálohovat např. exportem do souboru (to některé antivirové programy umožňují). BIOS obsahuje všechny základní funkce systému. Obvykle začíná na adrese FOOOOh a je velký přesně 64kB. Obsahuje však obsluhu 61

pouze základních periferií (např. z grafických karet pouze MOA a COA) a především neobsluhuje zařízení s novými technologiemi. Rozšíření BIOSu obsahuje další služby. Je obsaženo v pamětí ROM (EPROM) příslušné přídavné karty (např. BIOS videokarty). Nahrávání BIOSu je prováděno inicializační rutinou po ukončení POST testů. POST testy kontrolují jednotlivé hardwarové komponenty a zároveň o jejich stavu vypisují hlášení na obrazovku (často také informace o základním hardwarovém vybavení). Výpis je možné pozastavit klávesou <Pause>. Při neúspěšné detekci je vypsáno chybové hlášení očekávající reakci uživatele. Při inicializaci základního BIOSu přebírá (pokud je přítomno) rozšíření BIOSu obsluhu odpovídajících funkcí namísto základního BIOSu. Rozšířený BIOS grafických adaptérů má poněkud zvláštní postavení, protože je nainstalován bezprostředně poté, co POST zjistí nejzákladnější funkčnost systému. Je to proto, aby následná hlášení POSTu mohly být správně zobrazena na monitoru. BIOS grafických adapterů se nachází na adrese COOOOh a je dlouhý až 32kB. Jednotlivé služby BIOSu se vyvolávají pomoci softwarových nebo hardwarových přerušení (angl. Interrupt). Hardwarové přerušení vyvolá požadavek na softwarové přerušení. Každému kódu přerušení odpovídá příslušná rutina BIOSu. Částí BIOSu je i tzv. BIOS DOSu, který je tvořen soubory IO.SYS a MSDOS.SYS (popř. IBMBIO.SYS a IBMDOS.SYS). Soubor IO.SYS obsahuje paměťově rezidentní drivery periferii, soubor MSDOS.SYS obsahuje obslužné rutiny jednotlivých přerušení DOSu. Dále je součástí BIOS DOSu rezidentní část obslužného programu COMMAND.COM, která obsahuje rutiny přerušení 22h, 23h a 24h. Také obsluhuje všechny standardní chybové stavy DOSu. Interními programy počítače rozumíme takové programy, které jsou zabudovány uvnitř počítače již při jeho dodávce a do kterých může uživatel zasahovat pouze velmi omezeně. Při srovnáni počítače s lidským organismem tyto programy odpovídají základním lidským fyziologickým reakcím (proces trávení, srdeční tep ap.). Takové programy jsou umístěny v paměti CMOS na základní desce (angl. motherboardu) a platí pro ně obecný název BIOS (angl. Basic Input Output System). V pamětí jsou udržovány stálou dodávkou elektrického proudu z baterie. Pokud se baterie vybije, pak dojde ke ztrátě dat. Z tohoto důvodu je vhodné zálohovat celý obsah BIOSu na papíře, nebo disketě. Výrobci BIOSu: AMI, Award, Phoenix (starší počítače). Pomocí jednoduchých menu BIOSu je možné nastavit následující položky - spuštění programu SETUP se provádí bezprostředně po startu počítače (během POST testů), většinou stisknutím klávesy . • Standardní nastavení paměti CMOS - systémový čas, datum, typ pevného disku (zadává se několik číselných údajů podle typu pevného disku), další instalované diskové a disketové mechaniky, typ grafického rozhraní a klávesnice. Kromě toho jsou zde poskytnuty informace o celkové velikosti a rozdělení hlavní paměti. Nastavuje se zde, na jakém datovém kanálu budou disky pracovat (primary master, primary slave, secondary master, secondary slave). Mezi parametry disku patří kapacita, počet cylindrů, počet čtecích/zápisových hlav a sektorů, mód disku (starý CHS; LBA, PIO) ad. Posledním nastavením je většinou určení reakce na chybové hlášení při POST testech. • Rozšířené nastavení paměti CMOS - přesné konfigurování hlavní (RAM) paměti počítače, cache, ochrana boot sektoru (možnost zapisování), rychlost bootování (např. hledání bootovacího disku - bootování z diskety, CD, z disku), zapínání počátečních hodnot (např. Num Locku, dříve TURBA), nastavení časových prodlev, stínování … Nastavení nemá rozhodující význam na funkčnost počítače, ale může výrazně zvýšit jeho výkonnost. • Advanced chipset setup - nastavení chipové sady základní desky: automatické konfigurování, takt sběrnice (+ čekací takty), povolení zápisu dat v burst režimu (více údajů najednou), nastavení stavu cache pamětí (možné odpojení), přetečení dat z cache, spolupráce operační paměti se sběrnicí, rychlost operační paměti, nastavení přístupové doby, čekacích cyklů, parity, zapnutí/vypnutí PCI bufferů, popis integrovaných prvků desky, nastavení slotů PCI - IRQ kanálů (adres přerušení), zpoždění taktu, onboard komponenty počítače (např. integrovaná rozhraní pro disk. mechaniku, disky), nastavení sériových a paralelních portů, USB funkce. 62

• Power management setup - slouží ke konfiguraci šetřicích režimů: nastavení doby vypínání komponent a poklesu příkonu - především u monitoru, snížení frekvence mikroprocesoru, definování přerušení úsporného režimu. Další nastavení je i ve Windows - u W95 standardně volba “Spát” v Nabídce Start. • Load BIOS defaults atp. - Tyto hodnoty jsou takové, že při jejich nastavení by měl počítač vždy pracovat. Nejsou ale ideální, co se týče výkonu počítače. • Změna a nastavení přístupového hesla. Při normálním provozu se požadavek na zadání hesla objeví ještě dříve, než dojde k jakémukoliv spouštění ovladačů a programů. Pokud heslo zapomenete, pak jediná možnost je vymazat paměť CMOS výpadkem elektrického proudu (uvolněním baterie). • Automatická detekce pevných disků. Zjistí základní charakteristiky pevného disku, které je možné vložit jako vstupní údaje do Standardního nastavení CMOS (první bod seznamu). Použití je na místě, pokud dojde ke smazání CMOS a počítač při startu nerozezná přítomnost pevného disku. V ostatních případech není nutné tuto možnost používat. Načítají se zde parametry pevného disku IDE, popř. EIDE … parametry nerozpoznaných disků je nutné nastavit ručně. • Peripheral Setup. Nevyskytuje se v každém BIOSu - nastavení periferií na základní desce. • Pomocné programy (angl. Utility). Používají se pro správu pevného disku v případě jeho kolize (formátování apd.). • Formátování pevného disku • Určení způsobu prokládání pevného disku . • Analýza chyb pevného disku - určí, jaká chyba disku je nejpravděpodobnější • Uložení informací do paměti CMOS Naprostému laikovi se rozhodně nedoporučuje provádět zásadní změny v systémových nastaveních BIOSu. Bližší nastavení je popsáno vždy v dokumentaci k základní desce.

Tiskárny a plotry K tisku se používají plotry a tiskárny - grafická výstupní zařízení, která se od sebe liší jak způsobem tisku, tak i užitím. - Plotry jsou užívány většinou při projekčních činnostech pro tisk vektorové grafiky - Tiskárny jsou používány v obyčejných kancelářích pro tisk textu a bitmapové grafiky Počítačové tiskárny jsou klasické výstupní rastrové periferie (s tzv. "trvalým výstupem"), existují velmi odlišné technologie tisku. Základní typy tisku jsou (o jejich principu je pojednáno dále):  jehličkový,  řádkový,  inkoustový,  stránkový (princip laserový a princip LED diod),  termotransferový,  termosublimační V poslední době se technologie tisku u tiskáren a plotrů velmi sblížily. Plotry, donedávna velkoformátová zařízení umožňující pouze vektorový výstup tažením různých pisátek po papíře (proto se také označovaly jako souřadnicové zapisovače), začaly používat rastrové technologie, jako je inkoustový či laserový tisk. Proto je často obtížné mezi plotry a tiskárnami vymezit přesnou hranici. Nejsrozumitelnějším (ale ne vždy jednoznačným) rozlišovacím znakem jsou maximální rozměry výstupního média (papíru). Kromě technologie tisku jsou u tiskáren většinou zajímavé následující obecné parametry:  Rozlišení DPI (Dots Per Inch - bodů na palec), tedy hustota tištěného rastru.  Barevnost - možnost monochromatického nebo barevného tisku a v souvislostí s tím 63

   

 

možný počet barev a barevná věrnost. Maximální rozměr tiskové stránky u stránkových tiskáren nebo šířka tisku u ostatních typů tiskáren. Rychlost tisku - je nutné rozlišit tisk v textovém a grafickém režimu. Komunikační rozhraní pro přenos grafických dat, známé jsou jazyky PostScript a PCL. Vyrovnávací paměť, což je důležitý parametr především u stránkových tiskáren, protože zde je nutné načíst obsah celé strany do tiskárny a teprve potom ji vytisknout. U ostatních tiskáren tento parametr určuje, nakolik bude tiskárna zdržovat počítač při přenosu dat. Předdefinované hardwarové typy písma, možnost tisku diakritiky v textovém režimu a podobně. Dostupnost různých podavačů (Cutsheetfeader nebo sheetfeader), zásobníků pro jednotlivé listy papíru a přítomnost podobných doplňků.

Jehličkové tiskárny Jehličkové tiskárny se stále používají pro jednoduchý výstup, na který nejsou kladeny zvláštní nároky. Jsou to tzv. SIDM (Serial Impact Dot-Matrix Printer) tiskárny. Protože proces tisku jednotlivých znaků probíhá po řadě za sebou, nazývají se sériové. Jednotlivé znaky textu jsou skládány z bodů tiskové matice (hlavy). Základní parametry jehličkových tiskáren (především rozlišení a rychlost) silně závisí na počtu jehliček v tiskové hlavě. Kdysi se používaly sedmi a dvanáctijehličkové, nyní to jsou: 9-ti jehličkové s rozlišením 72 až 216 DPI vertikálně a 60 až 240 DPI horizontálně, 18-ti jehličkové se středními hodnotami DPI, 24-jehličkové s rozlišením 180 až 360 DPI vertikálně a 240 až 360 DPI horizontálně. Výhody těchto tiskáren jsou:  nízká pořizovací cena,  nízké provozní náklady,  možnost tisku s kopiemi,  snadná volba kvality tisku (ovšem všeobecně se jedná o nejméně kvalitní tisk),  nejlevnější možný barevný tisk (přes barevnou pásku),  variabilnost vybavení,  kvalita tisku málo záleží na kvalitě papíru. Mezi nevýhody lze počítat:  velkou hlučnost,  nízkou kvalitu tisku,  pomalý tisk grafiky. Pro zvýšení kvality tisku (režim NLQ - Near Letter Quality, kvalita blízká kvalitě dopisní) se používají různé techniky, nejznámější způsob je ten, že se každá řádka tiskne dvakrát. Při druhém průchodu se tisková hlava nepatrně posune, takže tiskové body zaplní mezery mezi sebou. Dále se tisková hlava může různě jemně naklánět, nebo je posouvána papírem. Osmnácti a čtyřiadvaceti jehličkové hlavy mohou takto tisknout pouze na jeden průchod díky tomu, že používají více řad vzájemně se doplňujících jehliček. Existují dva nejrozšířenější typy tiskových hlav: 1. Balistické hlavy s pohyblivým jádrem Zde jsou jehličky volně uloženy ve vedení ze syntetického rubínu nebo z keramiky a jsou drženy pružinkami. Konec jehličky je vystřelován elektromagnetem při elektrickém impulsu. Jehlička je vystřelena přes barvicí pásku směrem na papír a zpět je okamžitě vrácena pružinkou. Frekvence těchto impulsů může být až 1.800 Hz. 2. Hlavy typu "Stored Energy" V těchto hlavách jsou jehličky pevně přivařeny k jádru, které je pohyblivé. V klidu je jehlička i pružina silně stlačena kotvou, kterou v této poloze drží permanentní magnet. Dále je zde elektromagnet, který při proudovém impulsu zruší pole permanentního magnetu a jehlička je vystřelena na barvicí pásku a na papír. Permanentní magnet přitáhne nakonec jehličku zpátky. Z popsaného principu tisku je jasné, že materiál, který vydrží tak silné namáhání, musí být 64

velmi kvalitní. Jehličky jsou často vyráběny z vysoce legovaných ocelí s přísadami wolframu. Jehličkové tiskárny tisknou v grafickém nebo textovém režimu. V obou případech je výsledek poskládán z jednotlivých tiskových bodů, ovšem při textovém režimu se do tiskárny posílají jen informace o znacích, jejich poskládání z jednotlivých elementárních bodů si již tiskárna velmi rychle provede sama. Kdežto v grafickém režimu se do tiskárny musí posílat informace o každém jednotlivém bodě. Barevný tisk u jehličkových tiskáren je umožněn tiskem přes čtyřbarevnou pásku (CMYK zelenomodrá, modročervená, žlutá a černá). Nejčastěji jsou používány 24-jehličkové tiskárny s rozlišením 360x360 DPI. Barvy jsou skládány z několika průjezdů tiskové hlavy, při každém průjezdu se nanáší jedna barevná složka. Řádkové tiskárny Takzvané FFC (Fully Formed Character) tiskárny, které tisknou celé znaky a z nich složený řádek najednou. Používaly se jako vysokorychlostní tiskárny u sálových počítačů, kdy tiskly omezenou sadu písmen s žádnou možností grafiky. Tyto tiskárny byly bubnové a řetězové. Uměly tisknout pouze znaky, jejichž vzory byly umístěnu na pásku, resp. na řetězu. Základní princip tisku byl shodný s obyčejnými psacími stroji, které také mohou tisknout přes pásku pouze ty znaky, které mají umístěné na "vějířku". Ovšem rychlost těchto tiskáren bývala opravdu značná (1500 až 4000 řádek za minutu). Bubnové tiskárny mají rotující ("typový") válec, na kterém je pro každou pozici řádku umístěna sada znaků. Kolem tohoto válce je vedena barvicí páska o šíři stránky a také papír. Za papírem jsou tiskací kladívka. Papír se posunuje po jednotlivých řádcích a kladívka přitisknou papír a pásku k příslušným znakům. Řetězové tiskárny mají nekonečný typový řetěz se znaky, který se pohybuje napříč papíru. Ve vhodném okamžiku je pomocí kladívka přes pásku otisknut příslušný znak z řetězu na papír. Tento tisk je o něco kvalitnější než u bubnových tiskáren. V současné době se tyto tiskárny používají jen málo, a to s poněkud upravenými technologiemi tisku. Nedá se již tak jednoznačně určit, zda se jedná o řádkové či jehličkové maticové tiskárny. Lze s nimi docílit i grafického výstupu. Pracují většinou na principu tiskových kladívek, uspořádaných v řadě. Tato kladívka vypadají jako kovové jazýčky, které mají na konci kuličku. Kulička při kmitu (podobně jako u jehličkových tiskáren) vytiskne na papír přes pásku jeden bod. Kladívek bývá umístěno na liště 66 až 132. Tato lišta se pohybuje velmi rychle v horizontálním směru, aby se kladívka dostala na všechny pozice matice. Rychlost tisku je dobrá, za minutu dokáží tisknout přes tisíc řádek textu. Inkoustové tiskárny Tato technologie byla bouřlivě vyvíjena především firmou Hewlett Packard, která v roce 1984 vyvinula první monochromatickou tiskárnu ThinkJet a v roce 1987 vyrobila první barevnou tiskárnu PaintJet. Základem tiskárny je tisková hlava. Existují dva základní typy těchto hlav podle toho, jakým způsobem dostanou inkoust na papír:  Technologie bubble-jet je nejpoužívanější, přivádí do komůrky pod tryskou inkoust, který rozehřívá na teplotu až 400 stupňů. Vzniklý tlak vypudí kapku inkoustu z trysky nad komůrkou směrem na papír. Trysek jsou tři skupiny (pro každou barvu jedna), obvykle je ve skupině šestnáct trysek.  Piezoelektrické (Ink-jet, stříkací, plivací, MicroPiezo) tiskárny, kdy se inkoust protlačuje tryskami na základě elektricky řízené změny objemu jednotlivých piezokrystalů. Jakmile dojde ovládací impuls na piezoelektricky ovládanou destičku, vymrští se destička kupředu a katapultuje kapičku inkoustu na papír.  Termální tisk - zapečení inkoustu vysokou teplotou do papíru. Existuje ještě jeden technologický typ inkoustových tiskáren, který se již ovšem nepoužívá. Jedná se o kontinuální metodu, kdy neustále tryská proud inkoustu, který je pouze vychylován do požadovaného směru. Zásoba inkoustu je obsažena v inkoustové patroně, kde mohou být zásobníky (cartridge) pro 65

tři barvy v případě barevného tisku, nebo jen pro jednu, černou barvu. Barevný tisk je založen na barevném modelu CMY (C-cyan, zelenomodrá či azurová, M-magenta modročervená či purpurová, Y-yellow - žlutá). Z těchto barev se dá složit takřka celá barevná paleta. Inkoustové tiskárny jsou méně hlučné, cenově se přibližují jehličkovým, mají ovšem dražší spotřební materiál. Velmi dobře u nich lze provozovat barevný tisk. Tiskové rozlišení se u jednotlivých modelů různí, bývá většinou od 300 DPI výše, kvalitní je rozlišení 600 x 600, výborné např. 2400 x 1200 nebo 2880 x 720 DPI a více. Rozlišení černobílého tisku bývá větší než u barevného. Kromě fyzického rozlišení se kvality tisku dosahuje různými technikami (kvalitou inkoustu, řízením objemu kapiček inkoustu, ovlivňování množství barvy jednotlivých barevných složek atd.) -> různé technologie fotografického tisku, především u barevného (PhotoREt III (HP), ColorSmart II (HP)). Důležitou charakteristikou tiskáren je i rychlost tisku (grafiky/textu - kolem 10/15 str./min.). Tiskárny mohou být vybaveny také vlastními procesory a pracovní pamětí (128, 256 KB, někdy i desítky MB) pro načtení tiskových úloh a rychlou komunikaci s počítačem. Často je k nim „přibalen“ speciální ovládací software, někdy i tiskový server, který slouží ke snadné obsluze tiskárny v síti. Pro uživatele je rozhodující samozřejmě i cena tiskárny a výměnných cartridge s inkoustem, které se musí dokupovat (někdy je lze znovu naplnit, což však není doporučováno). Pro barevný inkoust se používají zásobníky buď pro každou barvu zvlášť, nebo jeden zásobník pro všechny barvy. Dále je možné tiskárny posuzovat podle hlučnosti, vyspělosti ovladačů a jazykových emulací (sad podporovaných jazyků pro urychlení tisku v textovém režimu). Z ceny inkoustu a papíru se vypočítávají celkové náklady na tisk, zvlášť se hodnotí kvalita tisku - u písma a grafiky. Inkoustové tiskárny se hojně používají v domácnostech či malých pracovních kolektivech, využívají se také jako pomalejší náhrada drahých barevných laserových tiskáren. K počítači se nejčastěji připojují pomocí paralelního portu (LPT1) nebo USB. Mezi výrobce inkoustových tiskáren patří Hewlett-Packard (např. HP DeskJet 990Cxi), Canon, Epson, Lexmark, Eprint ad. Laserové tiskárny Laserová tiskárna pracuje jako stránková, tzn. že zpracovává celou výstupní stránku najednou. Po vytvoření stránky v paměti se data přenášejí pomocí laserového paprsku. Paprsek z laserové diody vychylovaný zrcadly zde osvětlí válec s fotocitlivou vrstvou (ze selenu nebo amorfního křemíku), který se otáčí a na osvětlená místa přitahuje tiskový prášek z toneru. Poté se prášek přenese na papír a vysokou teplotou (okolo 200 stupňů) zapeče. Takto lze dosáhnout velmi ostrého tisku s rozlišením od 300 DPI výše. Existují i laserové tiskárny s barevným tiskem. Princip spočívá v tom, že pro každou barvu (z barevného modelu CMYK) je zvlášť vytvořen obraz na fotocitlivém válci a nanesený prášek je vždy přiřazen příslušné barvě. Teprve po nanesení všech barevných složek se obraz fixuje v zapékací komoře tiskárny. Tiskárna tedy musí mít čtyři samostatné zásobníky s tiskovým práškem (tonery). Dalším problémem je zajištění přesného průchodu papíru při nanášení jednotlivých barevných složek. Tiskárny LED diodové Zde je tisková hlava sestavena z velkého množství LED diod (Light Emitting Diode), jinak je postup obdobný jako u laserové technologie. Počtem diod je dána rozlišovací schopnost tiskárny, pro rozlišení 300 DPI se používá zhruba 2500 diod. Tyto tiskárny jsou zcela bezhlučné, mají nižší provozní náklady než laser, mají jednodušší konstrukci. Jedinou nevýhodou u nich je elektronicky náročné řízení LED diod. Tiskárny termotransférové Tyto tiskárny umožňují velmi kvalitní barevný tisk. Barva (v modelu CMY, popř. CMYK) se připraví na fólii, která je opatřena tenkou vrstvičkou vosku. Barvy jsou na tuto fólii naneseny v plném formátu stránky postupně za sebou. Takto připravené tiskové médium se protahuje společně s papírem okolo pevné tiskové hlavy. Teplem se barva přenáší na papír. Po přetisku každé barvy se vrací papír zpět, aby se na něj nanesla další barva. Tiskový papír musí být 66

speciální, aby na něm držel rozteklý vosk. V některých případech se také používá pevný vosk nebo také inkoust. Ten se teprve působením tepla zkapalní a přenese na papír. Používají se i přenosné termotransférové monochromatické tiskárny určené pro přenosné počítače, protože mají velmi malé rozměry. Tiskárny termosublimační Termosublimační princip tisku je velmi podobný technologii termotransferové. Opět se tiskne z pásu voskového tiskového média (fólie se dodávají s tiskárnou). Rozdíl spočívá v tom, že se barvy při přenosu nerozpouštějí, ale zahřívají se na tak vysokou teplotu, že vniknou (sublimují) do speciální polyesterové fólie, která je používána místo papíru. Tím je umožněn velmi kvalitní barevný tisk. Řízenou teplotou tepelné hlavy se totiž dá přesně určit množství barvy, která pronikne do tiskového média a tím se mohou jednotlivé barevné tóny skládat v jediném tiskovém bodě. Při rozlišení 300 DPI lze dosáhnout fotografické jemnosti barev, protože v každém bodu lze namíchat libovolný z 16,7 miliónu barevných odstínů. Nevzniká tak barevný rastr jako u inkoustových tiskáren. Termosublimační tiskárny se proto používají především k velmi kvalitnímu tisku fotografií. Mezi výrobce termosublimačních tiskáren patří Olympus, Sony, Hewlett Packard, Canon. Plotry Klasické plotry byly reprezentanty velkoformátového vektorového grafického výstupu. To ovšem vyžadovalo mnoho mechanických prvků, které zapříčiňovaly nespolehlivost kresby a dlouhou dobu kreslení. V současné době jsou tyto pisátkové plotry často nahrazovány rastrovými technologiemi, které umožňují kvalitní výstup v krátkém čase a s minimální poruchovostí. Slévá se tak rozdíl mezi tiskárnami a plotry, jediným rozdílem je vlastně velikost tiskové plochy. Technologické typy plotrů jsou:  Pisátkový ("souřadnicový zapisovač") - klasický vektorový typ plotrů, u kterého je zásadní charakteristikou především typ pisátka (pero, tužka, fix), počet pisátek, přesnost kresby, rychlost. Teoretické rozlišení těchto plotrů je až 2000 DPI. Barevný výstup u těchto plotrů je možný díky tomu, že plotr disponuje několika různými pisátky o různé barvě nebo šířce (má je většinou uloženy v tzv. karuselu) a během kresby je může vyměňovat. Kvalita pisátka je u těchto plotrů nesmírně důležitá, pisátko musí být schopno pracovat v extrémních podmínkách značného zrychlení a rychlosti. Technologie pisátkových plotrů dosáhly již zřejmě svého vrcholu, jejich vývoj se děje velmi pomalu. Pozvolna vyklizují pozice plotrům inkoustovým. Nicméně pisátkové plotry mají stále své opodstatnění, minimálně z toho důvodu, že jsou osvědčené, u uživatelů velmi zavedené a není tedy zásadní důvod měnit stávající pracovní postupy u firem, které je vlastní.  Inkoustový - rastrový typ, existují monochromatické nebo i barevné. Firma HP vyrábí barevné inkoustové tiskárny s rozlišením 600x600 DPI o velikosti A0, které tento formát vytisknou za pár minut. Technologie tisku je obdobná, jako u inkoustových tiskáren.  Termostatický - rastrový, termostatickým principem umožňují tisknout na speciální papír, většinou pouze monochromaticky (lze dosáhnout i více barev, především záleží na papíru).  Laserový - asi nejpřesnější rastrový typ, většinou monochromatický, existuji i barevné, často s rozlišením 600 DPI. Technologie tisku je obdobná, jako u laserových tiskáren.  Kromě toho existují různé speciální typy plotrů, například gravírovací, který pomocí frézek vyhlubuje obraz v materiálu, řezací plotry vyřezávají obraz nejčastěji ze samolepicích fólií (pro reklamní a podobné účely) atd. Většina těchto speciálních plotrů je schopna zpracovávat pouze vektorovou (čárovou) informaci. Řezací techniku zvládne mnoho pisátkových plotrů jen po výměně speciální hlavy. Další zásadní charakteristiky plotrů:  Rozměr maximální tiskové plochy, který se pohybuje zhruba od velikosti A3. Podélný rozměr často nebývá omezen, tiskne se na nekonečnou roli papíru. 67

Vyrovnávací paměť, což je důležité u rastrových plotrů pro zvládnutí větších kreseb, u pisátkových plotrů především pro možnost tisku off-line,  Komunikační rozhraní, známé jsou jazyky HPGL, HP-GL/2, CalComp PCI, CDCL, DMPL.  Medium pro kreslení (obyčejný nebo termostatický papír, fólie,...).  Konstrukce plotrů, která může být:  Desková (stolní) - médium se umístí na rovnou plochu a nad ním jezdí tisková hlava, plotry mají omezený rozměr pro kreslení, používají se především pro kresbu na speciální média (leptání tištěných spojů, vyřezávání z fólii,...). Tisková hlava vypadá asi jako portálový jeřáb, která se pohybuje jednak po kolejničce uvnitř ramene napříč kreslicí plochou a jednak s celým kreslicím ramenem po kolejnici podél kreslicí plochy. Zastavěná plocha plotrem bývá značná, proto se od těchto typů upouští a používají se jen ve speciálních případech.  Bubnová - "mandly", tyto typy jsou nejčastější, teoreticky umožňují kreslit na nekonečnou roli papíru, zabírají méně místa, ovšem nemusí být tak přesné jako deskové. Nevýhodou je, že je nutné vždy kreslit na celou šíři papíru, nelze používat odřezky. Zde jezdí tisková hlava pouze napříč papírem, kolmý pohyb zajišťuje plotr pohybem samotného papíru. Hlavním nedostatkem je zřejmě složitý mechanismus pro posun papíru a přichycení papíru tak, aby se v žádném případě neposouval.  Uchycení media - mechanické (traktor), elektrostatické (náš patent, slouží k uchycení na deskových plotrech), magnetické atd. Předními firmami jsou CalComp, ROLAND DG, GRAPHTEC, Hewlett Packard, MIMAKI Engineering, Océ Graphics, Summagraphics, atd. 

Skenery (scannery) V současnosti existují tři základní typy scannerů:  ruční - určený většinou pro amatérské použití. Rozlišení ručního scanneru dosahuje cca. 300-400 dpi při snímání 256 barev nebo odstínů šedi.  stolní - používá se většinou pro profesionální práci. Dosahuje rozlišení až 1200 dpi při barevné hloubce 24, popř. 32 bitů (16,8 miliónů barev).  bubnový - pouze pro profesionální použití v grafických studiích. Dosahuje vysokého rozlišení (až 4000 dpi) a velké hloubky barev (až 48 bitů na pixel). Dnešní skenery pracují všechny podle stejného principu, i když realizace v praxi může být často rozdílná. Princip snímání Princip je shodný jak u barevných, tak i černobílých scannerů: Obrazová předloha je po řádcích osvětlována a odražené světlo je optickým systémem vedeno k přijímači. Senzory přijímají obrazovou informaci, která je počítači posílána jako digitální signál. Dnešní skenery pracují zpravidla v tzv. CCD řádkovém postupu. CCD (Charge-Coupled Device) se jako přijímač skládá z řad se stovkami fotobuněk. Jde o třířádkový snímač, s tím že každá řádka snímá jednu složku světla ( červenou, modrou a zelenou barvu ). Každá z buněk dodává elektrický signál, který odpovídá síle odraženého světla dopadajícího na buňku. Signál, který odpovídá jednomu pixelu v obraze, je přeměněn na binární číslo. Tmavá místa obrazu, která reflektují méně světla, přitom obdrží nízké hodnoty, světlá místa jsou charakterizována vysokými čísly. (Pro CCD s 256 stupni světlosti a rozlišení 300 dpi (bodu na palec) na předloze A4 jsou řádky CCD osazeny asi 2600 prvky). Snímač se pohybuje po delší straně předlohy, a snímá tak jednotlivé řádky. Nejběžnější je, že na jeden průchod je zpracována celá plocha předlohy, protože snímač na šířku obsáhne celý řádek. U nejdražších stolních skenerů se potom můžeme setkat s takzvaným XY snímáním, při kterém se snímací hlava pohybuje ve dvou směrech, aby se tak maximalizovalo rozlišení. Skenery s touto technologií snímání nemusí snímat celou plochu, 68

ale mohou pracovat jen s určitou částí a parametry snímání mohou v různých částech pracovní plochy měnit. Obraz zaznamenaný touto technologií se pak skládá z jednotlivých nasnímaných pásů do výsledné podoby. Třířádkovému CCD snímači konkurují v současné době asi dva další typy snímání. Vysoce výkonné PMT snímače u drahých bubnových skenerů a CIS snímače, které sice nabízejí nižší kvalitu snímání než CCD, ale jsou levnější a jejich použití nevyžaduje prakticky žádné další součástky. Díky tomu jsou CIS skenery nejnižší a nejlehčí na trhu. CIS technologie však neumožňuje snímat prostorové objekty. CCD snímače tvoří pomyslný střed a můžeme je najít u skenerů za 4.000Kč stejně dobře jako u skenerů za 1-2 milióny korun. Snímače se liší také svou velikostí. Ve vyšší kategorii je nejběžnější použití snímačů s 10500 snímacími buňkami od výrobců jako je Kodak, Phillips a další. Místo buněk CCD se mohou používat fotonásobiče - hlavně u dražších bubnových skenerů, určených pro aplikace především v profesionální oblasti. Jejich ceny až desetinásobně převyšují ceny normálních skenerů. Bubnové skenery jsou používány v profesionálních DTP studiích. Jako zdroj světla byly v scannerech dříve používány žárovky, ty jsou dnes nahrazeny zářivkami. Pro snímání obrazové informace se většinou používá osvěcovací postup, jímž mohou být zpracovány i předlohy tištěné na papír. Někteří výrobci nabízejí pro své skenery adaptéry nebo jiné příslušenství na skenování fólií nebo diasnímků prosvěcovacím postupem. Od černobílého přístroje k barevnému skeneru není daleko. Senzory citlivé na světlo, které registrují různé stupně jasu, jsou v obou případech stejné. U barevných skenerů jsou postupně snímány tři různé barvy. Světlo s primárními barvami červenou, zelenou a modrou absorbuje vždy příslušnou část z předlohy. Ze tří dílčích skenování vznikne aditivním smícháním barev opět správný obraz. U plochých skenerů se trojnásobné snímání realizuje různými způsoby. Jednou z metod je tzv. 3-PASS postup, při kterém je celá předloha nasnímána třikrát za sebou s různými barevnými filtry. Přístroje, které poskytují realistické podání barev, se nazývají Truecolor skenery, ty registrují při každém průchodu osm datových bitů na pixel. Takto složený obraz se vyznačuje barevnou hloubkou 24 bitů, čímž je možné znázornit 16,7 milionu různých barev. Rychlejší je většinou 1-PASS postup, při kterém se předloha snímá po řádcích postupně všemi třemi barvami. Tento postup je častější. Vtahovací skenery (s automatickým podáváním předlohy) pracují zásadně touto metodou. Jelikož je u nich předloha tažena válci okolo jednotky CCD, musel by být list při použití jiné metody vtažen třikrát, což by zákonitě způsobilo nepřesnosti. U plochých skenerů, ve kterých se skenovací jednotka s CCD nebo zrcadlem a filtrem posouvá, toto nebezpečí nehrozí. Ne všechny skenery vytvářejí barevné světlo pomocí filtru. Stejně dobře je možné obraz osvětlovat třemi zářivkami různých barev, které střídavě snímají předlohu. Také při této technice, kterou používá mimo jiné firma Epson, je možné skenovat v jednom nebo ve třech průchodech. Postup skenování obrazu je vysvětlován obrázkem.

69

Obr. Princip skenování Třetí metodu preferuje HP. Scanjet používá tři CCD jako přijímací prvky. Každým z nich je snímána obrazová informace pro jednu určitou barvu. Obraz je osvětlován dvěma bílými zářivkami. Reflektované světlo se dostává k senzorům přes dva filtry. Na skenerech se dá snímat prakticky cokoli, co jde přitisknout na skleněnou desku zařízení. Od filmů, přes papírové předlohy až po jednu stěnu krabice či stránku knihy. Zpravidla se rozlišují dva typy předloh: 1) průsvitné (transparentní) předlohy 2) předlohy odrazivé Parametry scannerů Skenery charakterizuje typ použitého snímače (CCD, PMT, CIS s fotobuňkami, popř. fotonásobiči), barevné prosvětlování (filtry, barevné zářivky, tři snímače), počet snímání předlohy (1-PASS, 3-PASS) a pohyb snímače (XY, jednostranný). Dalším parametrem velmi důležitým pro kvalitní snímání je denzita, které je skener schopen dosáhnout. Ta určuje, nakolik je skener schopen rozlišovat různé intenzity světla. Čím vyšší je denzita, tím lépe skener rozlišuje velmi tmavé a velmi světlé oblasti. Takže pokud máme skener s nízkou denzitou, získáme pouze černou plochu tam, kde lepší skener ještě rozliší určitý motiv. U levných skenerů se denzita ani neudává (je špatná), ale profesionálních zařízení jde o jeden ze stěžejních parametrů. Mezi další parametry patří barevná hloubka. Každý snímač vybavený analogicko-digitálním (A/D) převodníkem je schopen rozlišit určitý počet barev. Ten je určen tím, kolik bitů používá pro ukládání informací o barvě. Barva se ve skeneru udává ve formátu tří celých čísel. Jde o intenzity základních RGB barev (červená, zelená a modrá), ze kterých se složením získává výsledná hodnota. Každá ze základních barev se většinou zpracovává samostatně jednou řádkou snímače s odpovídajícím barevným filtrem. Barevná hloubka se proto někdy udává pouze pro jednu základní barvu. U skenerů se můžeme setkat s různě uvedenou bitovou hloubkou. Asi nejčastější je celková bitová hloubka uvedená v bitech. Tedy například 24, 30, 36 nebo 42 bitů. Tomu zcela ekvivalentní je uvedení hloubky na jeden kanál. To znamená 8, 10, 12 nebo 14 bitů na každou barvu. Další možností je uvést celkový počet barev v desítkové soustavě. Zaokrouhleně od 16,7 mil. (24b -> 224=16,7 mil.) až po trilióny barev. Barevná hloubka tedy udává, nakolik přesný je převod barev při digitalizaci. Čím vyšší je barevná hloubka, tím více barev se rozlišuje a pochopitelně o to přesnější je vykreslení obrazu. Špičkové skenery pracují s hloubkou 42 bitů, domácí uživatel si vystačí i s 24 či 30 bity, které nabízejí i nejlevnější skenery. Důležitým parametrem je i rozlišení skeneru. To je dáno třemi faktory. Tím prvním je počet 70

snímacích buněk snímače. Každá buňka fyzicky snímá vždy jeden bod na řádku. Druhým faktorem je optická soustava, která určuje poměr zvětšení nebo zmenšení obrazu a konečně záleží i na přesnosti krokového motorku, který zajišťuje posun snímací hlavy. Motorek zabezpečuje, aby se hlava se snímačem posunovala vždy rovnoměrně. Čím menší krok dokáže motorek zajistit, tím větší rozlišení může být. Rozlišení skeneru je udáváno dvěma hodnotami (např.: 600x1.200 dpi). Nižší hodnota znamená počet bodů rozlišovaných na řádku. Jeden bod má šířku 0,042 mm. Druhý rozměr je určen přesností krokování motorku. Pokud má skener například dosáhnout rozlišení 1.200 dpi ve směru pohybu, tak je nutné pohybovat se snímací hlavou s přesností 0,021 mm. Pro profesionální nasazení v DTP studiích je za opravdové minimum považováno rozlišení 1200x2400 dpi, pro domácího uživatele však bohatě stačí i 300 dpi maximálně 600x1.200 dpi. Vysoké rozlišení se uplatňuje hlavně při práci s filmovými předlohami, kdy se z malé plochy políčka zvětšuje obraz třeba pro billboard. Rozlišení není ale všechno, skener s vysokým rozlišením může mít problémy třeba s ostrostí obrazu, stálostí či dalšími parametry. Programové vybavení skenerů K tomu, jak kvalitně můžeme obrázek naskenovat, přispívá velkou měrou i programové vybavení skeneru. Obrázek by měl byl dostatečně kvalitní a zároveň by neměl být příliš velký. Programové vybavení nám umožňuje i potřebné skenování textů a tabulek pro další zpracování. Jestliže máme OCR (Optical Character Recognition) program, můžeme s jeho pomocí převést obraz do textového dokumentu nebo tabulky, kde se dají informace pohodlně upravovat. Většinou to probíhá tak, že OCR program požádá ovladač skeneru, aby načetl stránku jako obrázek, ve kterém se následně pokusí rozeznat známé tvary písmen a složit z nich výsledný text. Na velikosti, kvalitě tisku i na barvě písma záleží, jak bude toto rozpoznávání úspěšné, a jestli tedy bude výsledek použitelný bez zdlouhavých ručních úprav. OCR program se dnes dodává i s těmi nejlevnějšími skenery stejně jako nástroje pro úpravu grafiky. Výrobci se snaží ovládání skenerů pro domácí použití co nejvíce zjednodušit, skenery často obsahují tlačítka pro časté funkce, popřípadě jsou tyto funkce zpřístupněné v ovládacím programu. Ovladače obsahují dva režimy práce - pro začátečníky nebo pokročilé, nejlepší jsou pak ovladače, které umožňují všechna nastavení uložit a později opět obnovit, což značně usnadňuje zpracování předloh stejného typu. Programové vybavení i těch nejlevnějších skenerů obsahuje programy pro práci s grafikou jako například Adobe PhotoDeluxe, Adobe ActiveShare, Ulead PhotoImpact, Ulead PhotoExpres, ImageFolio nebo MGI PhotoSuite. Mezi OCR programy patří Fine Reader, TextBridge, Caere OmniPage, Recognita Standart, se skenerem se dodávají někdy i programy pro správu dokumentů, programy pro publikování fotografií na internetu nebo dokonce i HTML editory pro vytváření internetových stránek. Ceny levných skenerů se dnes pohybují mezi 2-5-tisíci korun, mezi nejznámější výrobce patří firmy Acer, Artec, Genius, Hewlett-Packard, Microtek, Mustek, Umax a Visioneer.

Klávesnice Klávesnice je nejdůležitějším vstupním zařízením počítače. Vzhled a především rozmístění a význam kláves na klávesnici se standardizoval a dnešní klávesnice jsou si velmi podobné. Význam jednotlivých kláves závisí především na jednotlivých softwarových aplikacích, i když některé zásadní zvyklosti jsou těmito aplikacemi často dodržovány. Klávesnice byly donedávna velmi různorodé a jejich vzhled procházel poměrně značnými změnami vzhledem k tomu, že do příchodu osobních počítačů typu PC byly jednotlivé výpočetní platformy velmi nekompatibilní a jejich ovládání si diktovalo charakter klávesnic. Teprve s počítači PC se začal vzhled klávesnic sjednocovat: • Pro počítače PC-XT se používala klávesnice "XT" s deseti funkčními klávesami 71

umístěnými po levé straně, která obsahovala zpravidla 89 kláves. Pro počítače PC-AT a v současné době prakticky pro většinu typů počítačů se používá klávesnice "AT" neboli "MF" (Multifunctional).Ta má 101 nebo 102 kláves s pevně daným rozmístěním + další funkční klávesy (uspání počítače, přechod do Windows, popř. konfigurovatelné klávesy). Konstrukce klávesnice musí splňovat celou řadu požadavků. Musí snést relativně značné mechanické namáhání, musí být odolná proti prachu, tekutinám a podobným svačinám uživatelů. Jednotlivé klávesy se musí nechat stisknout velmi jemně s velmi malou tolerancí. Přitom musí klást dostatečný odpor, aby nebyly stisknuty nechtěně. Obsluhovací mechanismus kláves se nazývá také "actuator". Objevují se různé kombinované klávesnice, které v sobě obsahují také polohovací zařízení, jako je trackbal apod. Také existují různé typy ergonomických klávesnic (například "rozlomená" klávesnice, klávesnice s podpěrkou pro zápěstí). Důležité je, aby uživatel ani při delším psaní netrpěl bolestmi kloubů a neměl otlačené zápěstí, ruce mají být při psaní navzájem položeny šikmo, nikoli rovnoběžně (takže lokty trochu od sebe). Ergonomie je u klávesnice velmi důležitý faktor, záleží však na uživateli, který typ klávesnice mu bude vyhovovat. Elektronické vybavení klávesnice je jednoduché, i když se vlastně jedná o samostatný počítač. Obsahuje ho totiž čip, většinou Intel 804x. Ten zajišťuje činnost klávesnice po stlačení kláves a vysílá kódy do počítače po kabelu s pěti vodiči. Číst data z klávesnice z pohledu programátora lze několika způsoby. Kódy stlačených kláves lze přímo číst z portu s adresou 60h. Počítače PC používají tzv. poziční kód IBM scan kód. Klávesnice vyšle při stlačení klávesy její scan kód a při puštění klávesy vyšle poněkud změněný kód. Také lze používat služby BIOS, který nabízí čtení z klávesnice několika způsoby, a to rovnou v ASCII kódování. ASCII (American Standard Code for Information Interchange) je standardní kódování znaků, definované normou ANSI. Tato standardní sada znaků byla definována v roce 1968 a obsahuje 256 znaků. Prvních 128 znaků (dolní polovina tabulky, tzv. ASCII character set) je všeobecně akceptovaných, ostatní (horní polovina) jsou používány a definovány podle potřeb jednotlivých výrobců, často podle lokálních abeced. •

Myš a jiná polohovací zařízení Polohovací zařízení, které předává počítači informace od uživatele. Ve většině případů přenáší informaci o poloze zařízení ve dvourozměrném prostoru (poloha myši). Dále jsou polohovací zařízení vybavena jedním (počítače firmy Macintosh), nebo více tlačítky (IBM PC) pro zadávání dodatečných informací. Pohyb zařízení po podložce (na stole) se na obrazovce projeví jako pohyb kurzoru. Pomocí zařízení je možně se intuitivně pohybovat po obrazovce a ovládat aplikace zmáčknutím tlačítka. Dnes existují tři druhy ovládacích zařízení. Podle principu, na kterém pracují, je můžeme rozlišit na: • Myš a její varianty - neměla by chybět u žádného počítače. Veškeré graficky orientované operační systémy (Windows) si její použití přímo vynucují. • Tablet - používán v aplikacích CAD a jinde, kde je třeba snímat vstupní data s velkou přesností. Tablet - digitizér je vstupní zařízení, které odečítá absolutní souřadnice ze snímací plochy pomocí ukazovacího zařízení ("čidla", "puku", "myši", "kurzoru"). Lze s ním tedy pořídit vektorové informace. Ze snímací plochy dokáží digitizéry odečíst souřadnice velice přesné. Některé digitizéry odečítají i tlak vyvíjený na polohovací zařízení, což je však relativní a jen podpůrná informace. Nejčastěji pracují digitizéry na elektromagnetickém principu. Kurzor obsahuje cívku, která pomocí elektrostatické indukce snímá impulsy. Ty jsou vysílány do sítě vodičů natažených pod povrchem 72

podložky. Hustotou sítě vodičů pod podložkou je dána přesnost snímání. Někdy je spojení kurzoru a podložky provedeno bezdrátově. • Trojrozměrná ovládací zařízení - používají se k ovládání prostorových aplikací. Myš je polohovací zařízení připojené k počítači. Slouží k zadávání dvourozměrných souřadnic počítači. Počítače kompatibilní se standardem IBM PC musí být ještě vybaveny softwarovým ovladačem. Ten je na disketě dodávané společně s myší a většinou dovoluje nastavit některé speciální funkce na tlačítka myši, popř. posuvné kolečko (posouvání obrazovky aplikace…). Také je možné využít ovladačů standardně se vyskytujících ve Windows. Existují i myši, které umožňují trojrozměrné ovládání. Myši dosahují citlivosti 300 - 600 DPI. Přenos informací mezi myší a počítačem může být proveden těmito způsoby: • kabelem - dnes nejčastěji používaný, ale nepříliš pohodlný způsob, neboť kabel brání naprosto volnému pohybu těla myši. • opticky - pomocí infračervených paprsků. Tato technologie (CORDLESS) je pohodlná, ale dražší. Kromě toho musí být myš vybavena vlastním akumulátorem. Pokud je tento zdroj vybitý, pak je třeba akumulátor dobít a zařízení nemůže být určitou dobu v provozu. To je někdy řešeno umísťováním myši do estetické nabíječky, kde se myš, pokud ji nepoužíváte, automaticky dobíjí. • rádiově - vysíláním rádiových paprsků, které ovšem mohou být vlivem okolních zařízení někdy rušeny. Bezdrátové rádiové připojení zařízení umožňuje např. technologie Bluetooth, která slouží k bezdrátovému přenosu dat i hlasu. Tato technologie byla vyvinuta iniciativou mnoha společností (Ericson, IBM, Intel, Toshiba, Compact, Dell, Motorola, Microsoft). Dosah přenosu by měl být 10-15 m, data lze přenášet rychlostí až 2 Mb/s. Technologie navíc zaručuje kompatibilitu všech připojených zařízení. Jednotlivé kategorie myší: - myši s kuličkou - pracují na principu kuličky s adhezním povrchem a dvou či tří kladek dotýkajících se kuličky. Při normální práci se kulička dotýká podložky a při pohybu myši se otáčí. Tento pohyb je snímán kladkami, a dále konvertován do digitální formy a předáván počítači. U myší pracujících na tomto principu dochází často k zanášení mechaniky kladek a tudíž ke špatné funkčnosti myši, proto je nutné myš občas rozebrat a vyčistit zanesené součásti. - myši pracující na principu optického snímání pozice - vyžadují speciální podložku, po které se tělo myši pohybuje. Tato podložka je opatřena hustou mřížkou. Ve vlastním těle myši se nachází zařízení vysílající světelný paprsek směrem k podložce. Při dopadu paprsku na mřížku dojde ke změně odrazu. Tato změna je indikována jako pohyb myši. Použití této technologie zaručuje mnohem přesnější indikaci polohy a pohybu myši. Myš se navíc nemusí ani čistit. - myši kombinující obě předchozí technologie - myš má kuličku, na které je umístěna mřížka. Při dopadu paprsku na kulovou mřížku dojde ke změně odrazu, čímž je indikován posun myši - další polohovací zařízení určená pro zvláštní počítače, nebo účely. Většinou se jedná o miniaturizované modifikace určené pro přenosné počítače (notebooky). - TRACKBALL - jedná se vlastně myš obrácenou vzhůru nohama. Pracuje na principu mechanického snímání. Je ji možné připojit k normálnímu stolnímu počítači. Většinou je ale využívána v menším provedení u přenosných počítačů (LAPTOP, PALMTOP, NOTEBOOK). Existuje i v bezdrátovém ovládání, což zvyšuje uživatelský komfort. - IBM Track Point - na pohled vypadá jako barevná čepička vyčnívající mezi klávesami G, H, a B, spíše jako gumovátko na tužce a nevzbuzuje příliš důvěry. Tato součástka je ale velmi citlivá na stranové vychýlení (ne na tlak, jak jsme tomu zvyklí u kláves). Jde o zařízení přesné a zároveň dostatečně rychlé. Ve spojení dvou tlačítek umístěných většinou před mezerníkem tak máte kvalitní a bezproblémovou myš v miniaturním provedení. Miniaturizace normální myši používaná u přenosných počítačů: 73

•

Na boku počítače je myš umístěna na hrazdičce, takže se vlastně pohybuje ve vzduchu nad povrchem. Pohyb je indikován změnou polohy hrazdičky uvnitř počítače. • Citlivé destičky - jsou principiálně stejné jako tlakové tablety, liší se však velikostí a stupni tlaku, které mají pouze dva (stlačeno, nestlačeno). Jejich velikost se pohybuje v centimetrech čtverečních. V praxi použití vypadá tak, že uživatel pohybuje po destičce prstem, čímž stlačuje fólii. Na daném místě dojde ke spojení kontaktů, kterým je indikována pozice kurzoru. Tato technologie se zatím nevyznačuje příliš velkou spolehlivostí. Přesto jsou jí často vybavovány notebooky. Tlakové displeje (TOUCH SCREEN) jsou vhodným kompromisem pro uživatele, kteří nepotřebují pohyb myši s velkou přesností a preferují velmi intuitivní ovládání. Tlakové displeje pracují v podstatě na dvou odlišných principech: • tlaková fólie funguje obdobně jako v předchozím případě citlivé destičky, pouze s větší hustotou bodů. • změna elektrického potenciálu na místě dotyku obrazovky. Obě dvě technologie jsou relativně finančně náročné. Použití takových displejů je vhodné např. u počítačových prezentací a v systémech rychlého a intuitivního ovládání. Nejsou ale vhodné pro běžnou každodenní počítačovou praxi.

Operační systémy (OS) Operační systém je nezbytně nutným programovým vybavením pro provoz počítače. To že je operační systém instalován na počítači zabezpečí, že počítač začne s uživatelem komunikovat. V současné době existuje mnoho operačních systémů, nejrozšířenějšími z nich jsou pak operační systémy americké společnosti Microsoft (MS DOS a Windows). Operační systémy se dělí z hlediska použití na jedno a víceuživatelské (síťové). Mezi jednouživatelské operační systémy patří: • OS/2 WARP od IBM - plně 32 bitový operační systém. Jeho nevýhodou je nedostatek aplikací a podpůrného programového vybavení. • MS-DOS firmy Microsoft - globálně nejrozšířenější operační systém. Spolehlivý systém, pro který existuje velké množství aplikačních programů. • Windows 3.1 x - graficky orientovaná nástavba operačního systému MS DOS. Pro Windows existuje velké množství aplikací. Nevýhodou je relativní nestabilita systému. • Windows 95 - graficky orientovaný operační systém firmy Microsoft (grafické uživatelské rozhraní = GUI). Jedná se o 32bitový operační systém rozšířený ještě o 16bitovou verzi. Pod tímto operačním systémem je možné provozovat aplikace určené pro MS DOS nebo Windows 3.1x. Windows 95 podporují zapojení do počítačové sítě. • Windows 98 - vylepšená verze W95, obsahuje lepší podporu sítí; má 32bitovou strukturu, stále ještě obsahuje implementaci MS-DOSu. • Windows Millenium - stále se ještě nejedná o plně 32bitový operační systém, podobné ovládání jako předchozí systémy Microsoftu, větší stabilita, podpora sítí a rychlého přístupu na internet. Větší hardwarové nároky (alespoň 128 MB RAM), neobsahuje už MSDOS … • Windows XP (Experience) - při instalaci je nutné produkty Microsoftu označené jako XP aktivovat - např. přes internet. Podle hardwarové sestavy vašeho počítače se vygeneruje aktivační klíč, pomocí kterého lze systém zaregistrovat. Výhodou tohoto systému registrace by mělo být omezení pirátské distribuce operačních systémů Microsoftu, nevýhodou pak to, že pokud častěji měníte hardwarovou konfiguraci počítače, může se vám stát, že systém přestane na nové sestavě fungovat a budete ho muset znovu aktivovat. Po opakovaných aktivacích budete muset o sobě Microsoftu sdělit více osobních údajů, aby byla „zaručena“ oprávněnost užívání produktu XP. Mezi 74

XP produkty patří i nové MS Office XP. Windows XP jsou velmi stabilní, obsahují samoopravné funkce a funkce zabraňující ztrátě dat. Víceuživatelské operační systémy: Spojováním více počítačů dohromady vznikají počítačové sítě. Tyto sítě potřebují jiný operační systém než starý MS DOS nebo W3.x, i když s jádrem MS DOSu mohou spolupracovat.. Síťové operační systémy se dělí podle topologie sítě na dvě skupiny:  Peer-to-peer - počítače jsou spojeny jeden s druhým. Uživatelé a počítače nemají v síti rozdělenou prioritu. Do takové sítě může být připojeno jen omezené množství počítačů (až několik desítek). Jedná se o levnější a jednodušší typ počítačové sítě. Mezi síťové operační systémy tohoto typu patří LANtastic, Novell NetWare Lite, nebo MS Windows for Workgroups.  Client-server - jeden výkonný stroj (server) plní funkci řídícího počítače, který se stará o bezchybnou komunikaci mezi dalšími. Takový systém podporuje správu přístupových práv uživatele do sítě, jakož i připojení stovek uživatelů najednou. Předními zástupci takových operačních systémů jsou Novell NetWare, Windows NT, NextStep, Windows 2000. Cenová náročnost takových systémů je samozřejmě větší než u předchozího typu (starších systémů). • Unix - na bázi unixu existuje velké množství jednotlivých klonů operačního systému. V 60. a 70. letech se rozšířil zejména v akademickém prostředí. V současnosti je většina systémů na bázi Unixu vybavena grafickým uživatelským rozhraním X-Windows. Unix je možné provozovat společně s dalšími OS. • Novell NetWare - úspěšný síťový operační systém. V síťovém prostředí podporuje i práci s jinými operačními systémy (MS DOS nebo Windows). Pracuje s architekturou sítě Client server. • Windows NT- operační systém typu Client server od firmy Microsoft. Robustní 32bitový operační systém, který se vyznačuje vysokou spolehlivostí provozu a grafickým uživatelským rozhraním. Windows NT jsou nyní vybaveny grafickým rozhraním Windows 95/98 (existovaly však i dříve než W95). • Windows 2000 - OS založený na bázi Windows NT. • Lantastic - méně známý síťový operační systém firmy Artisoft pracující s architekturou Peer-to-peer. Celosvětově se od této architektury ustupuje. • Windows for Workgroups - prakticky se jedná o klasické Windows 3.1x vybavené síťovým rozhraním typu Peer-to-peer. Na základech operačního systému pracují různé aplikační programy, některé základní aplikace bývají standardně dodávány s operačním systémem (jsou jeho součástí). Aplikace vykonávají specifické funkce podle daných potřeb uživatele. Některé OS obsahují také programovací jazyky - specializované aplikační programy pro tvorbu jiných programů.

MS-DOS MS-DOS byl velmi rozšířeným operačním systémem a dosud ho používají uživatelé a pracoviště, která si nečiní velké nároky na rozsáhlejší funkce a uživatelský komfort. Stále pracuje na mnoha počítačích po celém světe v mnoha jazykových mutacích. Problematiku MS-DOSu lze rozdělit do těchto oblastí:  Historie  Důležité pojmy pro práci s MS-DOSem  Zavedení operačního systému  Spouštění programů  Výpis obsahu disku, popř. podadresáře (příkaz dir)  Práce s adresáři (příkaz cd, md, rd, deltree, move, tree)  Práce se soubory (del=erase, deltree, undelete, ren=rename, copy, xcopy, copy … + … (spojování textových souborů), move, type (s parametrem |more), print) 75

Práce s disky (c:, d: apd., format, unformat) Operační paměť a konfigurace počítače Ochrana proti virům (programy VSafe, MSAV) Údržba, úklid a kapacita disku - programy doublespace, speeddisk, defrag; chkdsk, scandisk - hledání a oprava chyb na disku.  Zálohování souborů (program MSBACKUP s příkazy backup, compare (porovnání souborů), restore, configure, quit)  Stručný přehled všech příkazů MS-DOSu    

Historie MS-DOSu Firma Microsoft vstoupila do velkého počítačového světa v roce 1981 dodávkou operačního systému pro počítače IBM. IBM si tento systém objednala, přestože vyvíjela dokonalejší systém s názvem TopView. Z důvodů rychlého vstupu na trh však použila již hotový systém firmy Microsoft. Základem operačního systému Microsoftu se stal tehdy nejrozšířenější systém CP/M, respektive jeho varianta PC/M86. Vývoj systému ustal pro neshody s majitelem licence firmou Digital Research. Poté se firma Microsoft rozhodla koupit od malé firmy SCP (Seatle Computer Products) vlastní operační systém QDOS (Quick and Dirty Operating System). Z jádra tohoto systému a také podle vzoru systému PC/M vznikl operační systém MS DOS (Microsoft Disk Operating System). První operační systém pro počítače IBM PC se označoval jako MS DOS 1.00. Ještě během téhož roku byla na trh uvedena verze MS DOS 1.1, která umožňovala zapisovat data na obě strany diskety (o kapacitě 360 kB). V této době se systém MS DOS velmi rozšířil a když IBM dokončila svůj (v mnoha ohledech lepší) systém Top View, neměla prakticky žádnou šanci vytlačit MS DOS. IBM tedy i nadále vybavovala své počítače operačním systémem firmy Microsoft. V roce 1982 přichází Microsoft s další verzí nazvanou MS DOS 2.0 pro novou řadu počítačů IBM nazvanou IBM PC/XT (Extended Technology). Operační systém byl rozšířen o podporu pevného disku a přebíral některé vlastnosti unixových operačních systémů (např. stromová struktura adresářů). Přesto však výkon nového počítače převyšoval možnosti MS DOS 2.0. Rozdíl se ještě prohloubil, když o rok později přišla IBM na trh s novým typem počítače nazvaným IBM PC/AT (Advanced Technology). Tento počítač byl vybaven novým typem mikroprocesoru, který již umožňoval multitasking (provozování více úloh současně), instalaci větší operační paměti (maximum 32 MB). Takové hardwarové možnosti operační systém nepodporoval. Doposud mohl užívat jen paměť o maximální velikosti 640 kB, všechna ostatní paměť mohla být využita jako RAM disk.. Slabiny operačního systému přetrvávaly i ve verzích MS DOS 3.10 a MS DOS 3.20. Nová rada počítačů IBM označovaná jako PS/2 byla opět vybavena MS DOSem, a to i přes to, že nebylo podporováno multiprogramování a využití rozšířené paměti. Roku 1988 byl počítač PS/2 vybaven originálním systémem firmy IBM nazvaným OS/2. OS/2 již od roku 1988 nabízí multitasking a mnoho dalších funkcí. Firma Microsoft vyprodukovala do dnešní doby ještě další dvě verze operačního systému (MS DOS 5.0 a 6.XX), které již drobné nedostatky odstranily. Jako konkurenční projekt pro systém OS/2 vyvinula uživatelské rozhraní MS Windows, které ke svému běhu sice potřebovalo jádro MS DOSu, ale samo se chovalo jako operační systém. Celkově měl Microsoft se svými produkty MS DOS a MS Windows vždy podstatně lepší postavení než IBM. Dalším počinem firmy Microsoft byla tvorba operačního systému Windows 95 (pracovní název Chicago), který byl již nezávislý na MS DOSu. Protikrokem ze strany IBM byla podpora poslední verze vlastního systému nesoucí označení OS/2 WARP. •

Pojmy pro práci s MS-DOSem Soubor (file) je primární jednotka záznamu. Rozdělení dat do souborů umožňuje MSDOSu oddělovat jednotlivé druhy informací od sebe. Například pokud používáte textový procesor, pak vytvořený text je na disk uložen do souboru. Každý soubor má své vlastní jméno a koncovku, která je od jména oddělená tečkou. Jméno a koncovka by měly 76

•

•

•

•

• •

•

ukazovat na to, jaké informace soubor obsahuje. Jméno souboru a koncovka může obsahovat maximálně 8 znaků. Nesmí ovšem obsahovat následující znaky: mezera . , ; / \ [ ] : | < > = + * ? MS DOS nerozlišuje mezi velkými a malými písmeny abecedy. Soubory uvnitř počítače pocházejí z různých zdrojů, zdaleka ne všechny soubory uvnitř počítače jsou vytvořeny uživatelem. Některé soubory jsou součástí MS DOSu, jiné jsou základem aplikačních programů. Tyto soubory obsahují kódy a informace pro úspěšný běh programů. Po delší době práce na počítači bude na pevném disku uloženo velké množství souborů (stovky až tisíce). V takovém množství se může stát to, že je složité najít právě jeden požadovaný soubor - obdobně jako by bylo náročné nalézt jeden nůž ve velké skříni s kuchyňským nádobím. A právě kvůli lepší organizaci takového množství souborů byly vyvinuty adresáře. Adresář (directory) - ukládání souborů do adresářů zjednodušuje jejich zpětné vyhledání. Například soubory MS-DOSu jsou obvykle uloženy v adresáři nazvaném DOS. Kdykoliv tedy budete chtít nalézt soubor MS-DOSu, pak víte, kde ho hledat. Soubory, které mají určitou logickou spojitost, by měly být uloženy ve stejném adresáři a jméno adresáře by melo alespoň vzdáleně popisovat obsažené soubory. Jméno adresáře může být taktéž libovolné až do délky 8 znaků. Ve jménu adresáře jen nesmí být obsaženy tyto znaky: mezera . , ; / \ [ ] : | < > = + * ? Pozn. - uvnitř adresáře nesmějí být dva (nebo více) souborů stejného jména, jakož i dva podadresáře stejného jména. Naskýtá se otázka, jestli můžeme vstoupit do adresáře. Nahlížejme na počítač jako na skříň. Pokud je počítač vypnutý, pak jsme mimo skříň. Jakmile počítač zapneme, tak se dostaneme dovnitř skříně a můžeme prohlížet jednotlivé přihrádky (adresáře) a uvnitř přihrádek jednotlivé věci (soubory). Aby bylo možné informace dělit ještě dále uvnitř jednoho adresáře, tak se v daném adresáři zakládají další tzv. podadresáře. Podadresář (subdirectory) - adresář může (nemusí) v sobě obsahovat další adresáře, tzv. podadresáře. Zakládání podadresářů pomáhá lépe tematicky dělit soubory. Jestliže máme například adresář nazvaný DOPISY, pak uvnitř něj mohou existovat podadresáře OSOBNI, PRACOVNI ap. Pojem podadresář je užíván k vyjádření vztahu dvou na sobě závislých adresářů. V běžné mluvě se používá jen pojem adresář. Pozn. - v jednom adresáři nemohou existovat dva podadresáře stejného jména. Aktuální adresář (current directory) - bylo by obtížné používat strukturu adresářů, kdyby jsme nevěděli, ve kterém adresáři se právě nacházíme. Zde se nabízí otázka, jak je možné zjistit, v jakém adresáři se právě v této chvíli nacházíme. Informace o aktuálním disku a adresáři nám dává příkazová řádka. Kořenový adresář (root directory) - kořenový (základní) adresář, který v sobě obsahuje všechny uživatelem a aplikacemi vytvořené adresáře a soubory. Kořenový adresář je reprezentován zpětným lomítkem \. Pokud je kořenový adresář současným adresářem, pak příkazová řádka vypadá takto: C:> Hlášení znamená, že se nacházíme v kořenovém adresáři diskové jednotky C. Protože kořenový adresář je výchozím adresářem pro všechny další adresáře, tak není možné ho vymazat. Kurzor - blikající čárka v příkazové řádce. Indikuje pozici, na kterou se bude zapisovat další znak. Disky - tak jako je adresář skupinou souborů, tak je logický disk (představovaný znakem abecedy následovaným dvojtečkou) skupinou všech adresářů. Diskem obvykle rozumíme část hardwaru nazvanou pevný disk nebo disketa. Může to ale například být i disk vložený do mechaniky CD ROM. Změnu aktuálního disku provedeme tak, že v příkazové řádce napíšeme jméno nového disku a zmáčkneme klávesu <Enter>. Jestliže současným diskem je disketová mechanika, pak příkazová řádka může vypadat takto: A:\> nebo B:\> Cesty pro specifikování souborů - cestou rozumíme posloupnost disk-adresář-...77

•

•

adresář-soubor. Pomocí cest můžeme specifikovat jakýkoliv soubor na disku naprosto přesně. Zadávání cest je velice důležité jak pro spouštění souborů, tak pro práci se základními příkazy MS DOSu. Maska souborů - ve většině příkazů můžeme specifikovat soubor buď úplným vypsáním jeho jména (či více jmen za sebou), nebo použitím tzv. masky (Wildcards). Wildcard je znak na klávesnici, který může být použit pro reprezentování jednoho (znak "?"), nebo více znaků najednou (znak "*"). Maska tedy funguje jako filtr výběru pouze určitých souborů z jednoho adresáře. Přesměrování výstupu - v operačním systému MS DOS je možné standardní výstup na obrazovku přesměrovat na jiné zařízení. Přesměrovávat lze pouze příkazy operačního systému, není to však možné u aplikačních programů. Přesměrovávat můžeme: Výstup pomocí příkazu > nebo » a jméno zařízení pro výstup. Symbol > znamená, že se výstupní soubor nejdříve smaže a pak je vytvořen jiný soubor s jiným obsahem, ale stejného jména. Symbol » značí připojení výstupu ke stávajícímu souboru, tzn. výstupní soubor se rozšiřuje. Vstup pomocí příkazu < a jméno zařízení pro vstup. Jméno zařízení: PRN - tiskové zařízení, většinou tiskárna (výstup) CON - standardní výstupní zařízení (výstup) NUL - nulové zařízení, výsledek bez výstupu Jméno souboru - výsledek uložen do neformátovaného ASCII souboru (vstup i výstup).

Zavedení operačního systému Zapnutím počítače se nastartuje program, který se jmenuje zavaděč. Zavaděč je umístěn v pevné paměti počítače. V průběhu startu systému se na obrazovce monitoru vypisuje různá hlášení - testy hardware a celková konfigurace počítače. Pokud dojde k detekci hardwarové chyby, pak počítač ohlásí pravděpodobně zařízení, které ji způsobilo. Po úspěšném překonání hardwarových testů se objeví hlášení o instalovaném BIOSu a možnosti jeho úpravy. Po hlášení BIOSu je počítač připraven na zavedení operačního systému do operační paměti. Základní (systémové) soubory operačního systému jsou uloženy na pevném disku, popř. disketě. Z pevného disku jsou po zapnutí čteny a zaváděny do operační paměti. MS-DOS má právě tři systémové soubory: IO.SYS, MSDOS.SYS, COMMAND.COM První dva z nich jsou uloženy na speciálním prostoru disku (první stopa, první sektor) v tzv. Master Boot Recordu. Není možné je na disk umístit prostým zkopírováním. K jejich umístění slouží příkaz SYS. Pokud jsou soubory na pevném disku poškozené (např. činností viru), pak počítač zobrazí chybové hlášení. Veškerá další činnost záleží na obsahu uživatelských souborů: - CONFIG.SYS - určuje instalování a konfiguraci softwarových ovladačů. - AUTOEXEC.BAT- dávkový soubor, který je vyvolán ihned po provedení souboru CONFIG.SYS. Spouští programy, které jsou nutné pro uživatelské provozování počítače (např. program pro obsluhu myši, spuštění manažeru souborů ap.). Konstrukce těchto souborů určuje základní chování počítače. Oba dva soubory bývají umístěny v kořenovém adresáři startovacího disku. Po ukončení programu AUTOEXEC.BAT je počítač připraven reagovat na povely uživatele. Spouštění programů Nejdříve si musíme určit, které druhy souborů lze vlastně spouštět. Existuje mnoho druhů souborů, ale jen některé jsou spustitelné. Spustitelné soubory jsou označeny následujícími příponami: - COM - spustitelný soubor (např. COMMAND.COM). Soubory tohoto typu se vyskytují celkem zřídka. Většinou se jedná o soubory vytvořené přímo ve strojovém kódu, nebo assembleru. - EXE - spustitelné soubory vzniklé kompilací pomocí určitého programovacího jazyka. - BAT - tzv. dávkové soubory. Dávkovým souborem rozumíme neformátovaný ASCII soubor (obyčejný textový soubor), ve kterém jsou napsány příkazy operačního systému tak, jak by je uživatel psal do příkazové řádky. Po spuštění dávkového souboru jsou příkazy sekvenčně vykonány. 78

Soubory s jinými příponami nejsou spustitelné z prostředí MS DOSu. Jdou většinou otvírat v aplikačních programech. Spuštění programu se provádí vypsáním jména programu do příkazové řádky. Pokud se spustitelný program nachází v současném adresáři, pak je spuštěn. Jestliže soubor není v současném adresáři, pak počítač prohledává všechny adresáře vyjmenované v proměnné PATH v souboru AUTOEXEC.BAT. Pakliže soubor nalezne v některém z těchto adresářů, dojde k jeho spuštění. Jestliže soubor nenajde, tak ohlásí následující chybové hlášení: Bad command or file name. - (Špatný příkaz nebo jméno souboru.) Operační paměť a konfigurace počítače Operační, neboli hlavní paměť (RAM - Random Access Memory) poskytuje dočasnou paměť pro uložení programů. Je umístěna přímo na základní desce počítače, popř. na přídavné desce zasunuté do sběrnice. Každý program potřebuje ke svému úspěšnému rozběhnutí operační paměť. Její velikost pak ovlivňuje, jestli vůbec a jak rychle spuštěný program běží. Počítače řady IBM XT disponovaly konvenční pamětí o velikosti 640 kB, dnes se kapacity pohybují kolem 64, 128, 256 i více MB. U současných počítačů standardu IBM PC se můžeme

setkat s následujícími druhy pamětí. -

-

-

Konvenční paměť (Conventional Memory) - blok paměti od 0 kB do 640 kB. Konvenční paměť je využívána programy a ovladači (pro tiskárnu, klávesnici ap.), které se instalují při startu počítače ze souborů CONFIG.SYS a AUTOEXEC.BAT. Horní paměť (Upper Memory Area - UMB, neboli Reserved). Jedná se o paměť mezi 640 a 1024 kB, její velikost je tedy 1024-640 = 384 kB. Paměť využitelná pro další ovladače. Jejím použitím se uvolní místo v konvenční paměti pro programy MS-DOSu. Pokud chceme umístit do UMB např. operační systém, pak v souboru CONFIG.SYS napíšeme DOS=UMB (nebo DOS=HIGH,UMB). Další ovladače zavádíme do pamětí příkazem DEVICEHIGH. Vysoká paměť (High Memory Area - HMA) - paměťový blok, který může být obsazen částí operačního systému. Obsazením HMA se uvolní 64 kB konvenční paměti. Paměť se aktivuje řádkou DOS = HIGH v souboru CONFIG.SYS. Dodatečná paměť (Extended Memory-XMS) - využitelná na počítačích s mikroprocesorem 286 a vyšších. Jedná se o veškerou paměť nad 1 MB. XMS vyžaduje zavedení vlastního ovladače dodatečné paměti, většinou se jedná o HIMEM.SYS. Mnoho aplikací a celý systém MS Windows potřebují ke svému běhu dodatečnou paměť. Paměť se aktivuje řádkou DEVICE=C:\DOS\HIMEM.SYS v souboru CONFIG.SYS. Rozšířená paměť (Expanded Memory - EMS) - instaluje se na přídavných deskách do počítače. Některé aplikace pod MS-DOSem ji mohou využívat. Rozšířená paměť vyžaduje 79

zavedení ovladače při startu počítače. Je pomalejší, než paměť XMS. Pokud nemáme v počítači tuto paměť instalovanou, pak ji můžeme simulovat ovladačem EMM386.EXE (Expanded Memory Manager) pro aplikace, které ji vyžadují. Ovladač ke svému běhu potřebuje procesor minimálně 386 nebo vyšší. Paměť se aktivuje řádkou DEVICE= C:\DOS\EMM386.EXE 1024 v souboru CONFIG.SYS. Kromě ovladače existují i jiné, např. QEMM. Konvenční paměť je jediná paměť, která nemůže být konfigurovatelná. Její velikost je pevně stanovena na 640 kB, všechny další druhy pamětí mohou být konfigurovány podle potřeb uživatele. Konfigurace musí být popsána v souborech CONFIG.SYS a AUTOEXEC.BAT. K optimalizaci pamětí slouží v DOSu program MemMaker, který je součástí dodávky operačního systému. Stanoví, kde a jak se v pamětí budou nacházet ovladače a spuštěné programy. Pro jeho spuštění stačí kdekoliv (v příkazové řádce) napsat MEMMAKER. Program několikrát restartuje počítač, čehož se nemusíme lekat. Program se na začátku svého běhu zeptá, jakou konfiguraci chceme provádět. Obnovit původní nastavení můžeme příkazem MEMMAKER /UNDO. Příkazy MS-DOSu Pozn.: Parametry se píší až na konec celého příkazu. /p - Lze používat náhradních znaků. Místo *.* můžeme použít „.“ (např. copy C:\pokus\. C:\práce -zkopíruje všechny soubory z adresáře pokus do adresáře práce). Při napsání příkazu s parametrem /? se zobrazí nápověda k příkazu a jeho existujícím parametrům. | more Parametr zastavující vypsaný seznam po stránkách. Práce se soubory: copy Kopírování. Umožňuje kopírování a současně přejmenování souboru. Slouží také ke spojování textových souborů (copy … + …) del Mazání . ren Přejmenování. type Vypsání obsahu souboru. undelete Obnovení smazaného Je nutné zadat první znak souboru. jména souboru. print Tisk zadaného souboru. V případě, že je tiskárna připojená na jiný port než LPT1, je nutné tento port uvést v parametru. Např.: print /D:COM2 A:\readme.doc (D=device) move Přesun souborů, přejmenování. fc Porovnání obsahu souborů. find Hledá zadaný řetězec v souboru. attrib Vypsání atributů souboru. Práce s disky a adresáři: A: Přepnutí na disk A. cd Přechod do podadresáře. cd .. Přechod na vyšší úroveň. dir Vypsání obsahu adresáře. md Vytvoření adresáře. 80

rd deltree diskcomp diskcopy smartdrv format unformat tree move

xcopy msbackup restore subst vol scandisk chkdsk defrag dblspace drvspace Některé další příkazy: command

Mazání prázdného adresáře. Mazání adresáře včetně jeho další stromové struktury se soubory. Porovnává obsah disket. Autentické kopírování disket. Vytvoří vyrovnávací paměť pevného disku -> urychlení práce s diskem. Formátování disku. Obnovení dat (částečné) po formátování. Vypíše stromovou strukturu od aktuálního adresáře. Přesun adresáře(včetně souborů), přejmenování adresáře při zachování cesty. Zkopíruje adresáře včetně podadresářů a souborů. Zálohování celých adresářových stromů. Obnovení celých adresářových stromů. Vytvoří nový virtuální disk z adresáře. Informace o disku. Kontrola disku. Kontrola disku, výpis o disku. Defragmentace disku. Komprimace dat na disku. Komprimace dat na disku.

mem memmaker

Spustí nový příkazový interpreter a předá mu řízení. Program pro sledování a testování běhu jiných programů. Smazání obrazovky. Nastavování (zobrazení) data. Nastavování (zobrazení) času. Jednoduchý celostránkový editor. Výpis stavu paměti. Ovládání paměti.

loadfix loadhigh

Ovládání paměti. Ovládání paměti.

debug cls date time edit

Vhodné spustit před rozsáhlým mazáním, formátováním. Parametr /F:kapacita např.: format A: /F:1440 Nefunguje ve Windows a nižších verzích MS-DOSu.

Mnoho parametrů.

Běh se ukončuje příkazem exit.

ENTER pro zachování.

Program pro konfiguraci paměti.

81

keyb

Konfigurace klávesnice a jazyka.

mode

Konfiguruje systémová zařízení. Nastavení komunikačních portů a parametrů. Program pro obsluhu obrazovky. Nastavení země a národních znaků. Umožňuje přístup k mechanikám CD-ROM. Diagnostika systému. Nápověda k MS-DOSu. Nápověda k MS-DOSu. Vypíše nastavení systému. Definuje tvar příkazového Viz. parametry. Příkaz řádku prompt nastaví základní tvar příkazového řádku. Pro návrat příkaz prompt $P$G „Zapauzuje“ chod interpreteru, obnovení lib. klávesou. Na disk zkopíruje soubory MS-DOSu a command.com Vypíše verze programů DOSu. Vypíše verzi MS-DOSu. Vypíše UNIXovský konec řádku.

graphics country mscdex msd help fasthelp set prompt

pause sys setver ver dos2unix

keyb us, keyb cz - přepínání americké a české klávesnice. Tiskárny, klávesnice apd.

Windows Celá problematika systémů MS Windows je velice obsáhlá, proto je rozdělena do následujících oblastí: - Historie a přehled operačních systémů Microsoft Windows - Základní informace - informace, které by měl znát každý, kdo pracuje s Windows. - Požadavky pro běh Windows - minimální hardwarová a softwarová konfigurace, která vyhovuje pro provozování Windows, především pro poslední Windows XP. - Základy používání Windows - práce s jednotlivými komponentami systému. Historie a přehled operačních systémů Windows Na počátku 80. let byly v laboratořích firmy Microsoft vyvinuty první Windows, ty se však rozšířily až od třetí verze a verze 3.1 obsahující vícejazyčnou podporu. Tyto Windows jsou 16bitové (délka jedné programové instrukce může být až 16 bitů), podporují kooperativní multitasking (metoda běhu více aplikací současně, při zhroucení jedné aplikace může dojít ke zhroucení celého systému). Windows for Workgroups 3.11 už podporovaly práci v síťovém prostředí typu peer-to-peer, a byly tak levnou variantou pro provozování jednoduchých sítí. Systém umožňuje sdílení pevných disků, CD-ROM, modemů a tiskáren. Dále nabízí elektronickou poštu, chat, 82

kolektivní plánovač, integraci telefonu, faxu a modemu pro všechny uživatele. Sdílená zařízení jsou přístupná nejen pro aplikace Windows, ale i pro aplikace MS-DOSu spuštěné z Windows. Kromě toho Windows for Workgroups obsahují i jednoduchý program pro MS-DOS umožňující sdílení disků. Nejdůležitější službou je pravděpodobně přístup k pevným diskům jiných počítačů, který se jednoduše realizuje pomocí Správce souborů. Zde je oproti prvním Windows umístěno několik nových ikon pro odpojení nebo připojení k novým síťovým zdrojům a pro poskytnutí vlastních zdrojů ke sdílení. Systém umožňuje přístup na celý logický disk, nebo jen do vybraných adresářů. Windows for Workgroups podporují spojení se systémy Windows NT a Novell Netware. Nevýhodou systému je poměrně pomalá odezva stanic na síti. Při připojování nové stanice je někdy třeba čekat až desítky sekund. Vlastní komunikace však již probíhá rychleji. Úplně separátním síťovým operačním systémem firmy Microsoft byly Windows NT vytvořené r. 1993. Ty jsou založeny na architektuře client-server a jsou kompatibilní hned s několika dalšími světovými standardy. Windows NT byly konkurencí pro síťové systémy založené na bázi Unixu. Podrobnějšímu popisu je věnována celá kapitola (viz. dále). Ve druhé polovině roku 1995 byly na trh uvedeny první 32bitové Windows (až 32 bitové instrukce -> rychlejší běh) - Windows 95. Ty již jsou plnohodnotným operačním systémem, protože ke svému provozu nepotřebují jádro MS-DOSu. Přesto však jádro DOSu kvůli zpětné kompatibilitě obsahují. W95 pracují s metodou preemptivního multitaskingu (metoda běhu více aplikací současně). Při zhroucení jedné aplikace by už nemělo dojít k přerušení běhu jiných aplikací ani k jejich poškození. Ale i pod Windows 95 často dochází k úplnému zhroucení systému (zejména v případě používání nekompatibilního 16bitového softwaru). W95 nově podporují Plug and Play, mají vylepšenou podporu Drag and Drop, snadno ovladatelný desktop, odpadkový koš, umožňují provádění hromadných akcí s více označenými soubory, obsahují vylepšenou podporu pro připojování do rozlehlých sítí, software pro faxmodemové karty a snadné propojení přenosných a stolních počítačů. Systém je možné doplnit o sadu programů Microsoft Plus, které rozšiřují možnosti operačního systému Windows 95, nejsou jeho standardní součástí, a jsou tak výnosným komerčním tahem Microsoftu. Jedná se například o obrázky pozadí, barevné palety, animované ikony, další typy kurzorů, zvuková schémata Windows 95 atd. Dále je v této sadě obsažen software pro přístup do internetu. R. 1998 se na trhu objevily Windows 98, které představovaly několik drobných vylepšení oproti předchozímu operačnímu systému. První verze byly méně stabilní než poslední verze Windows 95, stabilita systému však byla nakonec vylepšena, stále se však nedá říci, že W98 jsou plnohodnotným 32bitovým operačním systémem, protože obsahují i 16bitové části. Poslední verze W98 jsou označovány jako Windows 98SE. V r. 2000 vydal Microsoft Windows 2000, které jsou založeny na architektuře předchozího systému Windows NT, a slouží tak především jako síťový operační systém. Na přelomu r. 2000/2001 byly na trh uvedeny nové Windows ME (Millenium). Windows ME jsou nástupcem systémů W95/98, které dovádí k dokonalosti, nicméně je nijak podstatně technologicky nevylepšují - stále nejsou plně 32bitovým operačním systémem. Jsou stabilnější, obsahují větší podporu sítí a rychlého přístupu na internet. Mají však větší hardwarové nároky (alespoň 128 MB RAM). Na konci roku 2001 se objevil další operační systém Microsoftu: Windows XP (Experience). Ten už je plně 32bitový, což představuje podstatné urychlení všech 32bitových aplikací. K provozování tohoto systému je už však nutný opravdu slušný hardware. Základní pojmy ve Windows Microsoft Windows 3.x nejsou samostatným operačním systémem, protože pro svůj běh využívají jádra operačního systému MS-DOS. Pravdou ovšem také zůstává, že mnoho funkcí MS-DOSu nahrazují vlastními dokonalejšími grafickými verzemi. Tento nedostatek je eliminován v další verzi Windows 95. Následující Windows 95/98/ME stále obsahují 16bitové jádro DOSu, aby byly zpětně kompatibilní s DOSovskými programy. Konečně Windows XP už pracují na architektuře 32bitové, která jim poskytuje potřebnou stabilitu a výkonnost. • Multitasking - MS Windows jsou víceúlohovým operačním systémem, tzn. podporují 83

• • •

běh několika aplikací zároveň. Uživatel mezi nimi může zcela libovolně přepínat (kombinace kláves Alt+Tab). Uživatel tedy může pracovat s více programy najednou, nebo mít otevřeno více instancí jednoho programu. Programy obvykle umožňují práci s více soubory najednou. Můžeme například kopírovat text ze dvou souborů do jednoho konečného. Windows řeší problém běhu více úloh najednou tzv. preemptivním multitaskingem - aplikace se střídají o výpočetní výkon procesoru. Pokud přitom dojde k chybě jedné aplikace a procesor se zablokuje, pak se zablokuje celý systém. Multimédia - systém Windows je plně multimediální. Existuje řada ovladačů, které umožňují přehrávání zvuku a videa, a to jak v analogové, tak v digitální formě. OLE - propojování aplikací pomocí zvláštních linek, tato metoda se nazývá OLE (Object linking and embedding) verze 2.0. Jde například o začleňování grafů programu Excel do textového dokumentu programu Word, vkládání zvukových sekvencí do dopisu ap.. Schránka - pomocí schránky (vyhrazeného paměťového prostoru) lze snadno přenášet objekty (text, grafy, obrázky, videa, soubory…) z jedné aplikace do druhé. To lze využít především při úpravě textu, přenášení obrázků či při kopírování souborů. Do schránky lze objekt snadno zkopírovat pomocí kláves Ctrl+V a následně jej vložit na určené místo klávesami Ctrl+V. Klávesová zkratka Ctrl+X objekt do schránky přesune (vyjme ho z dosavadního umístění).

Požadavky pro běh operačních systémů MS Windows MS Windows jsou grafickým operačním systémem - jeden bod na obrazovce je v paměti počítače reprezentován jedním bytem (1B). V textově orientovaných rozhraních je jeden znak reprezentován jedním bytem. Z toho vyplývá značný nárůst požadavků na výpočetní a zobrazovací výkon grafických systémů. Pro provozování nejnovějšího systému Windows XP postačuje následující počítač: • Procesor - naprosto minimální mez 233 Mhz, lépe 300 Mhz a optimálně od 700 Mhz výše. • Paměť RAM - 128 MB, lépe 256 • Pevný disk - minimálně 1,5 GB; 1 GB místa na disku zabírá samotný operační systém (MS-DOS požadoval jen 0,5 MB, Windows 3.11 15,5 MB, Windows 95 72 MB, Windows 98SE (Second Edition) 238 MB, Windows ME 488 MB, Windows 2000 643 MB). • Grafická karta - 8 MB paměti, lépe grafický akcelerátor s alespoň 32 MB RAM (pro přehrávání videa apd.). • Zvuková karta - pro lepší multimediální dojem alespoň Sound Blaster 128 :-) Celkově je potřeba co nejnovější hardware, především hardware s ovladači pro W XP, pod XP běhá také většina ovladačů pro Windows 2000. Co -

Základy používání Windows je třeba bezpečně znát … nabídka Start a její základní komponenty, hlavní panel (včetně Systraye) práce s okny, části okna práce s nápovědou (někdy je to prostě s nápovědou snazší) práce s pracovní plochou (desktopem) + nastavení pracovní plochy práce s ikonami, nastavování parametrů práce se soubory - souborový manažer (Průzkumník) spouštění programů použití metody Drag and Drop a schránky (pro usnadnění práce) konfigurace Windows v Ovládacích Panelech ovládání aplikací dodávaných s Windows spouštění programů po startu vyhledání informací o systému

Windows NT Firma Microsoft v srpnu roku 1993 uvedla na trh síťový operační systém Windows NT (New 84

Technology) 3.1. Jde o robustní síťový operační systém založený na osvědčené architektuře client- server. Jeho výhodou bylo zachování stejného uživatelského rozhraní, jako měly předcházející Windows 3.1 nebo Windows for Workgroups. Windows NT jsou plně 32bitovým operačním systémem podporujícím - preemptivní multitasking (obyčejné Windows 3.1 podporovaly pouze kooperativní multitasking), umožňující bezpečnější běh několika úloh zároveň na jednom procesoru a jejich dělení o systémové zdroje (systémové zdroje poskytuje pouze jádro operačního systému). - multithreading (dělení úlohy na několik paralelně zpracovávaných procesů), čímž se výrazně zvýší rychlost prováděných operací. - symetrický multiprocesing - zpracování více úloh najednou až čtyřmi paralelně zapojenými procesory. Výše jmenované vlastnosti zajišťují vysokou spolehlivost systému. Windows NT jsou odolné vůči chybám software a jen těžko dojde k jejich zhroucení. U síťových systémů je požadovaná vysoká bezpečnost uložených dat a přístupu k nim. NT splňují normu C2 i normu B2 (mj. požadovanou například americkou armádou). - Další nespornou výhodou tohoto operačního systému je multiplatformnost, neboli schopnost pracovat s mikroprocesory různých výrobců. V současnosti jsou podporovány mikroprocesory Intel, Mips R4000 nebo R4400, DEC Alpha a Power PC firem Apple a IBM. Podle testů NT pracují nejpomaleji v systémech s procesory Intel. - Windows NT podporují také všechny důležité nízkoúrovňové formáty pevných disků. Jde o klasický formát FAT používaný operačním systémem MS-DOS, HPFS používaný operačním systémem OS/2, dále pak systém CDFS pro mechaniky CD-ROM a samozřejmě i svůj vlastní souborový systém NTFS - (New Technology File Systém). Celková adresovatelná kapacita všech disků je 14 TB, neboli 14.000.000.000.000 znaků. - Systém umožňuje komunikovat i s jinými lokálními sítěmi (Novell NetWare, Banyan Vines, Sun NFS, Lan Manager a Lan Server) pomocí několika komunikačních protokolů (TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI, DLC i AppleTaIk). Windows XP V prosinci 2001se na našem trhu objevily lokalizované Windows XP Cz. Na výkonnějším počítači je tento operační systém extrémně stabilní a uživatelům poskytuje spoustu nových možností. Windows XP vycházejí ve dvou verzích: Home Edition a Professional Edition. Professional Edition obsahuje oproti Home verzi navíc podporu multiprocesoru, remote desktop, přístup k doménám, rozšířené síťové schopnosti, speciální přístupové možnosti, správu uživatelských skupin, službu Remote Installation Service a rozhraní Multilingual User Interface. Instalace systému nabízí tři možnosti - update ze systémů W98, WNT a vyšších, novou instalaci a instalaci paralelní vedle stávajícího operačního systému. Pro paralelní instalaci musí být pro Windows XP zřízen vlastní diskový oddíl (např. pomocí programu Partition Magic 7.0). Před instalací je vhodné disk zkontrolovat Scandiskem a defragmentovat, popř. při čisté instalaci zformátovat (zálohujte si však svá data!). Windows 98 a vyšší lze updatovat pouze na verzi Home Edition, Windows 2000 a NT jen na Windows XP Professional. Update může probíhat také pomocí dynamického updatu, který s přístupem na internet stáhne nejnovější soubory a záplaty. Windows XP se dobře instalují i vedle jiných operačních systémů a obsahují vlastního bootmanagera, který vám při startu umožní přepínat mezi operačními systémy. Při instalaci lze konvertovat systém souborů na novou verzi NTFS-5, která je ve WXP integrována. Máte na výběr mezi touto novou verzí a kompatibilnější verzí FAT32. S NTFS lze navíc kódovat pevné disky a přiřadit jim uživatelská práva. Kompatibilita s jinými systémy však chybí, proto je lepší stávající FAT 32. Pár dní po instalaci je nutné produkt XP aktivovat. Při aktivaci musíte odeslat přes internet nebo telefon Microsoftu padesátimístný kód, v kterém je uloženo deset údajů o vašem počítači (model CD-ROM, grafické karty, procesoru, pevného disku, IDE řadiče, velikost RAM 85

…). Výhody Windows XP - nová architektura ovladačů zlepšuje stabilitu, systém je plně 32bitový - prostředí je barevnější než kdykoliv předtím :-() - součástí systému je mnoho programů, za které musel uživatel dříve platit - součástí je vypalovací program pro kopie 1:1 - XP obsahují DVD-Encoder Pack pro přehrávání DVD - systém umí přehrávat MP3 bez jakéhokoliv dalšího softwaru - součástí je i Flash-5-Player pro prohlížení multimediálních formátů z internetu - funkce Znovuobnovení systému - v síti jsou všechna data chráněna proti cizím přístupům integrovaným firewallem - správa uživatelů je daleko jednodušší - start systému je rychlejší (pomalejší je však restartování a vypínání systému) - pro XP existuje program Tweak XP, který mění vzhled a chování Windows a nabízí další funkce: • optimalizaci paměti • mazání nadbytečných souborů • hardwarové triky • triky pro nastavení Windows • změnu systémových adresářů • bezpečné a totální mazání souborů • nastavení cenzury programů • léčení souborů ZIP • ničení cookies, blokování reklam a samovolně otvíraných oken na internetu Registry V registrech jsou zapsány údaje o hardwaru a uživatelích počítače. Registry jsou vlastně databází informací, která je na disku uložena v souborech s atributy R, H a S. Oba soubory jsou uloženy v adresáři, kde je instalovaný OS. • system.dat - zde jsou údaje o nastavení hardwaru • user.dat - informace o uživatelích a jejich nastavení K práci s registračními soubory je určen Editor registru (soubor regedit.exe), který se spouští pouze přes nabídku Start -> Spustit. Prostředí regeditu: V levé části okna je šest základních položek (klíče), jejichž označení začíná Hkey_: • Hkey_Classes_Root - klíč popisující nastavení programů (asociace, informace o OLE …) • Hkey_Current_User - popisuje uživatele, který je momentálně přihlášen • Hkey_Local_Machine - konfigurační data místního počítače (ovladače, připojení k síti, modemy, instalovaný software…) • Hkey_Users - data o všech uživatelích, kteří se mohou k PC přihlásit. • Hkey_Current_Config - informace o aktuální konfiguraci hardwaru • Hkey_Dyn_Data - údaje o všech zařízeních, potřebné především pro PnP V pravé části okna lze všechny klíče a podklíče editovat. Uložení a obnova registru Zálohovat registr je velmi rozumné, neboť při jeho opětovném načtení je možné zachránit veškerá cenná data z poškozeného operačního systému - je možné obnovit správné nastavení systému. Uložení a následné obnovení registru se provádí pomocí voleb Importovat a Exportovat soubor registru - exportovat lze vybranou větev nebo celou databázi. Lze také uložit jenom jeden klíč předem vybraný v okně programu. Pokud jsou registry narušeny, většinou Windows ani nespustíte, proto lze provést obnovu v dosovém provedení programu. Regedit lze v případě zhrouceného systému spustit ze záchranné (spouštěcí) diskety. Dosová varianta se ovládá z příkazové řádky, která může mít 86

následující tvar: regedit [/L:system] [R:user] file1.reg, file1a.reg… regedit [/L:system] [R:r] file1 /c file2.reg kde: • /L:system ukazuje na umístění souboru SYSTEM.DAT (do něhož se bude nahrávat); • /R:user ukazuje na umístění souboru USER.DAT (do něhož se bude nahrávat); • file1.reg definuje jeden nebo více souborů .REG, z nichž budou data přesunuta do registrů (tj. do SYSTEM.DAT, USER.DAT); • /c file2.reg specifikuje soubor .REG, kterým bude nahrazen celý obsah registrační databáze. Zápis do registrů se provádí během ukončování Windows, pokud Windows správně neukončíte, změny v registrech se ztratí! „Předchůdci“ registrační databáze Aplikace pro operační systémy starší než W95 neumějí s registry pracovat, proto Windows umožňují použití předchůdců dnešní registrační databáze:  souborů CONFIG.SYS a AUTOEXEC.BAT pro konfiguraci dosových a W3.x programů (v C:\)  souborů INI určených pro definici parametrů W3.x CONFIG.SYS a AUTOEXEC.BAT Jsou první variantou konfiguračních souborů. Oba byly používány v DOSu a Windows 3.11, W95 je už nepotřebují, nicméně provádí příkazy v nich napsané.  CONFIG.SYS - konfigurace hardwaru - sloužil k nahrání potřebných ovladačů v 16bitovém režimu. V CONFIG.SYS byly umístěny příkazy DEVICE pro načítání ovladačů a další definiční řetězce, nutné k bezchybnému běhu programů DOS. Správné načtení těchto příkazů do operační paměti je v 32bitových Windows zajištěno souborem IO.SYS. Ten nahrává i staré 16bitové ovladače a definuje některé příkazy AUTOEXEC.BAT.  AUTOEXEC.BAT - sloužil k nastavení cest, k nahrání rezidentních programů a definici systémových proměnných. Tyto úkoly zvládají W95 v registru a v AUTOEXECu tedy nemusí být definovány. Inicializační soubory Windows 3.x Kvůli Win3.x jsou v základním adresáři dalších Windows umístěny soubory SYSTEM.INI a WIN.INI. Jejich data jsou při instalaci W95/98 přes původní W3.x nahrána do registrů, soubory však stále zůstávají na disku - data z nich čtou starší aplikace. Aplikace pro W3.x mohou využívat i AUTOEXEC.BAT a CONFIG.SYS. Start Windows (95/98) Spouštěcí proces 1) BIOS (pokud je PnP) přiděluje kartám PnP systémové prostředky (I/O, IRQ, DMA, ROM), ostatní karty jsou zatím odstaveny. Systémové zdroje jsou přiděleny i všem prvkům základní desky. 2) Soustředění všech informací od BIOSu, systém si vytvoří aktuální hardwarová nastavení. Dále jsou přečteny soubory CONFIG.SYS a AUTOEXEC.BAT a provedeny všechny jejich příkazy. 3) Nahrání statických ovladačů (pro W3.x programy) ze souboru SYSTEM.INI a z registru. V obou dvou souborech by měly být nalezeny ovladače pro stejná zařízení. Pokud by došlo ke konfliktům, dostane přednost soubor SYSTEM.INI. 4) Kvůli práci s ovladači se načtou programy WIN.COM (nahrává jednotlivé komponenty Windows), VMM32.VXD (pracuje s ovladači) a SYSTEM.INI (kvůli načtení údajů neobsažených v registrech). 5) Mikroprocesor se přepne do 32bitového režimu, ze známých dat BIOSu vytvoří hardwarový strom, načte dynamické ovladače a vyřeší případné konflikty mezi systémovými zdroji jednotlivých zařízení. 6) Z disku se nahrají do operační paměti zbývající komponenty - soubory KERNEL32.DLL a KRNL386.EXE (jádro Windows), GDI.EXE a GDI32.EXE (grafické rozhraní), USER.EXE a USER32.EXE (uživatelské rozhraní), dále se nahrají fonty, zkontrolují se hodnoty ve 87

WIN.INI, případně se objeví výzva pro zadání hesla a nakonec se spustí všechny programy umístěné ve složce Po spuštění. Načítané soubory  IO.SYS - definuje parametry DOSu, v podstatě nahrazuje CONFIG a AUTOEXEC.  MSDOS.SYS - obsahuje informace nutné pro start a upravující start Windows  CONFIG.SYS, AUTOEXEC.BAT - doplňující parametry DOSu a jeho programů  SYSTEM.INI, WIN.INI - zařazené kvůli kompatibilitě s 16bitovým softwarem W3.x  BOOTLOG.TXT - popisuje průběh spouštění systému  Během startu dochází k automatickému ukládání záložní kopie registrační databáze. Soubory USER.DAT a SYSTEM.DAT jsou zkopírovány do USER.DA0 a SYSTEM.DA0 (vše v adresáři Windows). Startovací nabídka Windows Pokud při startu systém selže, zobrazí se menu „Startovací nabídka“. Tuto nabídku můžeme také vyvolat sami klávesou během startu počítače. Nabídka obsahuje tyto volby: - normální - běžný start Windows, provádí se při bezchybném startu - s protokolem (BOOTLOG.TXT) - průběh startu se bude zapisovat do souboru BOOTLOG.TXT - stav nouze - je určen k odstranění problémů. Vynechávají se všechny startovací soubory (v nichž může být špatný příkaz - zdroj potíží), nebude načtena ani databáze registrů, ale spustí se grafické rozhraní, načtou se ovladače pro klávesnici, displej a myš. V tomto režimu pak můžete použít libovolnou složku Ovládacích panelů a chybné nastavení opravit. - stav nouze s prací v síti - oproti předchozí možnosti se načtou některé základní systémové ovladače a síťové služby. - potvrzovat krok za krokem <Shift> - varianta startu, která vám umožňuje potvrdit provedení každého příkazu v konfiguračním souboru. Můžete tak poznat, kdy se systém „zasekne“, a odhalit tak chybný řádek. - jen systém MS-DOS <Shift> - spustí operační systém, zobrazí však pouze příkazový řádek MS-DOSu. Spustí konfigurační soubory a databázi registrů, nebudou však načteny ovladače HIMEN.SYS a IFSHLP. Windows pak nastartujete z příkazové řádky příkazem WIN (spustí soubor WIN.COM), u něhož můžete použít různé parametry (/D pro odstraňování problémů, dále v kombinaci s :F, :M, :S, :V, :X). - stav nouze se systémem MS-DOS - stejný režim jako „stav nouze“, nenastartuje však grafické rozhraní Windows. - předešlá verze MS-DOSu - zobrazí se jen tehdy, pokud máte na počítači ještě starý DOS (C:\DOS), přes který jste Windows instalovali. Stejně tak se nemusí nutně objevit i některé předchozí volby (např. práce se sítí).

Unix Máme-li k dispozici počítač pracující pod některou verzí operačního systému Unix, můžeme jej obvykle použít jako server počítačové sítě na bázi UNIXu. Stačí k němu připojit vhodným způsobem pracovní stanice a na nich pak spustit vhodný program, který bude emulovat terminál k tomuto UNIXovému serveru. Práce s takovýmto terminálem pak bude mít všechny vlastnosti práce s operačním systémem UNIX. V současnosti existuje několik operačních systémů na tomto principu. Mnoho z nich jsou komerční produkty světových firem (Sun - SUN OS, Solaris (verze 8), Hewlett Packard - HP UX (11i), IBM - AIX, SGI-Irix, SCO- SCO Unix, Novell - UnixWare (7), True64 Unix, Mac OS X (verze 10…), BSD atd.). Pro běžného uživatele je ale dostupná freewarová verze špičkového Unixu nazvaného Linux podle svého tvůrce Linuse Thorvalda. Tento software můžete získat na mnoha uzlech sítě Internet, nebo jako freeware na disku CD ROM.

88

Unix Jedním z populárních a zajisté jedním z nejlepších operačních systémů je Unix. Je rozšířen zejména na akademické půdě a ve specializovaných RISCových systémech. Předchůdcem UNIXu byl nejdříve systém Multics, který měl obsluhovat tisíce současně připojených uživatelů. Pro svou složitost a finanční náročnost byl zrušen, stal se však základem pro budoucí UNIX. Systém UNIX byl vyvinut v roce 1969 v Bell Laboratories firmy AT&T programátory Thompsonem a Denisem Ritchiem. UNIX byl podstatně jednodušší (z toho bylo také odvozeno jméno UNICS, které se později přeměnilo na UNIX). První verze Unicsu byly psány v assembleru, poté v jazyce BCPL (od Bucephalus - jméno koně Alexandra Velikého ). Hlavním důvodem masového rozšíření bylo to, že r. 1972 byl zdrojový text přepsán v programovacím jazyce C, což umožnilo jeho nasazení na více platformách. UNIX byl vyvíjen ve verzích V1-V10, přičemž ve verzi V6 se vývoj rozdělil do dvou vývojových větví, a později tak vzniklo mnoho „odnoží“ UNIXu. Mezi nejdůležitější větev patří řada BSD (Barkeley Software Distribution). Z ní se vytvořilo mnoho dalších systémů (SunOS, Mach, NeXT STEP, Mac OS X…). Jednotlivé varianty od sebe přebíraly zdrojový kód a byly navzájem více či méně kompatibilní. Druhou větev vyvíjela skupina Unix System Laboratories (USL) -> řada System V (Unix System III, System V Release 4, SCO Unix, UnixWare, HP UX, IBM AIX, A/UX, OSF/1...). Rozdíly mezi oběma řadami postupně mizí, což je nejvíce patrné na jednotné platformě LINUXu. Komerční distribuce Unixu byly zpočátku velmi drahé, některé klony se však začaly vyvíjet i v nekomerčním prostředí. Mezi výrobce volně šiřitelného Unixu (Unix GNU HURD) patří např. nadace FSF (založená Richardem M. Stallmanem), která vytvářela i volně šiřitelné programy pro UNIX. O rozvoj UNIXu se dále zasloužil Linus Torvalds, který r. 1991 začal tvořit jádro unixovského systému pro počítače řady 386. Zdrojové kódy dával volně k dispozici na internetu, a díky tomu přilákal mnoho internetových hackerů (v dobrém slova smyslu), kteří mu pomáhali vytvořit současný LINUX. Koncem r. 1993 mohl LINUX soutěžit ve stabilitě a spolehlivosti s mnohými komerčními UNIXy. Společně s vývojem LINUXu se dále zdokonalovala řada BSD, z které se vytvářely další nekomerční UNIXy. Známé jsou např. verze NetBSD, OpenBSD (1995, důraz na bezpečnost), FreeBSD. BSD se však nikdy neprosadily tak jako LINUX. Původně byl Unix určen pro střediskové a minipočítače. Dnes je možné Unix provozovat téměř na všech počítačích. Úspěch UNIXu tkví především v jeho stabilitě a bezpečnosti, která je zabezpečena samostatností všech unixovských programů a jejich dokonalou spoluprácí. Všechny programy lze spouštět na jediné příkazové řádce (s mnoha parametry), programy fungují automaticky a nevyžadují vstupy od uživatele. Programy si navzájem předávají vstupy a výstupy a jejich kombinací lze sestavovat složité operace bez nutného zásahu obsluhy. S daty lze v UNIXu provádět prakticky jakékoliv operace a zároveň lze snadno přistupovat k naprosté většině zdrojů. Pro ujednocení mnoha doplňkových funkcí, volání a démonů vznikla řada standardů POSIX, které definují systémová volání, knihovní funkce a chování programů v „POSIX kompatibilním“ operačním systému. Nové standardy vnesly do světa UNIXu řád a zabezpečily lepší konverzi aplikací na různé unixovské platformy. Obecně řečeno je Unix multitaskingový, víceuživatelský operační systém (více uživatelů je podporováno i při práci na jednom počítači) s propracovanou hierarchickou strukturou. Celý systém se skládá ze tří vrstev: - jádro - část operačního systému závislá na hardwarové platformě, se kterou také přímo komunikuje. Mimo to se jádro stará o správu procesů a přidělování systémových zdrojů vyšším vrstvám. - systémová volání - definují aplikační rozhraní (API) pro programy využívající jádra systému. - nadstavba - samotné aplikační programy (např. editory) Nároky UNIXovských systémů: Unix je možné provozovat i na počítačích s procesorem Intel, nejméně však s procesorem 89

286. Právě pro tento procesor byl na počátku 80. let vyvinut systém XENIX (Microsoft). Dalšího rozvoje dosáhl Unix pro osobní počítače až s příchodem procesoru 386, který již poskytuje dostatečný výkon. Minimální konfigurace pro Unix je tedy procesor 386 (lépe vyšší), 8 MB RAM (lépe 16 MB) a matematický koprocesor. Vynikajícím freewarovým operačním systémem je Linux dostupný volně přes Internet, nebo u některých distributorů freeware. Jedná se o propracovaný systém pracující (podle jádra) na mnoha platformách včetně PC. Grafická uživatelská rozhraní: Obdobně jako se ostatní operační systémy přecházejí na grafická uživatelská rozhraní (GUI), tak i Unix přichází s vlastními standardy. Ty jsou ovšem postiženy nejednotností a nekompatibilitou (tak jak je na tomto poli zvykem). Přesto vzniklo několik standardů, z nichž nejvýznamnější jsou OSF/Motif nebo X/Open Look. Tyto uživatelská rozhraní se spojují ve standardu X-Windows, což je uživatelsky mnohem přívětivější prostředí, než příkazová řádka. UNIX a jeho uplatnění na trhu: Dnes se pomalu se začíná upouštět od komerčních verzí UNIXu, velkou konkurenci jim totiž představují systémy Nowell Netware (méně úspěšné), OS/2, Windows NT, Windows 2000 a také freewarový Linux. Komerční verze se UNIXu se používaly především pro svou přenositelnost, výkonnost, stabilitu a vysokou technologickou úroveň (64bitová architektura). Dominovaly u náročných informačních systémů s architekturou klient-server a RICS procesory a u rozsáhlých grafických aplikací. Byly však natolik předražené, že se firmy stále více poohlížely po levnějších systémech od Microsoftu nebo freewarových UNIXech. Komerční UNIXy stále představují dominantní síťovou platformu ve středních a velkých firmách. Velký podíl na tom má prosperující firma Sun Microsystems. Počet serverů s Windows NT a 2000 ale narůstá mnohem rychleji (tvoří už přes 1/4 používaných systémů). Stále roste i obliba systému Linux (x využití jen kolem 10%). V tuzemsku se UNIX rozšiřoval díky strukturním změnám ve společnostech a celkovém hospodářství po r. 1989 pomaleji, upřednostňovány byly také levnější OS Microsoftu. Microsoftu navíc nahrával nárůst výkonu procesorů s architekturou CISC (procesory od Intelu). Unix podporovaly především telekomunikační firmy, stavební spořitelny, plynárenské firmy nebo hutě. Mezi dodavateli neintelovských platforem vévodí firmy IBM, Compaq a Hewlett Packard ( - OS Digital UNIX, true64 Unix, OpenVMS, OS/400, servery firmy Sun Microsystems). Principy fungování UNIXu: Po nabootování běží v systému jen jádro (kernel). Jádro pak samo spustí první uživatelský program, kterému vyhradí potřebné prostředky a předá mu řízení. Běh programu je pak jádrem usměrňován jedině, když se musí obsloužit i jiné programy, nebo když je nutné obsloužit periferii. Program může po jádru vyžadovat nějakou systémovou službu, o kterou se přihlásí systémovým voláním. Běžícím aplikačním programům se v UNIXu říká procesy. Proces se skládá z identifikačních údajů v jádře, kódu v operační paměti a z dalších dat programu. Procesy mohou pomocí systémového volání vytvářet další procesy a stanovovat, jakým programem budou obsluhovány. (=> procesy rodičovské a procesy dceřinné). Každý proces a datový soubor má svého majitele, kterým může být kterýkoliv registrovaný uživatel (-> přístupová práva k procesu, souboru, vzájemná přístupová práva procesů a souborů). První proces po startu systému se nazývá vždy init a jeho majitelem je root (superuživatel, UID=0). Proces init pak vytváří řadu dalších procesů k poskytování komplexních systémových služeb, které běží po celou dobu života systému - tzv. démoni (např. démon cron, který spouští aplikace podle naplánování, další démoni mohou být používáni např. pro obsluhování tisku). Většina démonů obsluhuje síťové služby, „vyčkává“ na síťovém portu až přijde síťový paket a předává ho jádru. Jádro požadavek „přeloží“ a vrátí ho zpět démonu, který si ho sám vyhodnotí a určitým způsobem se pak zachová (může třeba navázat komunikaci s jinou aplikací). Démon většinou pro provedení instrukcí vytvoří pomocí systémového volání nový proces a sám pak znovu vyčkává na další instrukce. Mezi síťové servery (démony poskytující síťové služby) patří web server, FTP server, SMTP 90

server pro příjem pošty (spolupracuje s inteligentním doručovatelem - démonem sendmail a síťovou službou IMAP - protokolem pro zpracování pošty na vzdáleném stroji). Starší variantou k SMTP serveru je protokol POP3. Jednotlivé uzly sítě (pracovní stanice, tiskárny) si svou konfiguraci berou ze serveru pomocí protokolu DHCP. Ten dodržují všichni výrobci OS, protokoly DHCP musí být kompatibilní. Pracovní stanice s OS Windows si běžně připojují síťové disky pomocí protokolu SMB, to je v UNIXu prováděno pomocí protokolu SAMBA, který poskytován zdarma pro všechny platformy. SAMBA poskytuje mnoho síťových služeb, umožňuje např. šifrovat uživatelská hesla tak, aby nebyla v lokální síti odposlechnutelná. Pro sdílení disků mezi unixovskými počítači bývá používán protokol NFS, který je navržen s ohledem na maximální propustnost sítě. Otázky oprávnění se řeší až na straně klienta. Základním pracovním nástrojem uživatele UNIXu je shell, program sloužící ke spouštění dalších programů. Shell se aktivuje vždy, když se uživatel přihlásí k unixovskému stroji na konzoli, po síti nebo prostřednictvím terminálu. Používá se k zadání povelů pomocí klávesnice. V grafickém režimu lze spouštět programy pomocí příslušných ikon. Složitější textové příkazy shellu je vhodné napsat do souboru a ten pak spouštět jako kterýkoliv jiný program (program se spouští prostým zadáním jeho jména). Činnost programů lze ovlivnit úpravou jejich konfiguračních souborů. Unix je velmi vlídný k použití terminálů, pomocí kterých se lze připojovat ke vzdáleným počítačům. K tomuto připojení slouží program telnet, pomocí kterého se ke vzdálenému počítači můžeme přihlásit a pak můžeme používat jakékoliv příkazy UNIXu. Bezpečnější náhradou telnetu je programový balík SSH - přenášená data se standardně šifrují. UNIX umožňuje pomocí terminálu skutečnou práci na serveru bez jakýchkoliv programů na straně uživatele, kdy se využívá procesor serveru, nikoliv jako u Windows, kdy se pracuje jen se soubory uloženými na serveru (a náš procesor musí stejně všechno oddřít). Pro automatické přihlašování ke vzdáleným strojům slouží například program Kerberos, který vygeneruje uživateli klíč, a ten ho pak identifikuje pro vzdálené stroje. Kerberos však není dosud použitelný na všech strojích, takže přihlašování není vždy automatické. Terminály je také možné použít jako klienty grafického výstupu, na němž se podílí grafický systém X11 (X Windows System) sestavený pro Unix. Základem tohoto systému jsou okna podobně jako u Windows. Aktivní může být vždy jen jedno okno, okna mohou být ovládána různými aplikacemi. Příkazy UNIXu Všechny příkazy se zadávají malými písmeny (UNIX rozlišuje velká a malá písmena). Některé příkazy mohou také používat parametry – přepínače, které se píší hned za příkaz a ne až na konec příkazového řádku jako v MS–DOSu. Např.: ln –s /export/msdos. Nápovědu vypisuje příkaz man. Např.: man ln. Tabulátor dokončí rozepsaný příkaz nebo jakékoliv jiné jméno, které začíná neopakujícím se řetězcem znaků. Přepínač & spustí příkaz na pozadí. Ctrl+C lze v některých případech použít jako EXIT. Tečka před jménem souboru symbolizuje skrytý soubor. Adresáře v UNIXu: /DEV…zařízení /CO823…fyzické disky /BIN…spustitelné soubory /ETC…nastavení systému /PASSWD …seznam uživatelů (loginy,ID,skupiny) /GROUP …skupiny /SERVICES…seznam služeb, protokolů (porty) /HOME…uživatelé /USR…programy pro uživatele /EXPORT/MSDOS/VYUKA/SOC/PRIKLADY/SKRIPTY …skripty Systémové příkazy: man who w

Nápověda (manuál). Vypíše uživatele. Vypíše přihlášené uživatele. 91

who am i

finger

Informace o sobě (o svém loginu,skupině..). Údaje o uživateli (jeho skupina,UID). Zjištění údajů o uživateli.

groups tty set q cal date mail

Zjištění skupiny uživatele. Vypíše místo připojení. Nastavení systému. Konec provádění příkazu. Kalendář. Datum. Pošta.

mailx pine chmod

Pošta. Pošta. Nastavení práv uživatele.

chown

Zpřístupnění práv pro určitého uživatele. Zpřístupnění práv pro skupinu uživatelů. Vypíše procesy (právě prováděné uživatelem).

id

chgrp ps

csh bash ksh clear sleep unix2dos Práce s adresáři: cd cd .. cd ~

Veškeré informace o uživateli. Je nutné zadat login uživatele.

Např.: mail [email protected] … napsání e-mailu na určitou adresu. Pohyb po jednotlivých zprávách – pomocí čísel. Ctrl+d …konec vzkazu.

Nastaví práva uživatelů na určitý soubor. Nejdříve se zadávají práva v číselné nebo písemné podobě, teprve potom soubor. Nastavení práv adresáře …R.

Přepínače -l, -a, -A; -a… nejvíce používané procesy, -A…všechny procesy. ps –Al …+skryté procesy. Např.: ps –Al |grep smbd…vypíše procesy smbd. ps –u login… vypíše procesy určitého uživatele.

Přepne do shellu csh. Přepne do shellu bash. Shell ksh. Smaže obrazovku. Čeká po dobu zadaných sekund. Vypíše dosovský konec řádku. Změní adresář. Skočí na vyšší adresář. Přepíná do domovského adresáře . 92

ls

(list) Zobrazí obsah adresáře.

ls ~

Vypsání obsahu domovského adresáře. Zjištění adresáře. Vytvoří adresář. Smaže prázdný adresář. Smaže adresář včetně jeho stromové struktury. Zkopíruje adresář včetně jeho stromové struktury. Přesune adresář včetně jeho stromové struktury. …… apod. Vytvoří hmotný odkaz na adresář.

pwd mkdir rmdir rm -r cp -r mv -r ln -s Práce se soubory: touch cp

Změní datum existujícího souboru nebo vytvoří nový soubor. Kopírování souborů.

mv rm ln

Přesun souborů. Mazání. Symbolický odkaz (link) na soubor nebo adresář.

cat sort

Vypíše obsah souboru. Seřadí výpis abecedně, podle čísel...

grep

Vyhledává řetězec znaků.

cut

Zobrazí určité údaje z vybraného souboru.

find

Hledání souborů.

Obsahuje tyto možné přepínače: -F,-a,-l,-al. Přepínač –l zobrazí i jméno vlastníka souboru a jeho práva. ls & …výpis na pozadí

Přepínač -fip kopíruje soubory.

Pro adresář je nutné použít hmotný odkaz s přepínačem -s -n …podle čísel, -o …výstup do souboru. sort +1 –2 … podle křestních jmen apd. Další přepínače: -t,-k. Např.: grep 1200 file, lze použít v kombinaci s jiným příkazem: cat file |grep 1902. Přepínač –i … nerozlišuje velká a malá písmena, dále –n. grep bash passwd |cut –d: -f1,3… vypíše uživatele s bashem. Přepínače –d,-f. Např.: cut -d: -f1,3 /etc/passwd …zobrazí pouze loginy uživatelů a jejich ID. Nejprve musí být zadán adresář, kde chceme hledat, potom přepínač (jestli chceme hledat podle jména apd.), pak jméno souboru v uvozovkách (můžeme 93

používat náhradní *)a nakonec další přepínače. Místo adresáře ~ … domovský adresář, . … aktuální adresář. Přep. – follow hledá i symbolické linky. Př.: find ~ -name „ .*.txt“ –follow …hledá všechny skryté soubory i odkazy na ně v domov. adresáři. file du

Vypíše typ souboru. Vypíše velikost souboru.

Editace a prohlížení (viz práce se soubory): vi i Začátek vkládání. Esc Konec vkládání. : Příkazový mód. a Konec řádku. dd Maže řádek. x Jeden znak. q Konec. q! Konec bez uložení. w Uložení. cat more more + název souboru vypíše obsah souboru pg grep joe exit Konec.

-k, -s; přep.: -k…výpis souborů i adresářů v kB, -s… celková velikost adresáře. vi & …spuštění vi na pozadí

PID – číslo procesu, kterým byl daný proces spuštěn.

OS/2 Warp V souvislosti s vývojem nové plně 32bitové architektury pro osobní počítače řady IBM PS/2 se firmy IBM a Microsoft dohodly, že pro ně vyvinou také operační systém, který by stoprocentně využil jejich možnosti. To znamená, že tento operační systém bude schopen beze ztrát obsluhovat operační paměť, procesor i sběrnici na úrovni dvaatřiceti bitů. Počítače PS/2 s operačním systémem OS/2 verze 1.0 se objevily na trhu v roce 1987. Jedním z důvodů pro vývoj tohoto dalšího operačního systému byla zastaralost rozšířeného operačního systému MS-DOS, který je plně spjat s módem reálných adres mikroprocesorů Intel 80x86 a neumožňuje tak přímo adresovat vetší operační paměť, používat multitasking a podobně. Významným rysem OS/2 (od verze 1.2) je nový systém správy souborů, označovaný jako HPFS (High Performance File System). Jedná se o efektivnější systém, než je FAT tabulka u MS-DOSu. Je spojen s diskovou cache, čímž je výkon diskového systému umocněn. Při pojmenování souborů lze použít až 256 znaků, přistup k souborům je rychlejší a jsou 94

odstraněny problémy s fragmentací disku. Ovšem HPFS není kompatibilní s FAT tabulkou, takže informace uložené tímto způsobem nejsou (bez různých pomocných programů) přístupné MS-DOSu nebo MS-Windows. Původně neměl být systém OS/2 vybaven grafickým uživatelským rozhraním (GUI), nakonec jej však obsahuje, a to pod označením Presentation Manager (PM). l přes přítomnost relativně kvalitního grafického rozhraní, i přes možnost dobře využívat dvaatřicetibitové počítače nebyly první verze OS/2 příliš oblíbeny ani rozšířeny. První verze (v letech 1988 a 1989 to byly verze 1.1 až 1.3) nebyly plně kompatibilní, nezajišťovaly spolehlivý provoz programů psaných pro MS-DOS. Firmy IBM a Microsoft také viditelně nepodporovaly výrobce aplikačních programů. Operační systém OS/2 verze 1.x měl na tehdejší dobu poměrně značné hardwarové nároky na to, aby jeho provoz měl smysl. Systém sice podporoval multitasking, ovšem ne při provozu aplikací pro MS-DOS, kdy pracoval v režimu reálných adres. Výpočetní platforma PS/2 se ve větším měřítku neujala, stejně jako první verze operačního systému OS/2. Microsoft se především věnoval vývoji MSWindows 3.1 a navazujících verzí Windows, včetně Windows NT. Všechny tyto nedostatky však firmu IBM neodradily od dalšího vývoje a v roce 1991 uvedla na trh OS/2 verze 2.0, určený pro mikroprocesory Intel 80386 a výše. Podporuje vlastní aplikace, aplikace pro DOS i Windows. Tyto aplikace mohou být dvaatřicetibitové i šestnáctibitové. Lze provozovat více než jedno DOSovské okno. Pro ně je totiž vytvářen mód virtuálního procesoru 8086. Celý systém je relativně spolehlivý a celistvý. OS/2 umožňuje i to, aby se na jednom disku zaváděly různé operační systémy. Grafické rozhraní Presentation Manager nese nyní označení Workplace Shell (WPS). Vše je v něm podřízeno technice Drag and Drop (uchop a táhni). Myší se označí objekt a přenese se na druhý, jenž definuje činnost, která má být s přeneseným objektem provedena (např. smazání, tisk ap.). Objekty se mohou vícenásobně vnořovat. Samozřejmostí je Schránka (Clipboard), dynamicky připojované knihovny (DLL - Dynamic Linking Library), dynamický přenos dat (DDE - Dynamic Data Exchange) atd. Součástí operačního systému je i textový editor, tabulkový procesor a databázový program. Dále je zde preemptivní multitasking (MS -Windows používají kooperativní multitasking) a multithreading. Ovšem není zde multiprocessing (paralelní činnost více procesorů) jako v MS-Windows NT. OS/2 Velmi efektivně přiděluje paměť jednotlivým běžícím úlohám pomocí stránkování. l když je OS/2 kvalitnější operační systém než MS-DOS i MS Windows 3.1, přesto není tento systém tak rozšířen. Je to zřejmé kvůli nižší marketingové podpoře od firmy IBM a kvůli konkurenčnímu systému MS-Windows NT. V roce 1993 je vytvořena verze 2.1, která obsahuje techniku OLE (Object Linking and Embedding, propojování a vkládání objektů). Také plně podporuje aplikace pro MS-Windows 3.1. Rychlost systému je o něco vyšší. Jsou podporovány multimediální zvukové systémy a videostandardy SVOA. Také jsou podporovány karty PCMCIA a dále je tu správa napájení (APM - Advanced Power Management). Obchodní politika kolem OS/2 verze 2.1 je již kvalitní a tento systém je poměrně rozšířen. Ve druhé polovině roku 1994 je na trhu aktualizovaná verze 2.11. Zatím poslední verzí (z počátku roku 1995) je OS/2Warp, která by snad podle číslování měla nést označení 3.0, ale jako 3.0 měl být podle původních plánů tehdy ještě v tomto směru spolupracujících firem IBM a Microsoft nynější systém MS-Windows NT. OS/2 Warp je dáván k otestování nejširší veřejnosti prakticky zadarmo. Instalace systému i následná instalace všech grafických karet, řadičů, adaptérů a podobně je velmi snadná, neboť celý systém podporuje techniku Plug and Play. Grafické rozhraní Workplace Shell je velmi propracované a systém není hardwarově příliš náročný. OS/2 Warp může provozovat aplikace kompatibilní s API (aplikační programové vybavení) Win32s, které je součástí Windows NT a Windows 95. Kromě platformy procesorů Intel 80x86 lze Warp provozovat i na mikroprocesorech PowerPC.

95

LANtastic LANtastic je jedním ze starších systémů pro sdílení souborů v místních sítích založených na vztahu peer-to-peer. Jde o produkt firmy Artisoft založené v roce 1982. Výhodou LANtastiku je, že nepotřebuje nákladný, pro provoz sítě vyhrazený server. Sdílení souborů může být realizováno jen mezi počítači typu PC, se kterými pracují jednotliví uživatelé. Tyto počítače musí být vybaveny síťovou kartou a operačním systémem MS-DOS. Spokojíme-li se s nižší přenosovou rychlostí, je možné i spojení přes sériové nebo paralelní porty počítačů (bez síťové karty). Kromě souborů na pevných discích mohou být sdíleny i disky CD-ROM. Uživatelům mohou být přidělována přístupová práva k jednotlivým sdíleným diskům nebo adresářům. LANtastic umožňuje vytváření skupin uživatelů s různými přístupovými právy. Součástí dodávky systému je několik užitečných programů (utilit) pro práci v síti. Například program Network Eye pro monitorování dění na vzdáleném počítači, program Articom pro sdílení modemu, program pro zřízení tzv. Center Station pro tisk prostřednictvím sítě apod. Systém dále podporuje zasílání elektronické posty a možnost chatu, neboli rozhovoru (vedeného v textovém režimu na obrazovce) dvou uživatelů po síti. Při použití přídavné karty Artisoft Sounding Board je možné zasílání mluvených zpráv jiným uživatelům přes síť. Artisoft se zaměřuje na dodávku ucelených systémů (hardware + software). Jeho základní dodávka nazvaná Starter Kit v sobě zahrnuje vše, co je nutné k síťovému propojení dvou počítačů.

Souborové manažery Správci souborů slouží k organizování dat uložených na paměťovém médiu. Mimo to ještě nabízejí většinou spoustu dalších užitečných funkcí (kalkulátor, kalendář, komprimaci, ftp spojení …). Operační systém MS-DOS vlastní souborový manažer neobsahuje, ve Windows 3.1 zastává funkci souborového manažeru Správce souborů, ve W95/98/ME a dalších pak Průzkumník neboli Explorer. Mezi nejznámější DOSovské manažery patří Norton Commander, vyrobený americkou firmou Symantec v polovině 80. let. Stejně jako u mnohých dalších manažerů lze Norton Commander sehnat v české jazykové mutaci. Dalšími manažery jsou Volkov Commander vyvíjený v Kijevu na počátku 90. let (1991-1993) a manažer M602 od Software 602. Snad nejlepším souborovým manažerem pro Windows je v současnosti Windows Commander od Christiana Ghislera. Windows Commander Program Windows Commander od Christiana Ghislera je uživatelům k dispozici již řadu let (1993-2002) a našel si mnoho spokojených uživatelů. Systém práce se soubory je podobný systému starých dobrých DOS programů Norton Commander či Manažer 602. Pokud se vám nezamlouvá jiný systém práce se soubory ve Windows (přes Průzkumníka), pak používejte právě Windows Commander. Práce s ním je mnohem efektivnější a rychlejší. Ze souborových manažerů pro Windows je Windows Commander bez nadsázky to nejlepší. Poslední verzí z ledna 2002 je verze 5.0.

96

Novinky a úpravy ve verzi 5.0: - Hlavní změnou je asi plná podpora Windows XP, především možnost použití motivů a barev oken a ovládacích prvků. - Nově podporuje komprimaci do archivů typu TAR a GZ. - Vylepšené stahování souborů z internetu na pozadí, volba omezení rychlosti. - Přidána možnost pozastavení kopírování, mazání, přesouvání či stahování na pozadí. - Vytváření kontrolních CRC součtů souborů. Souborový manažer Tento program v sobě zahrnuje v první řadě souborový manažer s běžnými funkcemi pro práci se soubory, jako je kopírování, přesun a mazání. Dále má navíc vestavěný prohlížeč souborů. Prohlížeč umí mimo běžných textových souborů prohlížet také soubory binární, zobrazovat obsah souboru v hexadecimálním zápisu a dále zobrazovat některé druhy obrázků, přehrávat zvuky a video, či jednoduché prohlížení HTML souborů. To není ale formou běžného prohlížeče, ale pouze jsou z textu odstraněny všechny HTML tagy, je tedy využitelný spíše pro zběžné a rychlé prohlížení HTML souborů v případě, že v nich něco hledáte. Další důležitou funkcí programu je FTP klient. To je velmi rozsáhlé téma a má své zvláštní místo dále v tomto článku. Práce s archivy Windows Commander také velmi široce podporuje komprimované soubory. Sám obsahuje komprimační nástroje pro komprimaci a dekomprimaci souborů ve formátu ZIP. Podporovanými formáty jsou ZIP, ARJ, LHA, RAR, UC2, ACE a nově i TAR, GZ a TGZ. Pro formáty ARJ, LZH, RAR a ACE podpora dekomprimace existuje také, ale v omezené míře. Samozřejmostí je komprimace na více médií (např. disket) či vytvoření samorozbalovacího EXE a dále nastavení velikosti komprese. U všech ostatních druhů archivů (komprimovaných souborů) umožňuje prohlížet seznam souborů. Toto prohlížení funguje tak, že komprimovaný soubor se v souborovém systému chová jako adresář. Po kliknutí na něj se normálně zobrazí adresáře a soubory v nich zabalené a lze běžně procházet adresářovou strukturu. Poté můžete se soubory běžně pracovat, jako kopírovat, odstraňovat, a to v obou směrech archiv <-> disk. Protože archivy typu TAR jsou určeny především pro Unixové systémy, je třeba před komprimací v konfiguraci určit, zda má být archiv kódován pro OS Linux nebo SunOS. Novinkou je také vytváření samostatných souborů pro každý jednotlivý vybraný soubor nebo adresář. Kódování souborů Zajímavou možností je také kódování a dekódování souborů. Podporovanými formáty jsou MIME, UUEncode a XXEncode. Toto kódování není forma šifrování zpráv pro zamezení jejich přečtení neoprávněnými osobami, ale slouží pro přenos souborů mezi různými platformami a operačními systémy, protože vzniklé zakódované soubory neobsahují speciální znaky. Kontrolní CRC součty souborů Kontrolní CRC součty je forma snadného ověřování změn v souboru. Tzv. CRC součet je 97

vytvořen podle obsahu souboru a je to číslo, které je pro daný soubor jedinečné. Pokud dojde k jakékoliv změně v souboru, je takový součet odlišný. Proto nám tato metoda slouží ke kontrole, zda nedošlo v souboru ke změnám. Windows Commander ve své verzi 5.0 nabízí nově možnost vygenerovat si CRC součty k jednomu nebo více souborům podle standardu SFV, což je jeden z běžných formátů pro uchování CRC součtů. CRC součty si můžete vytvořit tak, že označíte příslušné soubory a v menu Soubory vyberete možnost Vytvořit kontrolní součty CRC... Ty se pak podle vaší volby uloží do jednoho souboru nebo pro každý procházený soubor zvláštní SFV soubor. Rozhodnete-li se soubory někdy zkontrolovat, stačí označit soubor SFV s uloženými součty a v menu zvolit volbu Ověřit kontrolní součty CRC. Přejmenování více souborů najednou Novinkou ve verzi 4.5 je přejmenování více souborů. Jako příklad si můžeme uvést možnost přejmenovat všechny soubory ve složce na soubory soubor1.txt, soubor2.txt, soubor3.txt atd. Před samotným přejmenováváním nejprve vyberete ve složce soubory, které chcete přejmenovat. Poté otevřete dialog pro jejich přejmenování a nastavíte masku nových názvů. Do ní můžete vložit počítadlo, jehož počáteční hodnotu a přírůstek lze také nastavit. Můžete měnit velikost písmen, nahrazovat výskyt určitého řetězce v názvu, či vkládat do názvů datum a čas. Pokud se při přejmenovávání spletete, můžete všechny změny vrátit zpět. Další možnosti práce se soubory Pokud máte soubor, který je příliš velký na to, aby se vešel např. na jednu disketu, můžete využít volby Rozdělit soubory a poté Sloučit soubory. Velikost oddílů můžete nastavit ručně nebo budou rozdělovány automaticky podle volného prostoru na jednotce. Hledání souborů umožňuje běžné prohledávání souborového systému podle zadané masky souborů. Dále je možno nahlížet i do archivů (komprimovaných souborů) či vyhledávat v souborech určitý text. Zajímavou funkcí je vyhledávání podle stáří, velikosti či atributů souborů nebo hledání shodných souborů (podle názvu, velikosti či obsahu - nebo jejich kombinace). Své zadání pro vyhledávání si můžete uložit a znovu si ho kdykoliv vyvolat. Jako existuje ve Windows složka Oblíbené položky, tak ve Windows Commanderu najdete zase Oblíbené adresáře. Do nich si můžete přidávat často navštěvované složky a rychle se do nich přemísťovat. Stisknutím klávesy Ctrl+D zobrazíte seznam uložených adresářů či můžete do seznamu přidat aktuální složku. Mimo FTP přístupu na vzdálený počítač (o tom dále) nabízí Windows Commander také propojení dvou počítačů přes LPT linku. Tak se spojují počítače, které jsou blízko sebe a jsou propojeny kabelem přes FTP port (na stejný port se připojují tiskárny). Na obou počítačích musí být nainstalován Windows Commander. Vždy jeden z počítačů dělá úlohu serveru a druhý počítač úlohu klienta. Spojení se provádí tak, že se na jednom počítači spustí server a poté na druhém klient. Celé spojení se tedy ovládá z klienta. Mezi takto spojenými počítači pak lze snadno kopírovat soubory. Přes FTP nelze propojit více počítačů a počítače musí být blízko u sebe. Windows Commander umožňuje procházet i sítí a nahrazuje složku Okolní počítače. Dovoluje stejným způsobem procházet seznamem skupin, počítačů a obsahem počítačů v síti včetně kopírování apod. FTP klient Dnes se FTP přístup využívá především k publikování stránek na internet. K tomu jsou zapotřebí tzv. "FTP klienti". Ti zajišťují komunikaci mezi FTP serverem a vámi a umožňují snadné kopírování a manipulaci se soubory. FTP se totiž normálně ovládá pomocí příkazové řádky. Místo toho, abyste museli umět FTP příkazy, FTP klient vaše požadavky na tyto příkazy převádí, posílá serveru a zpracovává výsledky. Ve Windows Commanderu se soubory na FTP serveru pracuje stejně, jako se soubory na místním počítači. Obsah FTP se tedy zobrazuje jako další disk ve vašem počítači. Rozdíl je pouze v tom, že komunikace narozdíl od té se skutečným diskem trochu vázne. Najednou můžete mít spuštěno až 10 relací, které jsou označeny jako disky 0: až 9: (tyto disky lze používat pouze ve Windows Commanderu). Vytvoření spojení 98

Pro navázání spojení se serverem je potřeba vytvořit tzv. relaci. Relace je definice spojení, která se ve Windows Commanderu uloží a lze ji později znovu použít. Pro vytvoření relace postupujte následovně: menu Příkazy - FTP-připojit se... (klávesová zkratka CTRL+F). Nyní se zobrazí okno s již vytvořenými relacemi. Nyní klikněte na tlačítko Nové připojení. Zobrazí se dialog pro zadání parametrů nové relace. Do položky Relace vložte její název (nemá vliv na funkci, je to pro vaše informační účely), třeba "Moje osobní stránka". Do pole Hostitel je nutno zadat URL serveru, tedy např. ftp.server.cz apod. Název FTP serveru byste měli získat od poskytovatele vašeho WWW prostoru. Následují položky Jméno uživatele a Heslo. Heslo je dobré nezadávat. Pokud ho zadáte, je při spojování se serverem použito a program se na něj nedotazuje, v tomto případě ale může s FTP pracovat kdokoliv, kdo přijde na váš počítač. Pokud ho nezadáte, program se vás při každém požadavku o spojení na heslo zeptá, je to tedy mnohem bezpečnější. Zadávat Vzdálený adresář by nemělo být ve většině případů nutné. Slouží pouze pro otevření konkrétního místa na FTP serveru. Pokud spravujete jen jedno místo přes jeden uživatelský účet, stejně se vám více míst nezobrazí. Do položky Místní adresář vložte cestu k adresáři na vašem počítači, kde máte obsah, synchronizovaný s FTP serverem, tzn. odkud budete kopírovat soubory. Tento adresář se automaticky po navázání spojení otevře v druhém okně v programu. Pole Poslat příkazy není nutno většinou vyplňovat. Používá se při specifických spojeních, při nichž je nutno poslat serveru dodatečné příkazy při spojování. Stejně tak i pole Typ serveru. Windows Commander umí pracovat s většinou současných FTP serverů, v případě zvláštností je nutno server nakonfigurovat. Pokud se na internet připojujete přes proxy server, je nutno ho nastavit. Stačí zaškrtnout políčko Použít firewall (proxy server) a kliknutím na tlačítko Změnit... nastavit připojení k proxy serveru. Políčko Použít pasivní režim přenosu je nutný u některých proxy serverů, které nedovolují navazování spojení vnějšího počítače s vaším. (Proxy je program, který pracuje na aplikační úrovni. Skládá se ze dvou částí. Ne jedné straně pracuje jako server a na druhé straně jako klient. Serverová část proxy přijímá požadavky od klientů a předává je klientské části proxy, která jménem původního klienta předává požadavky na originální server (na internetu). Proxy se používá např. na rozhraní dvou sítí, jejichž uzly nemají mezi sebou přímou konektivitu. Proxy se pak používá jako oddělovač obou sítí. Klasická představa proxy je počítač s dvěma síťovými interfejsy. Jeden pro klientskou část proxy a druhý pro serverovou část proxy. Jelikož proxy pracuje na aplikační úrovni, tak je jí vcelku jedno, kolik má počítač interfejsů. Často se v praxi provozují proxy na počítačích s jedním interfejsem). Velmi vítanou novinkou je Udržování spojení se serverem tím, že se v daných intervalech posílají příkazy, které nemají žádný funkční význam. Pokud totiž delší dobu s FTP nepracujete, server vás odpojí a již s vámi nekomunikuje. Tím, že Windows Commander občas pošle nějaký příkaz, se spojení stále udržuje. Po kliknutí na tlačítko OK se vytvořená relace uloží a přidá do seznamu relací. Nyní můžete navázat spojení. Navazování spojení Po otevření seznamu vytvořených relací klikněte na příslušnou relaci a zvolte Připojit. Nyní se Windows Commander pokusí spojit s FTP serverem. Pokud se zobrazí chybové hlášení "Hostitelský počítač nebyl nalezen", zkontrolujte nastavení relace a vaše připojení na internet a zkuste to znovu. V okně se vám budou zobrazovat odesílané příkazy a přijímané výsledky. Pokud nemáte v relaci uloženo heslo, program se na něj dotáže. Práce s FTP serverem Po úspěšném navázání spojení se v okně Windows Commanderu zobrazí seznam souborů a adresářů na vzdáleném serveru. Nyní se můžete dvojitým kliknutím na adresář do něj přemístit. Do druhého okna manažeru si otevřete místní adresář, ze kterého či do kterého budete soubory kopírovat. Kopírování, přesun a odstraňování se dělá stejně jako s jinými soubory. Tzn. F5-kopírování označených souborů do druhého okna, F6-přesun, F8odstranění. Soubory také můžete běžně editovat klávesou F4 (pokud uděláte v souboru 99

změny, program ho po potvrzení přesune zpět na FTP server), či prohlížet klávesou F3. Kopírujete-li větší soubor a předpokládáte, že jeho přesun bude trvat delší dobu, můžete využít kopírování na pozadí. Tuto možnost musíte vybrat v dialogu před samotným kopírováním. Poté se všechny přesuny souborů provádí ve zvláštním okně a vy můžete normálně dále pracovat s Windows Commanderem. Takto můžete mít na pozadí otevřen libovolný počet spojení a běžících úkolů. Zajímavé jsou nové možnosti při samotném kopírování přes FTP. Je to především omezení rychlosti stahování, to využijete, pokud chcete současně se stahováním dále pracovat na internetu a nechcete mít zcela zahlcenou linku. Kopírování souborů můžete také pozastavit (to když potřebujete nutně kvůli něčemu uvolnit linku). Další možností je přerušení stahování aktuální položky (vybraného adresáře) a přechod na následující položku. Tip: Chcete-li soubory na FTP a na místním disku synchronizovat, otevřete si v oknech manažeru vždy příslušné adresáře (jeden na FTP a jeden ve vašem počítači). Nyní v okně s místním adresářem stiskněte kombinaci kláves Shift+F2. Dojde k porovnání adresářů a označí se soubory, které je potřeba zkopírovat na FTP, tzn. jsou novější. Po stisku klávesy F5 dojde po potvrzení o přepsání souborů k jejich zkopírování. Zajímavou funkcí je také obnovení přerušeného stahování. Pokud totiž dojde k přerušení během přesunu souboru mezi vámi a klientem, je zbytečné začít kopírovat celý soubor znovu, ale po zaškrtnutí volby Navázat na přerušeného stahování v okně pro kopírování začne kopírovat na místě, kde byl přerušen. Stejně tak, pokud kopírujete na FTP server velký soubor, můžete tímto způsobem provádět kopírování po etapách. Po ukončení práce klikněte v horní liště na tlačítko Odpojit, spojení bude ukončeno. Tip: Všechny informace o nadefinovaných připojeních včetně hesel se ukládají do souboru s názvem wcx_ftp.ini, který se standardně nachází v adresáři systému Windows (C:\Windows, C:\Winnt). Chcete-li své nastavení přenést na jiný počítač, stačí tento soubor prostě přenést. Hesla nejsou v tomto souboru uložena přímo, ale zašifrována. Závěr Program Windows Commander lze jen doporučit. Funguje ve všech verzích Windows, tj. 95, 98, NT, 2000 i XP. K dispozici je také 16-bitová verze pro Windows 3.1. Určitě oceníte jeho velké množství nástrojů pro práci se soubory, ve kterých je nepřekonatelný. Program je shareware, jeho cena je 40 švýcarských franků (asi 28 dolarů). Přechod na novou verzi je pro stávající registrované uživatele zdarma, stačí nainstalovat program do stejného adresáře, všechna nastavení zůstanou ponechána. Program lze používat neomezeně i bez registrace, v tomto případě však budete muset vždy potvrdit úvodní hlášení programu. Manažer M602 Správce souborů M602 je zářným příkladem starých manažerů zkvalitňujících práci v MSDOSu. Program M602 je vytvořen českou softwarovou firmou Software 602 s využitím Turbo Vision (programovací jazyk Pascal). Jedná se o jakousi obdobu Norton Commanderu, ovšem v plně českém prostředí. M602 zprostředkovává standardní operační povely, jako je kopírování, mazání, editace souborů, tvorba a mazání adresářů, formátování disket apod. Podporuje práci v národním prostředí s kódováním podle Latin2, Keybcs2 a Koi8-čs na adaptérech EGA, VGA, MCGA a Hercules. Manažer je možné ovládat i myší, což urychluje a zpřesňuje ovládání. Kromě standardních operací a povelů umožňuje M602 archivaci a dearchivaci souborů podle volitelných vestavených komprimačních programů, obnovu vymazaných souborů, přenos souborů po paralelní i sériové lince, kalkulátor a navíc i zapojení modemu (podporuje HAYES kompatibilní modemy a rozličné faxmodemové karty). Manažer je složen z rezidentní části (ta zabírá přibližně 6.3 KB paměti) a části trvale uložené na disku. Manažer 602 byl dodáván hned v několika verzích: • Manažer M602 - základní verze pro jednoho uživatele. • Mail 602 - síťová a poštovní verze - nadstavba prostředí elektronické pošty. • M602NET - pro síťový provoz na sítích typu Novell NetWare, jedná se o Mail 602 rozšířený o příkazy pro přímou práci v síti. 100

•

M602LAN - síťový Manažer pro jednoho uživatele - pro provoz v lokálních počítačových sítích. • RM602 - pro vzdálené uživatele pošty v jednouživatelském provozu. Instalace Manažeru 602 (dále jen manažer) se provádí z několika disket. Po instalaci spustíme manažer programem M602.EXE, čímž se program zavede rezidentně do paměti a na monitoru se objeví obrazovka základního prostředí. Ta se skládá ze dvou pracovních panelů s variabilními okny, z vertikálního menu základních příkazů na prvním řádku obrazovky, z příkazové řádky pro přímý přistup k systému a z horizontálního menu funkcí na posledním řádku obrazovky (nejčastěji používané operace). Při prvním spuštění, kdy ještě není vytvořen žádný konfigurační soubor, vytvoří manažer prostředí s jedním panelem a bez diakritiky. Program má příjemné uživatelské rozhraní, které je ještě umocněno českým prostředím, s uživatelem komunikuje pomocí dialogových rámečků. Manažer pracuje v pseudografickém režimu (simuluje grafiku v textovém režimu pomocí speciálních znaků) a je výhodné ho ovládat myší i klávesnicí společně. Ovládáni pouze klávesnici je sice možné, ale poněkud složitější.

Aplikační programy Aplikační programy je možné rozdělit do základních skupin podle toho, jakým oborem se zabývají: - Správci souborů - Programy pro zpracování textu - Databázové programy - Tabulkové kalkulátory - Utility, neboli užitečné programy - Kancelářské systémy - Programy pro tvorbu dokumentů, neboli DTP - Programy pro projektování a navrhování, neboli CAD - Programovací jazyky - Výpočetní a matematické programy - Účetní programy - Programy pro počítačové sítě a komunikaci - Vizualizační a animační programy - Zvukové a hudební programy

Textové editory Textovými programy nebo procesory rozumíme programy pro práci s textem. Tyto programy jsou vůbec nejrozšířenější na trhu se softwarem. Pro každý operační systém existuje mnoho textových programů v různých provedeních a cenových hladinách. Kdo si jednou zvykl psát nebo opravovat texty pomocí počítače, už pravděpodobně nebude chtít provozovat stejnou práci na klasickém psacím stroji. Počítače umožňují jak rychlejší a komfortnější psaní textu, tak úsporu papíru. Základní výhodou je možnost opravení dokumentu ještě před jeho vytištěním. Programy pro zpracování textu se rozdělují do dvou základních skupin podle funkcí, které poskytují: • Textové editory - jednodušší programy pro zpracování textu. Umějí provádět jen omezený počet činností s textem (vyhledávání textového řetězce, operace s bloky textu 101

ap.). Jeden nebo více jednoduchých textových editorů je dodáváno společně s každým operačním systémem (Notepad = Poznámkový blok, WordPad, ve W3.x Write). • Textové procesory - disponují širokou paletou funkcí pro práci s textem. Samozřejmostí je podpora základních funkcí textového editoru. Rozšiřující funkce záleží většinou na typu procesoru (práce s odstavcem, zobrazení mnoha druhů písem v jednom dokumentu a mnoho dalších). Až na výjimky (OS/2 Bonus Pak, StarOffice) si uživatel musí dokoupit textový procesor sám, popř. jej dostane přímo s počítačem formou OEM. Podstatnou charakteristikou programu pro zpracování textu je způsob zobrazení. Kvalitní textové procesory by měly podporovat formát WISIWYG (What You See Is What You Get), neboli Co vidíš, to dostaneš. Uživatel tak může sledovat konečný vzhled dokumentu už při jeho vzniku. Metoda WISIWYG není většinou podporována u obyčejných textových editorů. Textové editory Jak už bylo řečeno, součástí každého operačního systému je minimálně jeden textový editor. Editory jsou ale dodávány i samostatně (např. Norton Editor) nebo s dalšími aplikacemi (např. Norton Commander nebo M602, programovací jazyky ap.). Plná instalace MS-DOSu obsahuje MS-DOS Editor, což je jednoduchý editor určený zejména pro úpravu systémových souborů operačního systému. Výsledné soubory jsou ukládány ve formátu ASCII a jsou dále importovatelné do jiných editorů a procesorů. Spouštěcí soubor EDIT.COM se nachází v adresáři DOS (editor spustíme na příkazovém řádku příkazem edit). Plná instalace Windows obsahuje Poznámkový blok, což není vlastně nic jiného, než velice jednoduchý editor určený pro provoz pod Windows. Slouží k tvorbě a úpravě textových souborů. Soubory ukládá s příponou .txt v neformátovaném ASCII kódu, který je podporován všemi ostatními editory. Možnosti formátování textu však od tohoto jednoduchého programu nečekejte. Textové procesory Jedná se o velkou skupinu programů na zpracování textu, které si uživatel musí téměř vždy k počítači přikoupit. Procesory existují jak ve verzi pro MS DOS, tak pro MS Windows (popř. jiné systémy - Linux, OS/2 apd.). Rozdíl mezi nimi je převážně v grafickém uživatelském rozhraní, všechny textové procesory pak nabízejí celou řadu funkcí, které se mohou víceméně lišit. Důležitá je schopnost procesorů importovat soubory vytvořené v jiných programech. Nejrozšířenější jsou soubory s příponou .doc (dokumenty Microsoft Wordu). Textové procesory jsou mj. charakteristické následujícími funkcemi: • Možnost zobrazení více druhů písma v jednom dokumentu - základní funkce, která však závisí na tom, kolik je v systému instalovaných druhů písma (fontů), popř. na tom kolik jich program do systému přidá. U každého písma je ještě možné volit další parametry, jako je prostrkání, nadsazení nebo podsazení, proklad, barva, velikost a řezy písma (tučné, kurzíva, podtržené, přeškrtnuté ap.). • Možnost přesného definování rozměru stránky - umožňuje uživateli přesně určit rozměry a umístění výsledného textu. Procesory většinou podporují hned několik typů zobrazení stránek. • Možnost různé úpravy jednotlivých odstavců - dovoluje vkládání kapitálek, změnu prokladu a prostrkání písma, odsazení nebo posunutí odstavce ap. • Podpora technologie WISIWYG - neboli What You See Is What You Get. Ta zobrazuje dokument tak, jak bude vypadat po vytištění na tiskárně, což značně zjednodušuje orientaci uživatele. Tato technologie je podporována v graficky orientovaných systémech. Vhodná je také možnost náhledu dokumentu. • Podpora OLE - technologie firmy Microsoft, která umožňuje vkládání jiných dokumentů (např. tabulek textového procesoru, nebo databáze) do dokumentu. • Používání tabulek s některými matematickými funkcemi - podpora konstrukce tabulek v různém grafickém provedení (barevné, se stínem, s rámečkem ap.) a možnost provádět s tabulkou základní matematické a logické funkce (např. třídění). • Používání jazykových slovníků (pravopis, synonyma) - možnost zapnutí automatické kontroly pravopisu, nebo kontrola celého dokumentu na požádání. 102

Procesory jsou většinou schopny kontrolovat pravopis v průběhu psaní textu (v reálném čase) a automaticky ho opravovat. Kromě toho nabízí synonymický slovník, tzv. tezaurus. • Možnost kombinování obrázků a textu v jednom dokumentu - většina procesorů umožňuje vkládat obrázky do dokumentů a následně je obtékat textem. Důležité je, jaké grafické formáty je procesor schopen importovat a jak rychle funguje práce s nimi. • Záložky v textu, poznámky pod čarou, tvorba dokumentu podle osnovy - další zjednodušující nástroje pro práci s rozsáhlými texty. Cena a kvalita, jakož i paleta nástrojů textových procesorů se značně liší. Proto by si měl každý uživatel před nákupem textového procesoru rozmyslet, jaké od něj očekává požadavky nyní a do budoucnosti. Mezi nejznámější textové procesory patří: Text602 - nejrozšířenější textový editor pro MS-DOS je produktem firmy Software602. Nepodporuje všechny výše zmiňované funkce, ale jeho výhodou je nízká cena a naprostá spolehlivost při psaní českých textů. Nevýhodou pak poměrně problematický export textů do jiných aplikaci. Verze 3.0 poskytuje pak téměř všechny výhody klasického textového procesoru pro MS DOS. AmiPro - produkt firmy Lotus (nyní součást IBM), který obsahuje všechny funkce profesionálního nástroje pro tvorbu textů. Laika pravděpodobně zahltí rozsahem svých funkcí. Pohybuje se na horní kvalitativní úrovni textových procesorů. S trochou nadsázky by se dalo říci, že je přechodem k profesionálnímu typografickému programu. Pracuje samozřejmě pod Windows. WinText602 - program společnosti Software602, který navazuje na úspěšnou tradici editoru T602, přidává mu nové funkce a pracuje pod MS Windows. Výhodou je, stejně jako u předchůdce, spolehlivost při tvorbě českých textů. Výborně se dá používat jako konverzní program textového formátu 602 do jiných formátů. Je součástí balíku PC Suite 2001 od firmy Software 602, který je zcela zadarmo. Wordperfect - textový procesor, který je produktem firmy Novell (známější z počítačových sítí). Textový procesor s dlouhou tradicí jak ve verzích pro MS DOS, tak i pro Windows. Microsoft Word - produkt Microsoftu kompatibilní s většinou ostatních produktů firmy. Existuje ve verzi pro MS-DOS, především však pro Windows. Verze pro Windows dosáhly obrovského rozšíření. Díky výborné kooperaci s operačním systémem Windows nedochází prakticky k žádným problémům. Jedná se o nejlepší produkt na současném trhu. Procesor umožňuje naprosto libovolné úpravy textu a všechny výše jmenované vlastnosti. Jeho verze se prodávají v mnoha jazykových mutacích (samozřejmě i v češtině). Jedinou nevýhodou programu jsou jeho poněkud vyšší požadavky na hardware a vyšší cena. Nejnovější verze je součástí kancelářského balíku Microsoft Office XP a je už desátou verzí. Office XP se měly původně jmenovat Office 2002, XPčka se dostaly na trh už v roce 2001. Program byl postupně součástí balíků Microsoft Office 95, 97, 2000 a dnešních XP. Microsoft Word z řady XP je nutné po instalaci aktivovat. Novinkou v Office XP je podpora široké spolupráce v rámci pracovních týmů či skupin, propojení s obsahem internetu, u textu se objevují ikonky s návrhem rychlého zformátování, v programech je téměř vše „po ruce“, do Office je implementovaná schránka, která obsáhne až 25 vložených objektů, automatická oprava textu už není tak vlezlá (označí se jenom malým obdélníčkem u slova, na kterém je kurzor), je možné nezávisle označovat více slov v textu (Ctrl+myš), velká je podpora digitálních zařízení a médií, v cizích (a jednodušších) jazycích jistě využijete kontrolu gramatiky, překlad mezi angličtinou, němčinou a francouzštinou, zvýšená je i bezpečnost programů - po havárii si můžete vybrat ze zálohovaných verzí souboru, při chybě programu máte možnost změny vždy uložit. Z dalších textových procesorů jsou to MAT firmy Cybex, E.T. Klasik firmy Optimal, WordStar firmy Wordstar, InWord firmy Alcor, StarOffice, X-Office pro OS Linux, profesionální DTP programy (Calamus, Quark Xpress, Corel Ventura)… Microsoft Word Vývoj programu byl popsán v předchozím textu, tato podkapitola se bude soustředit na prostředí programu a jeho funkce. 103

Program se ovládá pomocí roletového menu v horní liště a panelů nástrojů, mnohé funkce s objektem můžeme provádět, když ho označíme a stiskneme na něm pravé tlačítko myši. Dalšími částmi programu jsou rolovací lišty, pravítka a informační lišta na dolním okraji. V editoru je možné otvírat libovolné množství oken, které je omezené především velikostí operační paměti. Základní dovednosti pro práci s Wordem: - Základní editace textu - styly - Formát -> Styl, Písmo, Odstavec, Velká písmena, Automatický formát, Iniciála; lze použít Galerii stylů; panel Formát, pravé tlačítko myši, kopírování textu, označování textu (bloky pomocí Alt, Shift+šipky, výběr vlevo od textu). - Úpravy stránky - Soubor -> Vzhled stránky (zde lze nastavit i číslování řádků, zrcadlové okraje atd.), úprava stránky v Náhledu, úprava stránky při tisku. - Novinová stránka - Formát -> Sloupce (možnost vložení čáry mezi sloupce), Vložit -> Obrázek, Formát -> Obrázek - obtékání obrázku, Formát -> Odstavec - nastavení svázání, rozvázání textu; Soubor -> Nový -> Publikace -> Průvodce novinami (jak snadné) - Kniha - viz. novinová stránka, úpravy stránky, Soubor -> Tisk -> Vlastnosti (oboustranný tisk, kniha apd.), Vložit -> Čísla stránek, Rozvržení dokumentu, Osnova (slouží k rychlému přesunu celých bloků dokumentu, pro snadnou úpravu), vytvoření obsahu pomocí tabulátorů, tabulek, převedení textu na tabulku, vyzdobení pomocí panelu Kreslení, Obrázků. - Vkládání - nabídka Vložit obsahuje spoustu funkcí, o kterých ani nemusíte tušit, a přitom právě tyto funkce vám usnadní snad nejvíce práce a dokonale zautomatizují dokument. -> Konec, Čísla stránek, Datum a čas, Automatický text -> Pole - v polích jsou souhrnně zahrnuté funkce, ke kterým se lze dostat i pomocí příslušných průvodců, tady ale máte vše po ruce, což je výhodné pro zkušenější uživatele. -> Symbol - vložení symbolu, který na klávesnici (ne)najdete -> Komentář, Poznámka pod čarou -> Křížový odkaz - hypertextový odkaz na určené místo v dokumentu -> Rejstříky a seznamy - vygenerování hypertextově aktivního rejstříku, obsahu, seznamu obrázků… -> Obrázek, Textové pole, Soubor -> Objekt - vkládá různé objekty - velmi zajímavé možnosti - např. vkládání matematických vzorců (Editor rovnic), grafů z Excelu, map, organizačních diagramů a spoustu dalších -> Záložka - vložení „záložky“, na kterou se lze snadno vrátit (pomocí Úpravy -> Přejít na nebo hypertextového odkazu) -> Hypertextový odkaz - Šablony - Soubor->Nový - možnost vytvořit šablonu, dokument pomocí předdefinované šablony. Vytvoření vodícího textu: Vložit -> Pole -> Automatizace dokumentu -> MACROBUTTON NOMACRO [zde klepněte a napište …] - Makra - Nástroje -> Makro -> Makra, Záznam nového makra Typické použití maker: · urychlení rutinních úprav a formátování, · kombinace více příkazů, · rychlejší zpřístupnění možnosti v některém dialogovém okně, · automatizace složitých posloupností úkolů. Word nabízí dva prostředky k vytvoření makra: makrokameru a Editor jazyka Visual Basic. Makrokamera pomůže vytvářet makra zejména začátečníkům. Word zaznamenává makro jako posloupnost příkazů programovacího jazyka Visual Basic pro aplikace. Editor jazyka Visual Basic můžete použít jednak k otevření a upravení již zaznamenaného makra a jednak k vytvoření velmi flexibilních a účinných maker obsahující instrukce jazyka Visual Basic, které nelze zaznamenat. Makru můžete přiřadit tlačítko na panelu nástrojů, položku v nabídce nebo klávesovou 104

-

zkratku. Spuštění tohoto makra je pak velmi snadné. Makro můžete také spustit prostřednictvím podnabídky Makro v nabídce Nástroje. Klepněte na Makra, a pak na název požadovaného makra. Makra můžete uložit do dokumentu nebo do šablony. Word implicitně ukládá makra do šablony Normální, takže je lze používat ve všech dokumentech. Makro, které budete používat jen pro určité typy dokumentů, však můžete zkopírovat do jiné šablony a v Normální ho odstranit. Ke kopírování, odstranění nebo přejmenování maker se používá Organizátor. V nabídce Nástroje klepněte na Makra, a pak na Organizátor. V Nástroje -> Vlastní -> Klávesnice lze přiřadit makru klávesovou zkratku Hromadná korespondence - Nástroje -> Hromadná korespondence …

Tabulkové kalkulátory Tabulkový procesor (spreadsheet) je v současné době většinou rozsáhlý balík programů pro komplexní analýzu a zpracování číselných dat. V různě míře obsahuje také prostředky pro grafickou prezentaci a publikaci těchto dat a výsledků analýz. Vznik tabulkových programů je těsně spjat s rozvojem osobních počítačů. První myšlenky se zřejmě zrodily v hlavě studenta Harvardské university R. Birklina při studiu finančního plánování. Aby nemusel neustále přepočítávat data rozsáhlých rozvahových tabulek, vytvořil se svým přítelem první spreadsheet, a to pro osmibitový Apple II. Svůj první komerční tabulkový procesor VisiCalc vytvořili již jako firma VisiCorp. Tento program zvládal kalkulační matici s 256 sloupci a 63 řádky. Firma však bohužel nebyla komerčně úspěšná a tak se o zásadní rozmach tabulkových procesorů zasloužila s největší pravděpodobností firma Lotus Development Corporation s programem Lotus 1-2-3 a také s komplexnějším systémem Lotus Symphony. Od začátku byly tedy tyto systémy určeny pro osobní počítače a byly pro ně jedněmi z prvních prakticky použitelných aplikací. Mají tím částečně na svědomí boom malé výpočetní techniky. Tabulkové procesory lze použít v mnoha směrech: • finanční a statistické zpracování dat, • komplexní výpočty v administrativě, plánování a rozpočtování, • modelování prognostického vývoje atd. Principy tabulkových procesorů Spreadsheet (také tabulkový procesor nebo kalkulátor) je obecné pojmenování programů, které řeší uvedenou problematiku. Rovněž se tak označuje i zpracovávaná kalkulační nebo rozhodovací tabulka. Základní charakteristikou bývá maximální rozměr spreadsheetu, ovšem s rostoucím výkonem počítačů se tyto meze posouvají až za využitelnou mez. Worksheet (pracovní formulář) je pracovní oblast, obecná dvourozměrná či vícerozměrná tabulka. Je uspořádána do řádků a sloupců. Řádky jsou obvykle označovány arabskými číslicemi, sloupce písmeny anglické abecedy. Cell (buňka) je elementární zpracovávaný prvek tabulky. Je jednoznačně identifikován svou polohou (adresou, souřadnicemi). Buňky se tedy nejčastěji označují jako A5, G24, BC15 atd. Každý záznam tabulky jednoznačně patří do určitě buňky a má přesně definovanou adresu. Touto adresou lze každou buňku identifikovat, zavolat atd. Buňka je buď prázdná (tedy nedefinovaná, nemyslí se tím např. číselná hodnota "nula" nebo textová hodnota "mezera", to jsou již určité hodnoty buňky), nebo naplněná. Každá buňka má jisté parametry: - formát - velikost - dostupnost - viditelnost Obsah buňky bývá nejčastěji některý z následujících: - text 105

- numerická hodnota - funkce - výraz - makro Obsah buněk si lze prohlížet v podobě výsledné, kdy se zobrazují výsledky výpočtů, funkcí a maker, nebo je můžeme vidět v původní podobě, jako zápisy těchto výrazů, funkcí nebo maker. Termín okno (window) může být chápán dvojím způsobem, jednak jako část worksheetu, která je fyzicky viditelná v záběru obrazovky počítače, jednak jako určitá podtabulka worksheetu, která může být pojmenovaná a se kterou lze pracovat samostatně (prohlížet si ji, editovat atd.). Okna se mohou překrývat nejen fyzicky na obrazovce, ale i logicky v jednom worksheetu. Pojmenování (range) znamená, že si libovolnou buňku (nebo obdélníkovou či čtvercovou skupinu buněk) můžeme pojmenovat a později se na ni pouhým zadáním jejího jména odvolat. Adresa buňky může být absolutní nebo relativní. Jsou to její souřadnice ve worksheetu, např. C16, E4. Absolutní adresa buňky (nejčastěji zapisovaná jako $C$16, $E$4 atd.) označuje absolutní pevné místo ve worksheetu. Naopak relativní adresa označuje vlastně ztotožnění adresy buňky s jejím obsahem. Prakticky absolutní adresa znamená, že po přesunutí buňky, která obsahuje výraz typu "sečti čísla ve sloupci nad sebou" (tedy např. buňky E1 až E4) by tato buňka stále sčítala obsahy buněk E1 ažE4. V případě relativního vyjádření buněk E1 až E4 ve zmíněném výrazu by přesunutý obsah buňky sčítal stále to, co je pouze nad ní, dejme tomu G1 až G4. Taková přizpůsobivost může být při editaci složitých tabulek velmi vhodná. Obsah tabulky může být po vnesené změně přepočítán dvěma způsoby: 1. automaticky, kdy se v případě jakékoliv změny přepočítá okamžitě celý worksheet, 2. manuálně, kdy se při rozsáhlých tabulkách automatika vypne, aby nezdržovala a potřebné přepočtení se nechá udělat jen ve vybraných oknech. Možnosti tabulkových procesorů Základní schopností každého spreadsheetu bývá: • přepočítávání tabulek, • vyhodnocování funkcí, • vypočítávání formulí. Většina programů zvládá také následující technologie: • finanční funkce pro plánování, rozpočtování, účtování atd. • statistické funkce (vyhodnocení regresní analýzy dat, stanovení střední odchylky, tvorba grafů), • analýzu "what-if", "co se stane, když...?", • analýzu "goal-seeking", kdy známe cílové výsledky a zajímají nás způsoby jejich dosažení. V současné době je většina komerčních tabulkových procesorů součástí komplexních integrovaných celků, jejichž obsahem kromě spreadsheetu bývá: • grafika (manažerská, prezentační) • databázový program • komunikační program • program pro DTP Přehled tabulkových procesorů Na tomto místě je uveden přehled některých známých tabulkových procesorů. Mnoho z nich vystupuje jako součást integrovaného kancelářského systému. S nástupem uživatelského prostředí Windows se na jedné straně vyvíjí stále dokonalejší komplexní programové balíky, na druhé straně důvody ke koupi takového balíku nejsou zdaleka tak jednoznačné. V prostředí Windows, které sjednocuje veškerý software jak po stránce uživatelského prostředí a ovládání, tak po stránce datové kompatibility a přenositelnosti jednotlivých aplikaci (Clipboard, OLE, DDE), přestává být důležité zakoupit jednotlivé programy u jedné firmy. 106

Uživatel si může svůj integrovaný systém poskládat ze svých oblíbených samostatných programů sám (textový editor, tabulkový procesor, grafický editor, databázi, komunikační software,...). Samozřejmě osvědčený balík produktů jedné firmy má své výhody. Lotus 1-2-3 je klasikem na poli spreadsheetů od firmy Lotus Development Corp. Položil základy moderního pojetí spreadsheetů. Framework /// od firmy Ashton-Tate byl svého času velmi rozšířen, byl jedním z prvních integrovaných balíků. Quatiro Pro byl ve verzi 4 pro DOS závažným konkurentem pro 1-2-3. Existují i verze pro Windows. Výrobce je Borland International. CA SuperCalc byl rovněž závažnou alternativou Lotusu. Výrobcem je Computer Associates International. Microsoft Works představuje integrovaný programový systém pro Windows, obsahující kromě spreadsheetů také textový editor, databázi (MS Access), komunikační modul a grafický editor MS Draw. Ostatní známější systémy jsou uvedeny jen výčtově se jménem výrobce: • Ability Plus (Lanware) • Enable/OA (Enable Software) • Excel (Microsoft) • Lucid 3-D (Lucid Corp.) • Multiplan (Microsoft) • PFS; Professional-Plan (Software Publishing) • PlanPerfect (Microsoft) • Resolve (Claris Corp.) • Smart II (Informix) • Twin Level III (Mosaic Marketing) • VP-Planer (Paperback Software) • Wingz (Informix Software) • WinTab602 (Software 602) Mezi nejznámější a nejvíce používané tabulkové procesory patří Microsoft Excel, který je součástí kancelářského balíku MS Office. Poslední verzí MS Office jsou MS Office XP vydané koncem roku 2001, předchozí verze jsou MS Office 95, 97 a 2000. Microsoft Excel Znalosti potřebné k práci v Excelu: - Práce se sešity (soubory Excelu) a listy - uspořádání více sešitů v okně programu, tvorba listů, manipulace s listy v sešitu (vytvoření, přejmenování, kopírování, přesun, odstranění), kopírování/přesouvání listů a buněk v rámci jednoho i více sešitů - Pohyb v sešitu - - rychlé přejití na buňku, rychlý posun pomocí Shiftu a posuvníku, posun pomocí kláves +/<End>, /<End>, +<Page Up>/<Page Down> (přesun mezi listy), <Page Up>/<Page Down> - Základní práce s buňkou - označení více buněk, více nesouvislých buněk (s klávesou ), kopírování textu, funkcí, přesun obsahu, vkládání funkcí, využití kopírovací úchytky pro snadnou tvorbu řad, Formát -> Buňky…, absolutní adresa buňky ($B$6 $značí absolutní umístění sloupce či řádku), relativní adresa buňky (B6) - lze ukázat na příkladě zkopírování vzorce (s absolutními x relativními odkazy) pod jiné hodnoty, odkaz na oblast buněk (A1:C5), na všechny buňky v řádku 5 (5:5), ve sloupci H (H:H), ve sloupci H a J (H:J), odkaz na buňku v jiném listě (list2!A12) - Základní práce s tabulkou, úpravy - ohraničení, barva písma, pozadí, zkopírování vzorců, tvorba grafů z tabulky, vytvoření úrokovací tabulky (spoření, úvěr) + po několik měsíců/roků… -> tabulka s více řádky (měsíce/roky…), sloupce s vkladem, počáteční částkou, úrokem, koncovou částkou (pro každý měsíc/rok…). - Kontingenční tabulka - kontingenční tabulka slouží k interaktivní analýze dat a k jejich přehlednému zobrazení, lze ji snadno pozměňovat, data lze filtrovat zobrazovat různými způsoby. Vytváření kontingenční tabulky: Nejdříve je nutné vytvořit běžnou tabulku s 107

-

daty, nadpisy pro data je vhodné udávat v 1. řádku a jednotlivá data v sloupci pod každým nadpisem. Je jedno v jakém pořadí sloupce dat tvoříme, jejich úpravu do řádků a sloupců udáváme až při tvorbě kontingenční tabulky (Data -> Kontingenční tabulka). Po vytvoření kontingenční tabulky můžeme položky v rámci řádků i sloupců libovolně přesouvat tak, aby výsledná tabulka vypadala k světu. Vhodné je také data barevně odlišit. Přetažením řádkového nebo sloupcového pole můžeme z tažené položky vytvořit výběrový seznam - stránkové pole. Tabulka se pak ještě více zpřehlední - data se zobrazují podle výběru. Data lze v tabulce různě seskupovat, skrývat a zobrazovat. Makra - Nástroje -> Makro, při vytváření makra je nejdříve nutné označit objekt, s kterým budeme při nahrávání pracovat, klávesová zkratka se makru přiřazuje po jeho vytvoření. Pomocí panelu nástrojů formuláře lze vytvořit tlačítko a příslušné makro mu přiřadit. Úprava makra ve Visual Basicu - makro je zapsáno pomocí zdrojového kódu jako je např. tento: ' ' posun Makro ' Makro nahrané 17.5.1999, POSLUCHAČ ' ' Klávesová zkratka: Ctrl+p ' Sub posun() ActiveCell.Offset(1, -5).Select End Sub … Znak ' představuje komentář - řádek nemá vliv na funkci makra - pouze informační hodnota. Za Sub následuje název makra (to je tvořeno jako procedura či funkce), End Sub ukončení zdrojového kódu makra (funkce). Každý příkaz se píše na nový řádek. Ve vlastní definici makra může být prakticky cokoliv. Například: 1) Application.Run Macro:="barva" Application.Run Macro:="mřížka" - makro, které spustí předchozí definovaná makra - barva a rámeček 2) While ActiveCell = "" Do ActiveCell.Offset(0, 1).Select Loop Until ActiveCell <> "" Wend - pokud je hodnota aktivní buňky nulová (hodnota je uložena v ActiveCell), posouvá se aktivní buňka o 0,1 dokud nenabývá nějaké hodnoty. V příkladu jsou použity cykly While … Wend, Do … Loop Until.

Databázové systémy Databanka, či banka dat je množina organizovaných a strukturovaných informací spolu s metodami a prostředky pro přístup k nim. Data uložená v bance dat se označují jako báze dat či databáze. Bývají organizována podle jistého modelu. V současné době se pro jejich organizování nejčastěji používají relační tabulky. Metody a prostředky pro přístup k databázi bývají obvykle realizovány prostřednictvím počítačového programu. Takový program se pak nazývá systém pro řízení báze dat (Database Management System - DBMS, Systém řízení bází dat - SŘBD). Někdy se pro SŘBD používá i méně přesný pojem Databázový systém. Databáze nacházejí využití ve všech oblastech lidské činnosti - vyvíjely se už od počátku existence počítačů, pokud nebereme v úvahu předchozí zaznamenávání údajů. Slouží 108

především na půdě akademické, v armádě, policii apod., v službách - zdravotnictví, knihovnách, nacházejí se v mnoha soukromých i státních firmách. Nalezneme je prakticky všude, kde je potřeba shromaždovat informace. Rozdělení databázových systémů 1) Programy pro správu dat (videotéka, lékařské záznamy, knihovny - LANIUS) - data + funkce pro správu dat 2) Aplikace pro tvorbu databází a dat (např. Access) 3) DBMS - existují asi 30 let, vyvíjely se v souvislosti s bankovnictvím. RDBMS (relační systémy řízení bází dat) - systémy zahrnující logické vztahy mezi daty. DBMS představují většinou balíky dat, které obsahují jazyk pro definici dat, program pro vytváření a řízení databází a manipulaci s daty. Součástí každého kompletního databázového systému jsou pak samozřejmě i data. Modely organizování databází a jejich vývoj Historicky nejstarším modelem organizování báze dat je model hierarchický. V tomto modelu jsou data organizována ve formě stromu. Každá entita umístěná v tomto stromu je charakterizována svými specifickými atributy a dále atributy, které zdědila od své nadřízené entity. Hierarchický model se dobře hodí pro popis systémů, které mají jasné definovanou hierarchickou strukturu. V ostatních případech je ale dosti nepružný a těžkopádný. Síťový model báze dat odstraňuje většinu nedostatků modelu hierarchického, ovšem za cenu podstatně větších nároků na údržbu databáze. Každá entita je opět charakterizována svými specifickými atributy. Kromě toho může obsahovat odkazy na jiné entity v bázi dat, které s ní logicky souvisí. Jednotlivé entity tak mohou vytvořit síť s velmi rozmanitou strukturou. V současné době nejčastěji používaným modelem pro bázi dat je model relační (E-R model, entita-relace). V něm jsou data organizována do relačních tabulek. Mezi tabulkami pak lze definovat různé vztahy - relace a provádět s nimi rozmanité operace. Množina tabulek a vztahů pak vytvoří celou bázi dat. Model objektový představuje současný trend při tvorbě databází - uchovává celé objekty s jejich vlastnostmi. Jednotlivé objekty dědí své vlastnosti podle ISA hierarchie - OSOBA -> UČITEL, STUDENT = VZTAH UČITEL IS A OSOBA, STUDENT IS A OSOBA - ‚student‘ a ‚učitel‘ jsou podprvky, podřízené tabulky apod. Relační tabulky v relačním modelu databáze Relační tabulka je definována jako relace, tedy podmnožina kartézského součinu množin atributů. Množiny atributů jsou konečné a označují jednotlivé charakteristické vlastnosti entit. Každá entita je přitom jednoznačně určena hodnotami svých atributů. Nejpraktičtějším způsobem zápisu takovéto relace je tabulka. Každý řádek tabulky odpovídá jedné entitě a každý sloupec jednomu atributu. Řádky tabulky se někdy nazývají též věty, či záznamy (anglicky records), sloupce se nazývají atributy, pole, či položky (anglicky fields). Každý sloupec tabulky má své jednoznačné označení a má přiřazen typ, tedy množinu údajů, které se v něm mohou vyskytovat. Je vhodné, aby každý řádek tabulky byl jednoznačně identifikován hodnotou některého svého atributu. Takový atribut nazýváme klíčem relační tabulky. S relačními tabulkami lze dělat některé základní operace a je možné používat dotazovací jazyky pro dotazy na jejich obsah. Mezi operace s relačními tabulkami patří filtrování (na základě logického dotazu), faktorizace (výsledná relační tabulka obsahuje jen ty sloupce, které byly uvedeny v seznamu vstupních atributů), spojování tabulek (na základě stejného atributu - položky), rozložení tabulky na několik menších. Indexování dat: Klíčem, či klíčovou položkou nazýváme atribut relační tabulky, který jednoznačně určuje entity v ní obsažené. V příkladě relační tabulky je takovou položkou položka ID (identifikační číslo). Klíčovou položku lze často s výhodou využít při operacích s relačními tabulkami, především při jejich spojování. Klíčová položka je často v databázi redundantní, je proto vhodné, aby byla co nejednodušší. Klíčovou položku lze též využít pro indexování relační tabulky. V indexované relační tabulce 109

můžeme podstatně rychleji vyhledat řádek se známou hodnotou klíče. Vyplatí se tedy indexovat tabulku podle hodnot těch atributů, u kterých předpokládáme, že budou často používány pro vyhledání příslušného řádku. Pro indexování relační tabulky existuje celá řada metod. Rychlost a efektivita SŘBD do značné míry závisí právě na vhodně vyřešeném indexování relačních tabulek. Dotazovací jazyky Pro komunikaci s databankami se často používají dotazovací jazyky. Valná většina SŘBD obsahuje jako své jádro dotazovací jazyk a je vybavena více či méně složitým uživatelským rozhraním. Mezi nejznámější dotazovací jazyky patří Structured Query Language (SQL) a Query By Example (QBE). Distribuované databáze Velmi rozsáhlé databáze se občas nachází na několika různých počítačích. Takovým databázím se říká databáze distribuované. Distribuovanou databázi je možno využívat prostřednictvím počítačové sítě. V celosvětové počítačové síti Internet existuje celá řada distribuovaných databází. Pro práci s distribuovanou databází je potřeba použít zvláštní metody a specializované systémy pro řízení báze dat. Příkladem takového systému může být Gupta SQL. Redundance dat Pokud se v bázi dat objevují některé údaje vícekrát, říkáme jim údaje redundantní. Redundance dat je obvykle nevítaný jev. Jejími negativními důsledky jsou zejména: • Nárůst objemu dat a tím i vetší požadavky na prostředky pro jejich údržbu • Hrozba porušení referenční identity (provázanosti a vztahů dat -> rozpory mezi daty) Občas je však redundance do dat zavedena záměrně. Důvody mohou být například tyto: • Zabezpečení dat proti náhodné chybě • Zrychlení a zjednodušení přístupu k datům • Odkazy na data uložená v jiných tabulkách Systémy řízení báze dat SŘBD je programový produkt, který slouží pro manipulaci s bázi dat. SŘBD může být prázdný, tedy použitelný pro libovolnou bázi dat, nebo přizpůsobený známé konkrétní struktuře báze dat. Prázdné SŘBD obsahují obvykle vývojové prostředí, tedy prostředky (programovací jazyky) pro vytváření specializovaných SŘBD. SŘBD často obsahují prostředky pro snadnou údržbu údajů v bázi dat, pro jejich vstup pomocí uživatelských obrazovek a výstup pomocí výstupních sestav. Mezi nejrozšířenější SŘBD pro osobní počítače s operačními systémy MS-DOS a Windows patří systémy dBASE, FoxBase, FoxPro (americké produkty) a Paradox. Pro správu rozsáhlejších bázi dat se používají obvykle SŘBD pracující na vyšších platformách, obvykle pod operačním systémem UNIX. Sem patří například SŘBD Informix, Progress a Oracle (Tento systém byl původně určen pro velké počítače, později byl přenesen na počítače osobní. Vyniká robustností, šíří funkcí a bezproblémovou prací v síti.). Systémy MySQL, GuptaSQL aj. umožňují pomocí dotazovacího jazyka SQL pracovat s distribuovanou databází (na internetu). Aplikacemi pro tvorbu databází jsou MS Access nebo WinBase602 (7.0). MS Access Stručné připomenutí základních pojmů: TVORBA DATABÁZE - OPERÁTORSKÁ ČINNOST, TVORBA A ZMĚNY DATABÁZOVÝCH TABULEK databáze = data + databázový jazyk + program pro práci s daty - důraz na efektivnost uspořádání dat, práci s daty, … ZÁKLADNÍ FUNKCE DATABÁZOVÝCH PRODUKTŮ - organizace dat - definice vazeb = databázový model - provádění základních operací s daty (třídění, vyhledávání, filtrování, …) - př. databází - Access, dBase, Fox Pro, Oracle, Informix, Progress, MySQL… DRUHY DATABÁZOVÝCH MODELŮ 110

-

hierarchický - pevné vztahy nadřazenosti a podřazenosti - pouze sálové počítače relační (relace = vztah); v tabulkách různá data (řádky); vztahy mezi tabulkami; základní ucelená jednotka (tabulka); SQL - strukturovaný dotazovací jazyk; perzistentní struktura (struktura zůstane zachována i po vypnutí počítače) objektově orientované - současný trend; uchovávání celých objektů s jejich vlastnostmi, …

DĚLENÍ TABULKY - sloupce = položky - řádky = věty = rekordy ZÁSADY PŘI TVORBĚ NOVÉ TABULKY - primární klíč - nutnost v každé tabulce určení primárního klíče, který může být z jedinečných položek (př. rodné číslo) nebo z navíc přidaného číslování; moderní databázové nástroje vytváří primární klíč automaticky - v jedné tabulce nesmí mít žádná položka vztah ke dvěma primárním klíčům - položky v tabulce - vztah pouze k primárnímu klíči, ne mezi sebou - co se dá rozdělit => rozděl OPERACE S RELAČNÍMI TABULKAMI 1. Filtrování 2. Faktorizace - výstupem je tabulka s údaji odlišnými od uvedených atributů. 3. Spojování tabulek 4. Rozklad tabulky na menší části Postup při tvorbě databáze: 1) Příprava před návrhem - definice požadavků na vstup/výstup, typů používaných dat, aktualizace dat 2) Návrh databáze - podle určitého modelu (E-R), definování dat v tabulkách, indexování tabulek, vytvoření relací - určení vztahu kardinality - existenční vztah mezi entitami (př.: 1:1 - jedno kino hraje jeden film, 1:n - na jednom pokoji může ležet více pacientů…). Propojení tabulek a jejich relace lze definovat v NÁVRH -> VYHLEDÁVÁNÍ -> SEZNAM. Tabulkám lze zabezpečit referenční integritu = zajistění zachování vztahů mezi tabulkami při změně dat, struktury databáze. Ne vždy je možné integritu zajistit. 3) Zadávání dat do tabulek 4) Vytváření dotazů: dotazy slouží k zobrazení filtrovaných dat, k najití určitého typu dat apod. - dotaz akční - mění data v tabulkách - např. aktualizace - výběrový dotaz - prostý výběr zobrazených dat - dotaz výběrový parametrický - vyžaduje zadání parametru - pomocí Like, atp. kriteria výběru: LIKE [název vyskytující se položky] BETWEEN [od,do] NOT IN [položka, která se nemá vyskytovat] COUNT -souhrn AVG - průměr SUM - suma SESKUPIT - křížový dotaz - navolení různých dat do sloupců a řádků (v řádku jsou např. jednotlivá kina a ve sloupcích se utvoří součty peněz vydělaných za jednotlivé filmy - shrnutí dat, seskupení) 5) Vytváření formulářů, maker, sestav, ovládacího panelu databáze

Kancelářské balíky MS Office od Microsoftu - obsahuje tyto programy (některé se vyskytují jen ve verzích Professional): Microsoft Word - textový procesor 111

Microsoft Excel - tabulkový procesor Microsoft PowerPoint - tvorba prezentací Microsoft Access - aplikace pro tvorbu databází Microsoft Outlook - organizace a plánování schůzek, evidence kontaktů, poštovní klient Microsoft Binder - katalogizace dokumentů PC 602 Suite, 602 pro PC 2000 ad. - od firmy Software 602 - většinou jsou distribuovány jako freeware, je nutné se však zdarma zaregistrovat, za rozšiřující funkce se platí Star Office - programy podobné Office od Microsoftu, freeware - slouží především jako balík programů pro unixovské operační systémy (Linux). Perfect Office - kancelářské programy od Novellu, především pro vlastní systém Novellu Novell Netware. Programy Corel - balík programů pro práci s grafikou od Corelu: Corel Draw - grafický procesor Corel PhotoPaint - na úpravu fotografií Corel Scan - skenování různých předloh Programy od Adobe: Adobe Acrobat - program na tvorbu souborů pdf, musí se za něj platit Acrobat Reader - freewarový prohlížeč formátu pdf - souborů pro snadné přenášení a kvalitní tisk textových i grafických materiálů a publikací. Formát byl vytvořen speciálně pro tvorbu tiskovin, přenášení souborů na internetu a jejich publikování na webových prezentacích (soubory pdf mají malou velikost). Soubory lze snadno prohlížet - libovolně zvětšovat a zmenšovat (mají vektorový formát), libovolnou část textu či obrázek můžete snadno vytisknout - to vše pomáhá i zrakově postiženým občanům. Mnohé programy dnes nabízejí snadnou konverzi právě do tohoto přizpůsobivého a přenositelného formátu.

Grafické editory Na počátku 80. let se o počítačové grafice mohlo uživatelům jen zdát, protože šlo oblast natolik finančně náročnou, že si ji mohly dovolit jen bohaté firmy. S postupem času začala ale grafika do počítačového průmyslu pronikat stále výrazněji. Zásadním zlomem pak bylo uvedení grafických uživatelských rozhraní (GUI - Graphic User Interface), které urychlilo jak vývoj grafického softwaru, tak zejména hardwaru. Počítače umožňovaly stále větší rozlišení obrazu a možnost zobrazení stále většího počtu barev. Počítač se tedy pomalu začal stávat nástrojem grafické (umělecké) tvorby. V zásadě se grafika (obrázky) objevuje v počítači ve dvou základních formátech: rastrový formát - jinými slovy bitová mapa nebo bitmapa. Takový obrázek je určen konečným výčtem bodů, kde každý z těchto bodů je přímo adresován. Pokud například má obrázek rozměry 640x480 bodů, pak se skládá z 640x480=307200 bodů. Každý bod v paměti počítače zabírá 2 - 32 bitů (podle počtu zobrazovaných barev). Výhodou tohoto formátu je velice realistické podání grafiky, nevýhodou pak vysoké nároky na paměť a zhoršení zobrazení při zvětšování obrázku. vektorový formát - zobrazené objekty jsou určeny pouze svým okrajem pomocí matematických křivek - matematických objektů. Mezi základní objekty používané ve vektorové grafice patří obdélník, elipsa, čára, text a rastr. Objekty jsou pak jednoduše vyplněny barvami. Výhodou tohoto způsobu je malá paměťová náročnost a nezkreslení obrázku při jeho zvětšování. Nevýhodou pak relativně nerealistické podání kresby. Takto vytvořená grafika vypadá spíše jako umělecká, než naprosto realistická. Prostředkům (programům) pro tvorbu grafických obrázků na počítači se říká grafické editory nebo procesory. Obecně je možné říci, že grafické editory existující v provedení pod operačním systémem MS DOS pracují v grafickém uživatelském rozhraní, ve Windows je to samozřejmé. 112

Grafické editory disponují jen omezenou paletou nástrojů pro tvorbu a úpravu obrázků, jsou ale levné a poměrně rychlé. Dovolují například kreslení v 256 barvách, kreslení od ruky, konstrukci základních geometrických obrazců (čára, kruh, čtverec, obdélník aj.), vyplňování obrazců, simulují kresbu sprejem ap. Grafické editory pracují výhradně v rastrovém (bitmapovém) režimu. Na našem trhu existuje hned několik slušných grafických editorů. Dlužno říci, že slušný grafický editor je schopen vytvořit i programátor začátečník. ♦ Zebra - český produkt, jednoduchý a cenově dostupný nástroj pro tvorbu rastrových obrázků. ♦ DrGenius - obdobný produkt dodávaný k polohovacím zařízením firmy Genius. Podobně jako Zebra vyhovuje pro tvorbu jednoduché grafiky. ♦ Paintbrush (neboli windowsovské Malování) - grafický editor dodávaný jako součást Windows. Kromě výše zmiňovaných funkcí podporuje ještě výměnu obrázků přes schránku. Jeho nespornou výhodou je i to, že jej pořídíte zdarma. ♦ Serif Photo Plus (5.0) Grafické programy pro děti: ♦ Andromeda ♦ Moje zahrada 3D ♦ Dětské grafické studio Grafické procesory jsou podstatně složitější, poskytují výrazně širší paletu nástrojů. Jejich cena se však pohybuje v násobcích cen grafických editorů. Většinou podporují rastrovou i vektorovou technologii. 1) Vektorové a rastrové grafické procesory: ♦ Photoshop - vynikající produkt americké firmy Adobe Inc. je určen zejména k profesionálnímu použití. Je určen pro práci s naskenovanými obrázky. Umožňuje však i jednoduché kreslení. Vhodné je jeho zapojení do technologie PRE-PRESS (příprava tiskových předloh). ♦ Painter - produkt americké firmy Fractal Design určený zejména pro umělce. Nabízí téměř neomezenou paletu kreslicích nástrojů, technik a podkladů. Umožňuje aplikaci mnoha digitálních efektů (například hrbolatý papír, nebo osvětlení světlem). Podporuje i tvorbu počítačových animací. ♦ Corel Draw - profesionální program, který dosáhl mezi uživateli vysoké popularity díky své relativně nízké ceně a hodnotným grafickým funkcím. ♦ Adobe Illustrator - plně vektorově orientovaný produkt určený pro profesionální práci v grafických studiích. Vhodné je jeho zapojení do technologie PRE-PRESS. ♦ Paint Shop Pro - Jacs Software (1991-2002) - poslední verze 7.0… ♦ Zoner Callisto (3) - produkt české firmy Zoner ♦ Gimp - freewarový produkt původně pro Linux, portovaný do Windows ♦ Illustrator (9.0) ♦ InDesign ♦ Premiere 2) Programy pro prohlížení a úpravu fotografií: ♦ Microsoft Photoeditor - od Microsoft Visual Studio - úprava fotografií, skenování… ♦ Corel Photopaint ♦ ACDSee ♦ Irfan View ♦ Adobe PhotoDeluxe, Adobe ActiveShare ♦ Ulead PhotoImpact, Ulead PhotoExpres ♦ ImageFolio ♦ MGI PhotoSuite 3) Programy pro počítačovou sazbu a zlom: 113

♦

4) 5) 6) 7)

Aldus PageMaker - v současné době se vyskytuje již ve verzi 6.0. Aldus PageMaker byl prvním široce rozšířeným komerčním produktem pro DTP na platformách Apple Macintosh a IBM PC. ♦ QuarkXPress - je profesionálním programem pro DTP. Původní verze existovala pouze pro platformu Apple Macintosh, v dnešní době se tento program prodává i pro počítače IBM PC kompatibilní. Jeho výhodou je široká kompatibilita s jinými grafickými programy firmy Adobe Systems. ♦ Dalším zástupcem programů pro počítačovou sazbu a zlom je například program Corel Ventura ♦ Příkladem nekomerčních (volně šiřitelných) programů je TEX a jeho další rozšíření, jako například LaTEX, jehož velkou výhodou je multiplatformnost. Za nevýhodu lze považovat zcela neintuitivní rozhraní. Přesto se program používá pro sazbu knih a jiných grafických materiálů s neobvyklými symboly či matematickými vzorci. Programy pro technické kreslení a modelování (CAD, CAM, modelování objektů): ♦ Auto CAD, AME, AutoVision, MicroStation, OtherCAD, Greenworks Xfrog, Rhinoceros, trueSpace (modelování), SyTools32 (jednoduché tech. kreslení) Programy pro stavebnictví (CAAD - Computer Aided Architectural Design): ♦ Spirit, Allplan, CIMATRON90, Pelorus, Pro/Ingeneer, 3Darch, DesignCAD Tvorba webové grafiky: ♦ Macromedia Flash , Macromedia Fireworks, Swish, Xara Web Style, Gif Construction Set Digitalizace dokumentů (OCR programy): ♦ Fine Reader, TextBridge, Caere OmniPage, Recognita Standart

Adobe Photoshop Produkt americké firmy Adobe Inc. je určen zejména k profesionálnímu použití. Je určen pro práci s naskenovanými obrázky. Umožňuje však i jednoduché kreslení. Vhodné je jeho zapojení do technologie PRE-PRESS (příprava tiskových předloh). Program je určen pro profesionální úpravu a kompozici rastrové grafiky. Není určen pro samostatné kreslení obrázků, ale podporuje jednoduché kreslicí nástroje. Použití programu zahrnuje následující funkce: • retuše fotografií pro pozdější použití • kompozice z několika fotografií nebo obrázků • změna barvy, velikostí a formátu obrázků • speciální efekty s obrázky • práce s maskami Corel Draw profesionální vektorový grafický procesor, umí pracovat s grafikou vektorovou i rastrovou - kresba se vytváří pomocí matematických křivek: elipsy, obdélníku, čáry, textu a rastru. Základní postup při práci s objekty: vybrání objektu, vybrání nástroje a jeho úprava, použití nástroje na objekt. Text se používá dvojím způsobem: 1) Text řetězcový = umělecký, krátký text - použití: vybereme nástroj textu, napíšeme text. 2) Text odstavcový = delší text (i více odstavců) - použití: nástrojem výběru učíme prostor textu, potom zvolíme nástroj text a píšeme. Možnosti editoru: - výběr, oříznutí, čáry, křivky, použití spreje, výplň objektů (i textura), text, stínování, retušování, deformace … - paletu barev je možné libovolně měnit, nástroje lze libovolně upravovat -

Animace a vizualizace Zejména v posledních letech se výrazně rozvíjí využívání počítačů při tvorbě dvou i 114

třírozměrných filmů, videoklipů a dalších trikových sekvencí. Donedávna k tomuto účelu sloužily velmi drahé pracovní stanice, zejména pak počítače firmy Silicon Graphics. S rostoucím výkonem osobních počítačů začíná pomalu technologie profesionálních animaci a vizualizaci přecházet i na PC. Animace Animací budeme rozumět tvorbu efektů ve dvojrozměrném prostoru. Klasickým zástupcem animace může být například kreslený film. Pro tvorbu animací existuje na světovém trhu řada produktů. K nejznámějším patří Animator Professional firmy Autodesk. Dále existuje velké množství aplikací pro tvorbu prezentací, např. Authorware firmy MacroMedia nebo PowerPoint firmy Microsoft. Takový software většinou podporuje také tvorbu jednoduchých animací. Jedním z nejnovějších profesionálních produktů pro tvorbu kreslených animací je Painter firmy Fractal Design. Vizualizace Vizualizací rozumíme tvorbu těles, pohybů a dalších efektů v trojrozměrném prostoru, tj. simulaci trojrozměrného prostoru se všemi jeho vlastnostmi pomocí počítače. Trojrozměrnému prostoru existujícímu pouze uvnitř počítače říkáme virtuální (umělý) prostor. Konstrukce fotorealistického obrázku (popř. celé animace) z trojrozměrného drátového modelu tělesa je velmi výpočetně náročná. Proto je většinou doménou výkonných pracovních stanic. Pravděpodobně ji všichni dobře známe z filmů (Jurský park, Casper, Toy Story ap.). Vizualizace se občas používá i v systémech CAD pro lepší představu konstruktérů o modelovaném výrobku, nebo častěji při vojenském výcviku pilotů. Na současném trhu existuje několik profesionálních vizualizačních programů, které se výrazně liší cenou, ale výkonově jsou na prakticky stejné úrovni: • 3D Studio - velmi známý vizualizační program z dílny firmy Autodesk - špička mezi vizualizačními programy, pomocí přídavných modulů zvládne simulovat mlhu, oheň nebo sněžení. • True Space - produkt pracující pod operačním systémem Windows. • POV Raytracer - špičkový a jednoduše dostupný produkt, freeware. • Vista Pro - program pro fraktální generování trojrozměrných modelů krajiny (přírody vůbec) a jejich animování. Umí vytvářet povrch, oblohu, stromy i jiné rostliny. • Pixar Typestry - animace a osvětlování nápisů. • Greenworks Xfrog - modelování přírodních objektů - speciálně rostlin, stromů atd. • Rhinoceros Trikové efekty V posledních několika letech na náš trh pronikají programy pro tvorbu jednoduchých trikových sekvencí. Tyto programy jsou postaveny na metodě nazvané Morphing, popř. Warpping. V praxi tyto efekty většina z nás zná, jedná se o plynulé animované přechody například obličejů. Nyní si takové jednoduché animace můžete vytvářet již doma na svém počítači třeba z vlastních fotografií. Některé z těchto programů jsou dostupné jako freeware, přičemž kvalita odpovídá pořizovacím nákladům (Rmorph dostupný např. na Internetu). Naopak ke špičkovým produktům patří například program DigitalMorph firmy Kai's software. Princip všech těchto programů spočívá v pokrytí zdrojového obrázku sítí polygonů a jejich úpravou tak, aby se shodovaly s důležitými rysy obrazu. Na cílovém obrázku vznikne shodná síť polygonů, kterou je však třeba upravit tak, aby obepínala stejné charakteristické rysy (např. oči) na druhém obrázku. Po spuštění morphovacího programu dojde k postupnému přechodu oblastí polygonu tak, že se efekt přeměny bude zdát naprosto plynulým. Warpping je efekt distorze jednoho jediného obrázku. Principiálně se shoduje s morphingem, ale nedochází při něm ke změně barev.

115

Programování Programovací jazyky Programovací jazyky jsou nástroje pro tvorbu vlastních uživatelských programů. Základem každého programovacího jazyka je jednoduchý textový soubor (většinou neformátovaný ASCII). V souboru je podle konvencí zapsán algoritmus programu. Textový soubor musí být vytvořen uživatelem a poté předán programu (kompilátoru nebo interpreteru), který informace v něm obsažené převede do strojového jazyka procesoru (popř. přímo vytvoří soubor s koncovkou EXE). Z pohledu počítače je možné programovací jazyky rozdělit do dvou skupin: • Jazyk s interpretovaným zdrojovým kódem - pro překlad programu se používá tzv. interpreter. Jedná se zejména o starší verze programovacích jazyků. Zdrojový (textový) soubor je čten a překládán řádku po řádce. Jeho nevýhodou je malá rychlost. Mezi tyto jazyky patří LISP, Smalltalk a starší verze jazyka BASIC. • Jazyk s kompilovaným zdrojovým kódem - pro překlad programu se používá tzv. kompilátor. Všechny vedoucí programovací jazyky jsou dnes postaveny na technologii kompilátoru. Zdrojový soubor je nejdříve celý načten do paměti počítače a pak hromadně kompilován. Výsledkem je spustitelný soubor s koncovkou EXE. Do této skupiny patří jazyky: - SGP Baltazar - C a jeho objektově orientovaná verze C++, popř. Visual C++ - Pascal - Delphi - Fortran - Cobol - Algol - PL/1 - Prolog - Ada Speciální postavení si udržují produkty, které umožňují vytvářet programy přímo ve strojovém kódu počítače - Assembler. Jsou postaveny vždy jen pro určitý druh procesoru. V nich vytvořené programy jsou velice rychlé, jejich konstrukce je však podstatně náročnější. Dnes se programové techniky přesouvají hlavně na metodu OOP neboli objektově orientované programovaní. Oproti lineárnímu programování s funkcemi a procedurami se jedná o revoluční přístup v této oblasti. Objektově orientované programování Objektově orientované programování je jedna z velmi progresivních technologií programování. Mluví se také o objektově orientovaném přístupu (Object Oriented Paradigm), který se netýká vlastního procesu programování, ale také metodiky řešení celého problému, organizace paměti počítače a obecné reprezentace světa v počítači. Co se týče oblasti programování aplikací, jedná se o metodiku, která je slučitelná s obvyklými způsoby programování. Většina současných vyspělých programovacích jazyků obsahuje ve svých konkrétních implementacích objektově orientované subsystémy. Takovými jazyky jsou například Pascal (např. Turbo Pascal firmy Borland od verze 5.5), jazyk C (objektově orientované verze se označují jako C++), Basic (objektová implementace se jmenuje Visual Basic), dokonce existují objektově orientované implementace tak klasických jazyků, jakým je Fortran. Tyto jazyky lze použít jak obvyklými přístupy strukturovaného programování, tak i objektově. Existují však i jazyky, které jsou na objektovém principu založeny, například jazyk Smalltalk. Snahy o vytvoření výkonné programovací metodologie mají kořeny v tom, že od vzniku počítačů jde vývoj hardware velkým tempem kupředu, zato vývoj software nedoznal zásadních změn. Jistě se některé techniky a nástroje zlepšily, ovšem statistiky ukazují relativně velkou chybovost a malou přizpůsobivost vyvíjeného software. 116

Objektově orientovaný přístup nemění v zásadě klasický princip von Neumannovy architektury počítače. Orientuje se především na změnu práce s pamětí, kdy v paměti nejsou uloženy (z pohledu architektury stroje) pouhé bity a bajty, ale jsou zde přímo objekty, tedy entity se svojí sebeidentifikací. Tyto objekty jsou různě velké, mají různé vlastnosti a všechny především chrání a předepisují způsob změny svých vnitřních dat. Obsahují tedy nejen data, ale i předpisy, jak s nimi zacházet. Objektová paměť se snaží řešit hlavní problém von Neumannovy architektury, a to je problém primitivnosti paměti, která bez znalosti kontextu nerozeznává, co která buňka paměti obsahuje. Objektová paměť obsahuje objekty, což jsou nedělitelné entity, obsahující data, jejich identifikaci a operace pro jejich použití. Operace pro použití objektů se nazývají také metody a jsou to řídicí struktury, mající za úkol pokrýt veškeré požadované operace s datovými strukturami včetně jejich inicializace a získání aktuálních hodnot. Objektové metody napodobují vzhled a chování objektů reálného světa s možností vysoké abstrakce. Přínos je také ve větší strukturovanosti a modularitě vytvářeného programu. Program se stává přehlednější, což může být velkým přínosem zejména při vytváření velkých a komplikovaných programových celků. Objektově orientovaný jazyk bývá charakterizován těmito základními vlastnostmi: • Zapouzdření (obalení, "encapsulation") - Soustředění datových a řídicích struktur do objektu se nazývá zapouzdření. Jestliže chceme objekt důkladně propracovat, musíme připravit dostatek metod na to, aby uživatel objektu neměl potřebu přistupovat přímo na datové struktury objektu. Objekt si tak chrání svá data a bez jeho "souhlasu" k nim nemá nikdo přístup. Ukrývání lokálních dat před okolím objektu se nazývá externí skrývání. Interní struktura dat může být měněna bez nutnosti změn v okolí objektu. • Dědičnost ("inheritance") - Pojem dědičnost je velmi blízký svému významu v živé přírodě. Vlastnosti typu objekt-potomek se přenáší, "dědí" z typu objekt-předek na nově vytvářený typ objektu. Přenáší se jak datové typy, tak jejich metody. Nově vytvořený objekt může získané vlastnosti rozšiřovat nebo modifikovat. Následníci (potomci, děti) nedědí lokální data včetně jejich hodnot, zděděna je pouze struktura lokálních dat. • Polymorfismus ("polymorphism") - Polymorfismus je obecně vlastnost, která umožňuje pojmenovat určitou akci jedním jménem, ale tato akce může být společná pro různé objekty v hierarchii objektů. Implementace metod na jednu vyslanou zprávu pro jednotlivé objekty hierarchie se může lišit. Není tedy třeba dbát na odlišnost vzorů metod pro významově podobné akce jen proto, že jsou prováděny s různými daty, jak je tomu se jmény procedur a funkcí v klasických procedurálních jazycích. Nejznámější programovací jazyky Basic, popř. MS Visual Basic - (podrobnější popis dále) nejrozšířenější programovací jazyk vůbec. Byl vyvinut v polovině 60. let. Vyniká jednoduchostí a srozumitelností, což byl také důvod jeho velkého rozšíření. Pro tyto vlastnosti se používá k výuce programování. Je vhodným programovacím jazykem pro začátečníky. Standardně byl dodáván už s MSDOSem pod označením QuickBasic. Jeho nástupce Visual Basic Pro je objektově orientovanou verzí Basicu a pracuje pod operačním systémem Windows. Pascal je dalším jazykem vhodným pro výuku programování. Vznikl v roce 1967- 71 odvozením a zdokonalením programovacího jazyka ALGOL. Původně pracoval pod operačním systémem MS-DOS, existují však i verze pro Windows. Pascal podporuje objektově orientované programování. Jeho výhodou je jednoduchost ovládání a vysoká rychlost kompilace zdrojového textu. Na našem trhu se prodává Borland Pascal 7.0 společnosti Borland International. C, C++ a Visual C++ jsou nejrozšířenějšími profesionálně používanými programovacími jazyky dnešní doby. Jde o strukturované programovací jazyky, jejichž první varianta s názvem "C" vznikla v roce 1972 v USA. Programovací jazyk "C" je konstruován jako jazyk nezávislý na typu počítače a operačního systému. Jde o velmi rychlý a kompatibilní kompilátor. Jazyk "C" je považován za základní programovací jazyk operačního systému UNIX. 117

Fortran - jazyk na ústupu, používá se pouze v oblasti vědy a techniky. Byl vyvinut jako vysokoúrovňový počítačový jazyk v letech 1954-58 a položil základ dalším vysokoúrovňovým programovacím jazykům. Jde o strukturovaný programovací jazyk, který používá kompilátor. LISP - je zkratkou slov List Processing. Jedná se o programovací jazyk orientovaný na seznamy. LISP byl vyvinut v USA Johnem McCarthym v letech 1959-60. LISP je radikálním odchýlením od vývoje jiných (procedurálních) jazyků. Jedná se o interpretovaný jazyk, jehož každý výraz je seznamem volání funkcí. LISP je používán v akademických kruzích a je považován za přední jazyk v oblasti programování umělé inteligence. Assembler (strojový kód) - jiným slovem jazyk symbolických adres. Typ nízkoúrovňového programovacího jazyka. Každá instrukce jazyka odpovídá jedné strojové instrukci - instrukci procesoru (symbolické adresy). Z toho vyplývá, že vytvořený program je provozovatelný pouze na jednom typu procesorů. Proto je vždy třeba užít assembler určený pro daný procesor. Výhodou je vysoká rychlost zkompilovaného programu (programy vytvořené kompilátorem běží pomaleji), nevýhodou je značná nepřehlednost algoritmu a náročnost pro programátora. SmallTalk Smalltalk je interpretační jazyk, používaný od začátku 80. let. Jedná se o průkopnický jazyk v oblasti objektově orientovaného programování. Je určen především pro výzkumné účely a pro rychlý návrh programů využívajících grafické uživatelské rozhraní ovládané myší a s okny, ikonami a menu. Je vhodný pro tvorbu aplikací z oblasti umělé inteligence a z oblasti objektově orientovaných databázových systémů. Celý jazyk je přímo založen na principech objektového programování a je z tohoto pohledu velmi "čistý a průzračný". Patří do skupiny tzv. EPOL jazyků (Environment-based Pure Object Language). U nás jsou rozšířeny implementace Smalltalk-80 nebo Smalltalk/V. Basic, Visual Basic BASIC je zkratkou anglického termínu Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code, což je symbolický programovací jazyk pro začátečníky. Jeho jednoduchá struktura způsobila masové rozšíření tohoto jazyka. Jazyk byl vyvinut v polovině 60. let, v 70. A 80. letech se stal vůbec nejrozšířenějším programovacím jazykem. Kromě toho byl základním programovacím jazykem pro osmibitové počítače. V počátcích 80. let byla syntaxe jazyka různě rozšiřována, což mělo za následek nekompatibilitu jednotlivých verzí. Výhodou bylo, že jazyk byl rozšířen o možnosti strukturovaného programování a další charakteristické prvky vyšších programovacích jazyků. Na úspěšnou tradici BASICu navázala například firma Microsoft, která společně s operačním systémem MS-DOS dodávala programovací jazyk Qbasic. Dalším výrazným rozvojem jazyka je jeho verze Visual Basic (popř. Visual Basic Professional), která podporuje i objektově orientované programování. Verze pro operační systém Windows umožňuje jednoduchou a efektivní konstrukci programů pouze se základními znalostmi programování. Visual Basic je (kromě Visual C++) hlavním uživatelským programovacím jazykem Windows vůbec. SGP Baltazar SGP Baltazar je jednoduchý nástroj pro důkladné pochopení činnosti počítače a zvládnutí základů programování. Je určen pro děti od 4 do 17 let. Skládá se ze dvou hlavních částí: SGP je programovací nástroj, Baltazar je kouzelník, kterého si děti mohou programovat. Součástí programu je i bitmapový grafický editor SGP Paint či BALTEDIT speciálně upravený pro vytváření „baltazarovských“ obrázků. Systém SGP Baltazar seznamuje hravou formou děti i dospělé s počítači, rozvíjí jejich logické myšlení a grafický projev. Dále děti učí soustředěnosti a podporuje jejich fantazii. Učitelům informatiky a programování slouží jako účinný nástroj pro výuku strukturovaného programování. Přestože ovládání programu i programovací příkazy jsou české, lze kdykoliv přejít na programování přímo v jazyku C. 118

Součástí kompletního programovacího systému SGP Baltazar jsou: • editor strukturálních diagramů • preprocesor jazyka C • interpreter jazyka C (ANSI C) • knihovna příkazů - Baltazar (funkce C) • grafický editor Baltedit- pro editování grafických předmětů (kouzel) Baltazara • grafický editor SGP Paint (Je součástí verze SGP Baltazar Plus). SGP Baltazar - SGP (Soukup Graphic Preprocessor) SGP je grafický preprocesor, který ze strukturálního diagramu a seznamu operací a podmínek generuje zdrojový kód programu v daném jazyce. V tomto případě v jazyce C. Ve strukturálním diagramu se používají pouze tři základní struktury: posloupnost (sekvence), opakování (iterace) a rozhodování (selekce). Systém SGP vychází z Jacksonovy technologie strukturovaného programování (JSP). Strukturální diagramy jsou dnes součástí všech vyspělých CASE systémů (Computer Aided Software Engineering). SGP byl vyvinut v roce 1983. Umožňuje vytvářet i samostatně spustitelné exe soubory. Baltazar je vlastně knihovna funkcí jazyka C - příkazy pro ovládání Baltazara, pro vstup z klávesnice, pro výstup na obrazovku, pro větvení a cykly, příkazy pro ovládání data a času, matematické funkce, příkazy pro ovládání portů (např. propojení se stavebnicí Merkur) a zvuku. C, C++, Visual C++ Vznik programovacího jazyka C se datuje od přelomu 60. a 70. let. Autorem prvotního návrhu v Bellových laboratořích americké firmy AT&T byl pan Denis Ritchie, který spolupracoval současně také na návrhu operačního systému UNIX s kolegou Kenem Thompsonem. Právě při vzniku operačního systému UNIX měl programovací jazyk C zásadní význam. Původně byl UNIX implementován v jazyce BCPL, vzápětí byl pro něj K. Thompsonem navržen jazyk B (v roce 1970). Z důvodů větší obecnosti a přitom srovnatelné efektivnosti (co se týče překladu) s tímto jazykem navrhl D. Ritchie jazyk C. V něm je napsáno zhruba 90% kódu operačního systému UNIX. Tato část je prakticky nezávislá na procesoru, kde je UNIX implementován. Jazyk C není rozsáhlý, jeho popis jako součást dokumentace UNIXu zabírá pouze několik desítek stran. Nicméně jedná se o jazyk velmi silný, nezávislý na UNIXu ani na jiném operačním systému nebo hardwarové platformě. Je to univerzální programovací jazyk nízké úrovně (Low Level Language), což znamená, že pracuje přímo pouze se standardními datovými typy, jako jsou znaky, celá a reálná čísla a podobně. Výsledný kód přeložený z jazyka C bývá mnohem efektivnější než výsledek z ostatních běžných jazyků. Je to tím, že C lze používat prakticky shodně jako assembler. Na druhou stranu je možné v céčku vytvářet velmi přehledné zdrojové texty stejně jako například v Pascalu. Jazyk C je právem označován za nástroj profesionálů, může být velmi účinný, ale na druhé straně také velmi zrádný. Pokud tento jazyk ovládáte, může se jednat o nástroj silný, účinný a kompaktní. V současné době existuje několik verzí jazyka C. Prvním standardem je verze obou autorů, označovaná jako K&R. Zatím poslední verze ANSI normy, která z původní podoby K&R vychází, je z roku 1990 a nese označení X3J11/90-013. Dalšími variantami jsou například Objective C pro objektově orientované programování, Concurrent C pro paralelní programování a v neposlední řadě [objektově orientované] rozšíření, označované jako C++. Označení C++ vychází ze syntaxe jazyka, jedná se o inkrement. Pascal Pascal je programovací jazyk vytvořený na počátku 70. let profesorem Wirthem v Zürichu. Prvotním záměrem bylo zkonstruovat jazyk pro výuku programování, pro svou poměrnou jednoduchost a srozumitelnost našel široké uplatnění i v praxi. Dnes jeho význam v profesionální sféře klesá, ve školství se stále s úspěchem používá. Nejznámější překladače 119

Pascalu pro počítače řady IBM PC Compatible vytvořila firma Borland. První se objevil kolem roku 1980 a hlavním přínosem byl nejen fakt existence samotného překladače, ale i nová myšlenka integrace editoru na pořizování zdrojového textu, překladače a sestavovacího programu v jednom prostředí - IDE (Integrated Design Environment). Struktura programu v Pascalu Program má tyto části: - jméno programu - deklarační část - deklarace používaných jednotek-modulů (uses …;), konstant (const), typů (type), proměnných (var), funkcí (function) a procedur (procedure) - příkazová část - mezi Begin a End. Vizuální podoba programu v Pascalu zcela závisí na samotném programátorovi. Jedinou podmínkou správnosti zápisu programu je správné oddělování jednotlivých slov mezerami, jednotlivých příkazů středníkem, nebo využitím sloučení příkazů do uzavřených částí pomocí klíčových slov begin, které tuto část uvádí, a end, které část zakončuje. Konec těla hlavního programu je označen tečkou za slovem end končícím program. Vše ostatní můžeme přizpůsobit své vlastní představě tak, aby byl program co možná nejčitelnější. K tomu velmi dobře přispívají také komentáře, které pomohou porozumět programu i po delší době. Uzavírají se do složených závorek { } a pokud možno stručně a výstižně popisují daný řádek či úsek programu. Prostředí a funkce Turbo Pascalu V Pascalu je možné psát příkazy velkými i malými písmeny, rozdíly mezi nimi však Pascal nerozlišuje. Stejně tak standardně nepodporuje českou abecedu. Výsledný program (napsaný algoritmus) lze v prostředí překladače od Borlandu (v Turbo Pacalu) přeložit pomocí kompilátoru (zkompilovat) a vytvořit spustitelný exe soubor. Vytváří se také záložní soubory bak (po uložení změněného souboru). Program se spouští klávesami + nebo z nabídky (Run -> Run), pokud nevyžaduje ukončení od uživatele, lze se k jeho výpisu vrátit klávesami +, kombinací + lze běh programu zastavit. K zastavení programu lze pro cykly nadefinovat tzv. breakpoint, v programu si dále můžete nechat vypsat hodnotu registrů, pomocí krokování (pohyb po programu s F8) a funkce add watch můžeme sledovat průběh programu a hodnotu jednotlivých proměnných. Program pracuje se schránkou, v nabídce search lze vyhledávat objekty, jednotky, symboly, text (popř. text nahrazovat) nebo globální procedury a funkce, jejichž výpis se zobrazuje v interním browseru Turbo Pascalu. Před použitím programu je vždy vhodné nadefinovat adresář (change directory), kde se budou ukládat a odkud se budou otvírat soubory, popř. jednotky vyžadované programem (sem se překladač „podívá“ vždy jako první). Použití a tvorba jednotek K algoritmu programu lze připojovat externí jednotky (s procedurami a funkcemi) pomocí příkazu uses modul; na začátku programu. Jednotka musí existovat na disku jako soubor modul.tpu. Jednotky jsou standardní a uživatelské (vytvořené uživatelem). Mezi standardní jednotky patří: - CRT, CRT2 (pro překonání problému s datem po r. 2000) - základní funkce a procedury (Readkey, ClrScr) - GRAPH - jednotka pro tvorbu grafiky v grafickém režimu - SYSTEM - vždy otevřená, je součástí každého programu (procedury read, write …) - DOS - jednotka pro volání příkazů DOSu - PRINTER - funkce a procedury pro tisk Jednotka má tyto části, které musí být při zápisu dodržovány: unit Modul; {Hlavička jednotky} interface {Označení propojovací části} uses Crt; {Připojení jiných modulových jednotek} const … {Deklarace konstant} type … {Deklarace typů} var … {Deklarace proměnných} 120

procedure/function … {Deklarace veřejných procedur a funkcí - zápis jejich hlaviček} implementation {Označení implementační části} procedure/function … {Deklarace celých procedur a funkcí uvedených v interface} var begin end begin {Inicializační část jednotky - zde je možné přímo spouštět procedury apod.} End. Vkládání instrukcí v assembleru Do zdrojového kódu lze vkládat instrukce jazyka symbolických adres procesorů 8086, 8087, 80286, 80287. Nemusíme tedy manuálně převádět instrukce do strojového kódu, stačí dodržet předepsaná pravidla. Syntaxe vloženého úseku je: asm end; Oddělovačem je buď středník, nebo musí být instrukce napsány na samostatných řádcích. Samozřejmě lze uvádět komentář (komentář se uvádí ve složených závorkách). Při práci s registry se musí zachovat obsahy registrů BP, SP, SS, DS. Všechny ostatní registry můžeme libovolně měnit. Příkazy Pascalu 1) Příkaz vstupu/výstupu (read, write) 2) Příkaz pro přiřazení (:=) 3) Příkazy pro větvení programu (If … then, case …of) 4) Příkazy cyklu - opakování (repeat … until, while … do, for … to … do) 5) Příkaz pro použití podprogramu 6) Příkaz pro spojení s jinými programy 7) Příkaz skoku (deklarace před var: Label 1,2; začátek návěští 1:, příkaz skoku: Goto 1) 8) Začátek, konec programu (begin, end.) Typy dat v Pascalu Lze je rozdělit podle toho, jestli jsou jednoduché/strukturované, standardní/uživatelské, ordinální(seřaditelné)/neordinální: Standardní datové typy: Byte celočíselný typ, rozsah 0-255, velikost v paměti 1B Shortint celočíselný typ, rozsah -128-127, velikost 1B Word celočíselný typ, rozsah 0-(215-1), velikost 2B Integer celočíselný typ, rozsah -32768-32767, velikost 2B Longint celočíselný typ, rozsah -231-(231-1), velikost 4B Real Single Double Extended Comp

reálný typ, rozsah -2,9.10-39-1,7.1038, velikost 6B, nevyžaduje mat. koprocesor reálný typ, velikost 4B reálný typ, velikost 8B reálný typ, velikost 10B reálný typ, pracuje s pevnou řádovou čárkou

Char znaky podle tabulky ASCII Boolean logické hodnoty, true, nebo false String typ řetězec, slova do délky 256 znaků Konstanta je pevně nadefinovaná na začátku programu Pointer typ ukazatel bez určení datového typu, uchovává adresu v paměti Uživatelské datové typy: Array typ pole, má pevně stanovený počet prvků určitého typu Record typ záznam, pevně definované položky různých typů 121

Set typ množina, maximálně 256 prvků Procedurální Object typ objekt, má pevně stanoven počet položek, jež mohou býti procedurálního typu File typ soubor Interval je určen krajními hodnotami libovolného ordinálního typu Výčtové typy definované pod type - např. barvy = (modra, zelena, ruzova); Typ ukazatel Zadání některých příkladů: 1) Dva hráči hrají hru, při které střídavě odebírají zápalky z hromádky. Na začátku hry je na hromádce předem známý počet (N) zápalek. V jednom tahu může hráč odebrat 1, 2 nebo 3 zápalky. Hra končí ve chvíli, kdy některý z hráčů již nemůže táhnout (na hromádce už není žádná zápalka). Tento hráč, který nemůže udělat tah, hru prohrál. a) Určete, pro které počáteční hodnoty N má při správné hře zajištěnu výhru ten hráč, který hru zahajuje. Jak má při hře postupovat, aby zvítězil? b) Řešte stejnou úlohu pro případ, že každý hráč smí v jednom tahu odebrat 3 nebo 5 zápalek. Hra v tomto případě končí ve chvíli, kdy na hromádce zůstane méně než 3 zápalky. c) Každý hráč smí v jednom tahu odebrat libovolný počet zápalek, který je mocninou čísla 2. d) Řešte úlohu pro případ, že každý hráč smí v jednom tahu odebrat libovolný počet zápalek, který je násobkem 2, 3 nebo 5. 2) Nalezněte všechny Pythagorejské trojúhelníky, které mají všechny strany kratší než zadané M. Pythagorejským trojúhelníkem rozumíme pravoúhlý trojúhelník s celočíselnými délkami všech stran. 3) Nalezněte všechny kořeny kvadratické rovnice (A2 + B2 + C = 0). Koeficienty A, B, C jsou zadány při vstupu. 4) Od 15.10.1582 používáme Gregoriánský kalendář, podle kterého se přestupné roky určují následujícími pravidly: Přestupné jsou všechny roky s letopočtem dělitelným čtyřmi kromě celých století, která přestupná nejsou. Výjimkou jsou ale roky dělitelné 400, které přestupné jsou, ačkoliv to jsou celá století. Napište funkci určující, zda je zadaný rok přestupný. Dále napište program, který s využitím této funkce počítá celkový počet dní v letech od R do S (včetně). Letopočty R, S jsou zadány na vstupu. 5) Definujte vhodným způsobem datový typ ZLOMEK určený k provádění výpočtů se zlomky. Napište procedury realizující základní operace se zlomky (součet, rozdíl, součin, podíl, zkrácení na základní tvar, vstup, výstup). Napište k těmto procedurám demonstrační program. Napište samostatný modul (unit) pro práci se zlomky s příslušným demonstračním programem, který modulu využívá. 6) Jednoduchá analýza textového souboru: Napište program, který v zadaném textovém souboru určí a) počet řádků b) počet otazníků c) počet slov v textu (slova jsou oddělena konci řádku nebo mezerami) 7) Šifrování: Jednoduchá textová šifra je založena na cyklickém posunu jednotlivých písmen anglické abecedy o daný počet (K) míst dozadu v abecedě. Např. pro K=2 budeme na výstupu psát místo ‚a‘ ‚c‘ atd. až místo ‚y‘ napíšeme ‚a‘. Kódujeme pouze velká a malá písmena abecedy, ostatní znaky ponecháváme beze změn. Napište 122

kódovací a dekódovací proceduru a zašifrujte zadaný text. Vstupem vašeho programu bude vedle kódovaného textu také hodnota K. 8) Úsek s maximálním součtem: Je dána posloupnost celých čísel předem neznámé délky. Nalezněte v ní souvislý úsek s maximálním součtem prvků a vypište hodnotu tohoto součtu (úseky jsou rozděleny 0, konec posloupnosti značí 00). 9) Podmatice s maximálním součtem: Je dána matice celých čísel velikosti N x M. Nalezněte v ní podmatici (tj. souvislý obdélníkový výřez) s maximálním součtem prvků a vypište hodnotu tohoto součtu. 10) Nejdelší vybraná rostoucí podposloupnost: Je dána konečná posloupnost N celých čísel. Určete délku nejdelší rostoucí podposloupnosti vybrané ze zadané posloupnosti. (Vybraná podposloupnost je tvořena některými prvky původní posloupnosti, ne nutně sousedními, ale se zachováním původního vzájemného pořadí prvků). Delphi Delphi jsou programovacím prostředím Pascalu pod Windows, programování v Delphi je řízené událostmi, pro tvorbu programů se zde používají různé komponenty a jejich vlastnosti. Komponenty pro vytváření programů: • RadioGroup - skupina výběrových „koleček“ - prvek formuláře sloužící k výběru jedné možnosti • CheckBox - zaškrtávací políčko • Label - textový popisek • Edit, UpDown - vkládání textu, komponentu UpDown lze spojit pomocí vlastnosti Associate s Editem -> textové pole s posuvníkem, Edit má zajímavou vlastnost EditChange - lze definovat akce při změně textu v Editu. • Button - tlačítko, akce po stisku • ComboBox - výběr z variant • Memo - poznámka • ScrollBar - rolovací lišta Tvorba aplikace: Po zvolení nového projektu pro tvorbu aplikace se objeví na ploše prázdný formulář programu, k němu patří zdrojový kód napsaný v unitě. Důležité je uložit projekt pomocí Save All. Po zkompilování programu se projekt skládá ze 7 souborů: • první.dpr - uložený obsah projektu „první“ se seznamem všech částí + inicializační kód • první.dof - nastavení překladače • první.res - ikona projektu • první.exe - spuštění vytvořeného projektu • u_první.pas - unita programu • u_první.deu - přeložená unita (potřebná k vytvoření exe souboru) • u_první.dfm - popis formuláře Pro úpravu programu stačí přenést pouze soubory s příponou dpr, dof, pas, dfm. Při změnách se dále ukládají soubory s příponou ~xx, které obsahují starší verze programu. Přiřazení akcí prvkům formuláře: Přiřadit akci prvku formuláře lze poklepáním na zvolený prvek a vyplněním procedury v příslušné jednotce (unit), která se zobrazí. Jménu prvku lze přiřadit jakoukoliv hodnotu (text, jednu z definovaných barev), pracuje se s ním jako s proměnnou. Ve zdrojovém kódu lze používat všechny možné příkazy Pascalu. Demonstrační příklady: Barvení formuláře: Procedure … 123

Begin If Form1.Color = clGreen then Form1.Color := clRed else Form1.Color := clBlue; End; Změna Labelu: Procedure … Begin If Form1.Color = clGreen then Label1.Color := 'Červená‘ else Label1.Color := 'Modrá‘; End; Edit: Procedure … Var n:integer; Begin n:Length(Edit1.Text); If n>10 then Label1.Show; End; Fortran Fortran (FORmula TRANslation) byl první počítačový jazyk vyšší úrovně, orientovaný především na problematiku vědecko-technických výpočtů. Poprvé byl implementován v letech 1954-1957 u firmy IBM a vyvíjel se prostřednictvím mnoha změn a rozšíření až do roku 1977, kdy byl vytvořen dlouhodobě akceptovaný ANSI standard Fortran 77. Tento standard tvoří stále hlavní strukturu většiny překladačů Fortranu. Jeho rozšíření má dva důvody: - jednoduchou definici prvků jazyka - rozsáhlé knihovny programů Z těchto důvodů se drží při životě i dnes. Sotva se najde výpočetní platforma (od osmibitových počítačů po sálové mainframe), kde by překladač Fortranu nebyl implementován. Existují dokonce i jeho objektově orientované verze. Celková syntaxe jazyka vychází z jeho zaměření na vědecko-technické výpočty, proto součástí definice jazyka je i rozsáhlá knihovna matematických funkcí. Dalším charakteristickým rysem jazyka je i silná podpora formátovaných vstupů a výstupů a kvalitní práce se soubory. Cobol Cobol byl vyvinut v roce 1959 výborem složeným z výrobců a předních uživatelů zařízení na zpracování dat. Prvním standardem používaným v praxi byl Cobol-61. Kromě jiného byla ustanovena ANSI norma Cobolu, označovaná jako ANSI Cobol, obsahující podporu modulárního programování. Zkratka Cobol vychází z termínu COmmon Business Oriented Language, tedy volně řečeno "všeobecný obchodně orientovaný jazyk". Tento jazyk má splňovat následující podmínky: - obecný programovací jazyk pro zpracováni úloh obchodně-ekonomického charakteru - schopnost dalšího vývoje - nezávislost na počítači - syntaxe pokud možno podobná syntaxi hovorové angličtiny Algol Algol (ALGOrhytmic Language) je univerzální programovací jazyk, vytvořený v roce 1960. Obsahuje silné prostředky pro definici datových struktur a disponuje značným výpočetním potenciálem. Jedná se o strukturovaný jazyk, nedoznal však většího rozšíření ani v modernizované verzi Algol68. Z Algolu vychází mnoho dnešních moderních programovacích jazyků. PL/1 124

PL/1 (Programming Language No. 1) měl být nástupcem Cobolu a Algolu. Vznikl v roce 1964 a byl preferován firmou IBM. Byla v něm napsána část operačního systému počítačů IBM 360 a IBM 370. PL/1 není již prakticky používán. Prolog Jazyk Prolog (Programming in Logic), který měl usnadnit dorozumění s počítačem v přirozeném jazyce (tentokrát výjimečně ve francouzštině), vzniknul v Marseille v roce 1973. V roce 1981 byl vybrán jako jazyk centrální jednotky v japonském projektu počítačů páté generace. Použití nachází ve výuce podporované počítačem, v expertních systémech a v oboru umělé inteligence. ADA Tento programovací jazyk je podobný jazykům Algol a Pascal a byl vyvinut (v roce 1983) na zakázku ministerstva obrany USA jako standardní vyšší programovací jazyk pro oblast vojenství. Jazyk Ada byl považován za programovací jazyk konce tisíciletí, ale doposud se příliš nerozšířil. Assembler Assembler je programovací jazyk velmi blízký strojovému kódu počítače. Přímo používá jednotlivé instrukce procesoru, které jsou pouze nahrazeny mnemotechnickými kódy. Tyto kódy (symbolická jména) se používají také pro registry a operandy. Stejně tak se důležitá místa paměti (návěští) označují pomocí symbolických pojmenování. Tento jazyk je velmi blízký počítači, proto lze pomocí něj napsat velmi efektivní programový kód, ovšem tvorba programů v něm je velmi náročná a vzdálená běžnému uživateli. Proto se při vývoji náročných aplikací používají kombinace, kdy základní problematika je pro přehlednost naprogramována ve vyšším programovacím jazyce. Některá "úzká místa", jako jsou drivery pro obsluhu zařízení, často opakované výpočty a podobně, jsou pak naprogramována právě v asembleru. Zdrojový program se skládá z řady zdrojových řádků, které obsahují jednotlivé instrukce, návěští, volání maker, direktivy a komentáře. Každý řádek (instrukce) má tvar: [návěští: | jméno] [Instrukce pseudoinstrukce] [operandy] [;poznámka] Obsah v hranatých závorkách na řádce být může a nemusí, znak "|" odděluje dvě položky, z nichž je na řádce přítomna pouze jedna. - Návěští je mnemotechnické označení adresy určité instrukce. - Jméno je označení první programové konstrukce. - Instrukce je konkrétním (symbolicky označeným) příkazem procesoru. Záleží tedy na konkrétním typu procesoru, jaké příkazy dokáže zpracovat. - Pseudoinstrukce jsou závislé na konkrétním překladači jazyka a také na procesoru. - Operandy instrukcí jsou registry procesoru, konstanty, návěští, adresy dat, symboly, výrazy. - Poznámka je překladačem ignorována a slouží pouze k lepší čitelnosti programu. Nejznámější překladače asembleru pro počítače PC jsou Macro Assembler (MASM) od firmy Microsoft a Turbo Assembler (TASM) od firmy Borland.

Algoritmus Algoritmus je obecný návod, jak postupovat. Je tvořen posloupností pokynů (příkazů, instrukcí), které popisují určitou činnost nebo-li akci. Je to přesně definovaná konečná postupnost pravidel, jejichž realizace nám pro vstupní data umožní po konečném počtu kroků získat výstupní data. Akce je činnost, které má konečné trvání a přesně určený účinek. Příkaz je popis akce (popis toho, co se má provést). 125

Proces je postupné vykonávání (realizace) vlastní činnosti (akce) a postupné provádění příkazů návodu procesorem. Procesor je to, co uskutečňuje daný proces. Podle jednoho návodu (algoritmu) může proběhnout několik různých procesů. Toto zajišťují podmíněné příkazy. Proměnná - je to objekt, který má pevně stanovené označení; má určitou hodnotu, která se může v průběhu procesu měnit. Zápis algoritmů Slovní zápis - slovní popis návodu řešení daného problému Zápis algoritmu v programovacím jazyce Grafické zobrazení algoritmu - Vývojové diagramy - pro zápis návodu se používají různé (normované) grafické symboly příkazy instrukce pro podmínka přípravná (úkony) vstup a výstup (větvení) činnost -

vstup

mezní značka činnost definovaná jinde (podprogram)

Strukturogrami - používá obdobné symboly ale přesnější - tento systém přesně splňuje podmínky důležité pro strukturované programování

Způsob rozdělení úlohy na podúlohy Konjunktivní - zpracovávání všech úloh sekvenčně za sebou Disjunktivní - řešení závisí na podmínka a na základě dané podmínky se řeší jedna vybraná úloha Repetiční - několikanásobné opakování stejného cyklu Vlastnosti algoritmů vlastnosti správného algoritmu: elementárnost - zápis je sestaven z příkazů, kterým procesor rozumí a je schopen je provést determinativnost - zápis musí mít jednoznačně určené v jakém pořadí a jaké kroky se mají provádět hromadnost - algoritmus musí umožnit, že po splnění vstupních podmínek musí být jasné a odpovídající výstupní výsledky (pokud sčítám čísla, musím dostat součet) rezultativnost - algoritmus musí vést k jednoznačnému výsledku přehlednost - zápis musí být přehledný (hlavně pro samotného autora nebo další programátory) Postup algoritmizace při řešení složitějších úloh 1) zadání úlohy, formulace problému 2) analýza problému a nástin řešení 3) analýza vstupních a výstupních dat - návrh použitých datových struktur v programu (pole apod.) 4) návrh algoritmu 5) zápis v programovacím jazyce a jeho následné ladění 6) zkušební provoz programu + tvorba dokumentace 7) zhodnocení řešení a jeho následné updatování U algoritmu se hodnotí především jeho časová složitost a paměťová náročnost (potřebný počet bajtů paměti). Časová složitost udává, jak se mění čas v závislosti na počtu vstupních dat. Může být například lineární (tj. zcela ideální) – O(N), kdy se jednotlivá data stačí zpracovávat postupně za sebou a mají konstantní časové nároky, kvadratická – O(N^2), kubická – O(N^3), logaritmická – O(logN), nebo třeba exponenciální – O(2^N), což, jak uznáte, nemusí být zrovna dvakrát výhodné. Paměťová náročnost může být konstantní – O(1), nebo proměnlivá, nabývá určitého počtu bajtů. 126

Osvědčené algoritmy se během svého používání postupně standardizují a některé zvlášť význačné a univerzálně použitelné pak dostávají vlastní názvy – většinou podle svého „stvořitele“. Pojmenovávají se i známé matematické principy a postupy. Názvy některých řešení: Sarrusovo pravidlo – počítání determinantů (čísel, která jsou jistým způsobem přiřazena čtvercové matici) Divide et Impera (Rozděl a panuj) – metoda pro konstrukci efektivních algoritmů

Internet Základní charakteristiky internetu: - Distribuovanost - neexistuje centrum, kde by se rozhodovalo o tom, co a kde bude v síti uveřejněno, tj. SVOBODA publikování, nebezpečí z toho plynoucí: kdokoliv může zveřejnit cokoliv. - Dynamičnost - neustálé změny, tj. přesuny dokumentů na jiné servery, chátrání a neudržování zdrojů atd., z toho plyne: časové ztráty při práci s Internetem. Práce s dokumenty na Internetu je jednoduchá - jazyk, přístupnost, jeho struktura je však složitá - balastní dokumenty, miliardy dokumentů, obsah informačního prostoru WWW není kompletně evidován v nějakém katalogu.

Vznik, historie a vývoj internetu V šedesátých letech se americká armáda snažila najít způsob, jak zajistit, aby armádní počítače rozmístěné po celém území USA mohly spolu bez problému komunikovat, a to i v případě, že část této sítě bude vyřazena z provozu. Pracovníci RAND Corporation přišli s unikátním řešením - vybudování sítě bez centrálního uzlu. Pokud bude některá linka zničena, informace bude ihned vedena k příjemci jinou trasou. Tak se v Billových laboratořích vyvinula síť arpanet, která byla založena na operačních systémech UNIX. "Are you receiving this?" - první věta, která byla v srpnu 1969 poslána z University of California v Los Angeles po síti složené ze čtyř uzlů: UCLA, Stanford Research Institute, UC Santa Barbara a University of Utah v Salt Lake City. Postupně se k internetu připojovali další instituce, především university (1971-1972). V této době byl internet čistě nekomerční záležitostí. Na jeho vybudování přispívala americká armáda a různé vládní agentury. Podnikatelé o něj ani nestáli, protože nenacházeli způsob jak jej využít. V roce 1972 byl arpanet zaveden v USA, od r. 1973 se začínají připojovat i neamerické instituce. V Evropě se nejdříve rozšířil ve Velké Británii a Norsku. Samotný název Internet se samozřejmě ještě nepoužíval. Postupně během dalších let vznikaly různé sítě se specifickým zaměřením, avšak pracující na stejném principu, tedy vzájemně slučitelné. Jednou z prvních funkcí sítě byla možnost posílat a přijímat elektronickou poštu a soubory. Další sítě vznikaly především ve vyspělých zemích kde byly na výzkum a zavedení uvolněny ze státního rozpočtu nemalé finance. Rychlost přenosu dat rostla. V roce 1986 byla založena páteřní síť dosahující rychlosti přenosu až 56 kilobitů za sekundu, zahrnující 5 superpočítačových středisek. Tato střediska podnítila doslova explozi počítačů nově připojených do Internetu. Pro něj se dnes hojně používá obecná zkratka ISP, neboli Internet Service Provider. V roce 1989 vymyslel Tim Berners-Lee nový způsob komunikace (původně pro vnitřní potřebu laboratoří CERN v Ženevě, kde pracoval) - hypertextové dokumenty. Texty, které 127

obsahují odkazy na další dokumenty, které mohou být umístěny na jiném počítači, třeba na druhém konci světa. Díky jednoduchému a intuitivnímu ovládání se tento způsob komunikace rozšířil i za brány CERNu a dnes jej známe pod jménem World Wide Web. Zanedlouho byly k dokumentům připojeny i obrázky a vznikaly první grafické prohlížeče (Mosaic). Vzhled dokumentů byl přirozenější a umožnil ještě lepší komunikaci. Od roku 1990 se pro tuto síť standardně využívající protokolu TCP/IP začíná používat název Internet, páteřní síť přebírá organizace NSF-NET (National Science Foundation). Existence www spolu s masovým rozšířením osobních počítačů přilákala na internet miliony nových uživatelů, a tím začal být internet zajímavý i pro podnikatele. Komerční provoz na internetu se datuje od roku 1992, kdy National Science Foundation umožnila připojení i komerčním subjektům. Roku 1992 došlo k založení společnosti zabývající se historií, vývojem, trendy a etikou Internetu. Počet hostitelských počítačů v Internetu překročil jeden milión. V roce 1993 se zakládá instituce, která udržuje adresářové a databázové služby účastníků Internetu, provádí registraci doménových jmen a přidělování adres (INTERNIC). Na internetu existují sítě komerční i akademické, mezi akademické patří evropské kontinentální sítě EUNET, EARN, britská síť JANET, japonská JUNET ad. V roce 1994 slaví Internet 25. výročí. Roku 1995 se služba WWW dostává na první místo v počtu přenesených dat. Mnoho firem, operujících na Internetu se stává veřejně proslulými. Balíky akcií těchto firem se dostávají na burze na špičkové pozice. Objevuje se i první oficiální špionáž, namířená proti nelegálním výrobcům mobilních telefonů a dalšího elektronického zařízení, vedená americkou tajnou službou prostřednictvím Internetu. Rok 1996 přináší První veletrh Internetové technologie. V současné době se Internet u nás stává stále více součástí běžného života. a to hlavně zejména prostřednictvím elektronické pošty. Dnes je již u nás zcela běžnou záležitostí uvádět na své vizitce též adresu internetové elektronické pošty, vlastní stránky (homepage) nebo společností, které přístup k Internetu nabízejí, dochází i k poklesu cen a vzniká tedy prostředí s konkurencí a začíná boj o zákazníky. Budoucnost se zaměřuje na více interaktivní práci uživatele s Internetem a to nejvíce prostřednictvím služby WWW. Internet v ČR Jako datum připojení ČSFR k internetu se uvádí listopad 1991. Ve VC ČVUT tehdy úspěšně proběhly první pokusy s připojením na internet k uzlu v Linci (k celoevropskému EUNETu - na síť EARN). Formální připojení ČSFR k internetu se slavnostně uskutečnilo 13. února 1992. Internet byl tedy dostupný v Praze na ČVUT, ale po připojení volaly i ostatní vysoké školy z celé ČSFR. V prosinci 1991 schválilo české ministerstvo školství projekt předložený akademickou obcí a v červnu 1992 uvolnilo 20 miliónů korun pro vybudování páteřní sítě spojující univerzitní města. Na slovenskou část projektu podobně přispělo slovenské ministerstvo školství. Po rozpadu ČSFR se FESNET rozdělil na CESNET (Czech education and scientific network) a slovenskou část SANET. V listopadu 1992 byly pevnou linkou propojeny Praha a Brno - dva hlavní uzly sítě CESNET - a koncem března 1993 bylo připojeno již 9 měst. Vytváří se české FTP servery, vyhledávací systémy (GOPHER, VERONICA) a další služby. I když CESNET byl vybudován jako akademická síť, v reakci na poptávku po připojení se zanedlouho stal i komerčním poskytovatelem. Dnes je jedním z mnoha - i to komentuje obrovskou dynamiku internetu: za 7 let od nuly k rozvinutému konkurenčnímu prostředí. Rozvoj služeb internetu pro širokou veřejnost začal v ČR po roce 1995 . Po roce 1999 prodělal veřejný internet v České republice další velký rozvoj, zejména díky dokončení digitalizace telefonní sítě (linky ISDN), stanovení levnějšího tarifu pro připojování k internetu, díky poklesu cen osobních počítačů a především vzhledem následnému nástupu volných poskytovatelů připojení. 128

V současné době je vývoj internetu nejvíce ovlivňován dostupností a zvyšováním kvality komutovaných (ISDN) technologií a také rozvojem kabelových a bezdrátových služeb nejrůznějších telekomunikačních společností, nových telefonních operátorů i samotných internetových poskytovatelů, jejichž prostřednictvím má stále větší okruh uživatelů možnost přistupovat k internetu pevným připojením. Oproti předpokladům zatím nedochází k výraznějšímu rozvoji mobilních datových služeb, jejichž většímu rozšíření doposud brání především poměrně luxusní cena našich mobilních operátorů a také skutečnost, že klasické druhy připojení jsou dnes za podstatně nižší cenu k dispozici prakticky na každém kroku. V nejbližší době lze tedy očekávat především další rozvoj současných, již ověřených, služeb, jejichž masovější rozšíření bude souviset zejména s jejich lepší cenovou dostupností a nástupem nových, levnějších technologií v této oblasti. V podmínkách České republiky sehrává důležitou roli konkurenční prostředí na trhu zajištěné novými telekomunikačními operátory.

Využití internetu Internet je a bude koncipován tak, aby se k potřebným informacím dostal rychle a bez problémů i technicky méně zdatný člověk. Ovládání bude jistě ještě intuitivnější a snad se dočkáme i masového rozšíření terminálů, u kterých pouze zadáme požadovanou adresu či vyhledávanou informaci a v okamžiku se dozvíme vše, co potřebujeme. Informace tak mohou být přístupné takřka na každém kroku. Internet nachází uplatnění v mnohých oblastech lidské činnosti, především je důležitý pro školství, vládní organizace, pro armádu, zdravotnictví, banky, pošty, knihovny, galerie, muzea atd. Využití může nacházet prakticky všude, třeba i k šíření náboženských ideologií. Od roku 1992 se na internetu rozvíjí i komerční sféra, internet slouží k firemní i osobní prezentaci, k vzájemné komunikaci společností a jejich kooperaci. I koncoví zákazníci mohou s výhodou využít snadného přístupu k produktům těchto společností. Pomocí internetu si mohou prakticky cokoliv zakoupit přímo z domova, mohou se podílet na aukci či dražbě. Přes internet získáváme snadný přístup k našim financím, s kterými můžeme libovolně nakládat, můžeme snáze uzavírat spoření či zdravotní pojištění. Internet také slouží rozvoji multimédií, přes internet snad jednou budeme moci sledovat libovolný televizní program nebo poslouchat rádiovou stanici z druhého konce světa. Možná se také dočkáme multimediálních pořadů, na kterých se budeme moci přímo podílet a budeme ovlivňovat jejich dění. To však zní už dost hrůzostrašně, neboť dopad médií na člověka by byl obrovský a určitě ne vždy pozitivní. Už teď však můžeme na internetu najít spoustu videonahrávek a hudby, popř. si můžeme objednat cédéčko od oblíbené hudební skupiny. Snadno se dohledáme programu kin a divadel a rovnou si můžeme zakoupit potřebné lístky, stejně snadno jako si objednáme vstupenky na koncert či jiné vystoupení či akci. Internet slouží také ke komunikaci, která může nabývat mnoho podob. Posílání informací a vzájemná komunikace představovala v počátcích internetu hlavní způsob jeho využití. Komunikovat můžeme prostřednictvím elektronické pošty, pomocí služeb telekomunikačních operátorů, prakticky komukoliv můžeme zaslat názor či reakci na jeho článek na internetu, můžeme se účastnit elektronických konferencí (klidně i audiovizuálních), nebo se prostě můžeme věnovat chatování, tedy komunikaci ve víceméně reálném čase. Pomocí speciálních programů není problém komunikovat s kolegy či kamarády prakticky po celou dobu připojení a nemusíme se ani bát toho, že nás jakýsi správce může z komunikace vyloučit. Toho lze dosáhnout např. pomocí rozšířeného komunikačního programu ICQ (I Seek You), který slouží nejen ke komunikaci, ale i k posílání e-mailů, SMS, souborů, k chatování 129

prostě ke komunikaci se vším všudy. Pomocí internetu se můžeme také vzdělávat, najdeme zde bezpočet placených i neplacených vzdělávacích kurzů a všechny potřebné informace, které při studiu potřebujeme. Jistě oblíbenými materiály studentů jsou referáty, slohy, čtenářské deníky či maturitní otázky volně poskytnuté široké veřejnosti. Pokud potřebujeme získat nějakou učebnici, můžeme si ji objednat na specializovaných knižních burzách. Zvláštní formou komunikace je také hraní síťových počítačových her, v kterém se kloubí všechny možné druhy komunikace. Na internetu najdeme celou řadu virtuálních světů, které mohou leckoho svou komplexností a volností příjemně pobavit či zcela pohltit. Vznikají hry, které lze hrát pouze on-line a které vynikají propracovaným a dynamicky se vyvíjejícím systémem, ovlivňovaným samotnými hráči. S vývojem internetu si přijdou na své i tvůrci internetových stránek a programátoři, kterým internet nabízí nesčetné možnosti uplatnění při tvorbě nejrůznějších internetových aplikací. Věda a technika se díky internetu může rozvíjet daleko rychleji, a to především díky globální spolupráci vývojových týmů, které svou práci mohou účinně zkoordinovat. V zásadě lze i využít velkého výpočetního výkonu internetu, který může spojením výkonu mnoha velkých serverů řešit stále složitější matematické výpočty. Toho lze využít k dalšímu rozvoji dosud nepoznaných, zatím pouze teoreticky rozpracovaných projektů, které využívají nejprogresivnějších poznatků moderní fyziky, chemie a dalších věd (viz. kvantové počítače). Pomocí složitého šifrování lze data na internetu ochránit, stejně tak lze výpočetní výkon internetu využít k jejich dešifrování (technologie šifrování má však naštěstí vždy výrazný náskok). K dokonalému šifrování zpráv slouží hashovací funkce, které vytvářejí i při nepatrné změně informací zcela odlišné obrazy, ty jsou většinou stejně dlouhé a i u několikanásobného šifrování stejné zprávy vždy odlišné. Výpočetní uplatnění nachází internet také v oblasti astronomie a v dalších podobných oborech. Internet lze v neposlední řadě použít k bezztrátové archivaci informací, k jejich shromažďování a šíření. Ta je o to bezpečnější, že internet prakticky nelze zničit standardními postupy, lze ho jen vnitřně napadnout a rozložit pomocí dalších programů, ty by ovšem musely být natolik technologicky vyspělé, aby prolomily bezpečnost i těch nejnedostupnějších serverů, že je to jen těžko představitelné. Potenciál internetu je obrovský a jeho vývoji je tedy třeba věnovat značnou pozornost, protože posouvá naše životní tempo a rozvoj lidské civilizace zase o krok dále.

Způsoby práce s internetem Obsah internetu lze prohlížet pomocí internetového prohlížeče, prohlížeče se liší především ve svém vzhledu, ovládání, bezpečnosti a škále nabízených funkcí, základní služby internetu však podporuje každý propracovanější prohlížeč a s jeho pomocí jich můžeme využívat. Základním prvkem prohlížeče je adresová řádka, kam můžeme psát adresy požadovaných internetových stránek a pomocí níž využíváme i další služby internetu - nejenom www (World Wide Webu). IP adresa je adresou počítače, ke kterému se pomocí internetu připojujeme. Skládá se z 12 číslic, vždy po třech oddělených tečkou. Prvních 6 číslic určuje adresu sítě (-> tzv. síťová maska - ostatní číslice jsou v ní 0 - 127.245.0.0), další 3 číslice adresu podsítě a zbytek adresuje zařízení uvnitř podsítě. O přidělování IP adres se stará organizace INTERNIC, která provádí zároveň registraci doménových jmen a udržuje adresářové a databázové služby na internetu. Stránky však většinou voláme pomocí doménových adres. Doménové adresy jsou tvořené podle oblastí (domén) a jsou hierarchicky strukturované (např. http://www.fd.cvut.cz). Rozdělují se na domény nejvyšší úrovně -- národní -- př. adresy: cz, de, uk, v USA edu, com, mil a na domény nižších úrovní (může si je zaregistrovat každý) -- př. adresy: cvut.cz, vslib,cz, stk.cz, fsid.cvut.cz (cz - doména 1. úrovně, cvut - 2., fsid - 3. úroveň). Domény 1. řádu, které nesouvisí s označením žádného státu či teritoria, se nazývají generické a může si je také kdokoliv zaregistrovat (za poplatek). Příkladem generické domény může být com, org nebo net. Po zadání doménové

130

adresy se adresa pomocí služby DNS (Domain Name System) převede vždy na IP adresu, pomocí které se automaticky připojíme ke vzdálenému počítači. Ještě se můžeme setkat s pojmem hardwarová adresa, která je vlastně přepisem IP adresy do strojového kódu. Mail adresy obsahují uživatelské jméno (např. [email protected]). Tzv. broadcast adresa je IP adresou, která označuje všechny počítače uvnitř sítě nebo podsítě. Předpokladem efektivní práce s internetem je zvládnutí práce s internetovým prohlížečem. Vhodné je používat klávesové zkratky (+, +<šipky>, , +), oblíbené a často navštěvované stránky si můžeme ukládat do složky Oblíbené. V „Možnostech internetu“ lze prohlížeč uzpůsobit k obrazu svému, můžeme si také přeuspořádat jednotlivé panely prohlížeče. V prohlížeči si můžeme nastavit vhodnou velikost písma, kódování a mnoho dalších vlastností. Prohlíženou stránku si můžeme hned vytisknout. Pokud se chceme vrátit už k prohlíženým informacím, můžeme zkusit hledat v historii prohlížeče, kam se dočasně ukládají kompletně natažené stránky. S prací na internetu souvisí také schopnost nalézt co nejrychleji požadované informace. K tomu slouží jednotlivé internetové portály (www.seznam.cz, www.altavista.com, www.google.com, www.aol.com, www.findit.com, www.atlas.cz, www.centrum.cz, www.quick.cz, www.redbox.cz, www.lycos.cz, www.yahoo.com, www.pages.cz, www.uzdroje.cz, www.zmije.cz). Na nich se nachází internetové katalogy, nejrychlejší je však požadovanou informaci nechat vyhledat pomocí vyhledávačů. Portály využívají buď vlastních zdrojů, nebo jsou napojeny na externí databázi jiných vyhledávacích robotů. Pro vyhledávání platí určitá pravidla, prohledávání lze většinou dále nastavit.

Protokoly Pod protokolem rozumíme formální pravidla, podle nichž se děje komunikace mezi klientem a serverem. Síťové protokoly jsou realizovány pomocí počítačových programů. Problematika protokolů je rozdělena do různých oblastí, protože je velice komplikovaná a pokrývá více funkcí. Systémy síťových protokolů: Mezinárodní normalizační úřad (ISO) normalizoval soustavu protokolů označovaných jako ISO OSI, které používají komunikační vrstvy aplikační, prezentační, relační, transportní, síťové, linkové a fyzické. - Fyzická vrstva popisuje elektrické či optické signály používané při komunikaci mezi počítači. Mezi počítači je na fyzické vrstvě vytvořen tzv. fyzický okruh. Na fyzickém okruhu mezi dvěma počítači bývají často vkládána další zařízení, např. modemy, které modulují signál na telefonní vedení atp. - Linková vrstva zajišťuje v případě sériových linek výměnu dat mezi sousedními počítači a v případě lokálních sítí výměnu dat v rámci LAN. Základní jednotkou pro přenos dat je na linkové vrstvě datový rámec neboli paket. Paket se skládá ze záhlaví (adresa příjemce a odesílatele + další řídící informace), vlastních dat a traileru (kontrolní součet z přenášených dat. Pomocí kontrolního součtu lze zjistit, zda-li nedošlo při přenosu k porušení dat.). Na linkové vrstvě mezi sebou komunikují routery (směrovače), které data při přesměrování „přebalují“ v rámci různých linkových protokolů. - Síťová vrstva zabezpečuje spojení mezi vzdálenými počítači, takže transportní vrstvě se jeví jakoby žádné modemy a routery na cestě nebyly. - Transportní vrstva dopravuje data k jednotlivým aplikacím na konkrétním počítači. Mezi dvěma počítači může být několik transportních spojení najednou, jedno např. pro virtuální terminál a druhé pro elektronickou poštu. Aplikace jsou jednoznačně identifikovány v rámci jednoho počítače. Jednotkou přenosu po transportní vrstvě je 131

-

-

transportní paket uložený v síťovém paketu. Relační vrstva zabezpečuje výměnu dat mezi aplikacemi, tj. provádí body opakování (checkpoint), synchronizaci dat, korektní uzavírání atd. Základní jednotkou je relační paket, který se vkládá do transportního paketu. Prezentační vrstva je zodpovědná za reprezentaci a šifrování dat. Aplikační vrstva přebírá data od aplikací a balí je do aplikačních paketů.

Internet je vytvořen na bázi soustavy protokolů TCP/IP. Protokoly TCP/IP většinou používají tyto vrstvy komunikace: - aplikační, TCP/UDP (transportní) , internet (síťové a mezisíťové rozhraní - vrstva nejnižší) Až na výjimky se nezabývají fyzickou a linkovou vrstvou. V praxi se v Internetu používají pro fyzickou a linkovou vrstvu často protokoly vyhovující normám ISO OSI. Protokoly TCP a UDP odpovídají transportní vrstvě - dopravují TCP/UDP-pakety, které jsou adresovány jednotlivým aplikacím. Adresou je tzv. port. Aplikační protokoly odpovídají několika vrstvám ISO OSI. Relační, prezentační a aplikační vrstva ISO OSI je smrsknuta do jedné aplikační vrstvy TCP/IP. Historie a použití: Soubor protokolů TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) je určený pro komunikaci heterogenních sítí, tj. sítí různých jak po stránce technické, tak programové. Byl vyvinutý v 70. letech pro vládní vojenskou agenturu USA (DARPA). Cílem bylo propojit různorodé počítače vojenských, obranných a výzkumných pracovišť a univerzit. Architektura TCP/IP byla odvozena z první paketové sítě na světě - z ARPANETu. Tato architektura dosáhla takové obliby, že ačkoliv nebyla úmyslným standardem, rychle se rozšířila do celého světa a stala se základem Internetu. Protokoly TCP/IP byly implementovány téměř do všech operačních systémů, ale nejvíc jsou spojené s operačním systémem UNIX. Pracují na různé technické základně (Ethernet, Arcnet, Token Ring, X.25, SLIP aj.). Všechny informace o TCP/IP a tedy i o Internetu jsou zveřejňované v RFC (Request For Comment). Jsou to v podstatě normy dostupné celé síťové veřejnosti. Aplikační vrstva TCP/IP obsahuje tyto protokoly: TELNET, FTP, DNS, SMTP, RPC (vzdálené volání procedur - aplikací), NFS, SNMP (Simple Network Managament Protocol), BOOTP (zjišťuje IP a jméno počítače). Transportní vrstva obsahuje protokoly TCP/IP a UDP. Mezisíťovou vrstvu obsluhují protokoly ICMP (Internet Control Message Protocol - řízení zpráv), ARP (Address Resolution Protocol - přiřazuje IP adresy k fyzickým adresám, RARP (přiřazuje fyzickým adresám IP adresy). Rozdělení a přehled protokolů: • protokoly TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) • vrstva hardware • vrstva síťového rozhraní - Ethernet (Ethernet v2, IEEE 802.x) - rychlejší - skleněná vlákna (FDDI, ATM) - pomalejší - dvoubodové sériové linky (PPP, SLIP) • internetová vrstva - IP (Internet Protocol) nespojovaný přenos datagramů - ARP (Address Resolution Protocol) získání hardwarové adresy z IP - RARP (Reserse Address Resolution Protocol) získání IP adresy z hardwarové - ICMP (Internet Control Message Protocol) chybové a řídící zprávy routerů • transportní vrstva - TCP (Transmission Control Protocol) spojovaná (potvrzovaná) služba - UDP (User Datagram Protocol) nespojovaná služba • aplikační vrstva - Telnet přístup ke vzdáleným počítačům, práce na vzdáleném serveru - SSH - protokol podobný telnetu, data jsou šifrována - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) e-mail 132

- FTP (File Transfer Protocol) přenos souborů - SCP - šifrovaný přenos souborů, obdoba FTP - SMB (popř. SAMBA) sdílení souborů na síťových discích, šifrování - NFS (Network File System) sdílení souborů a disků - RPC (Remote Procedure Call) volání vzdálených procedur - DNS (Domain Name System) mapování doménových a IP adres - BootP (Bootstrap Protocol) získání lokální IP adresy při zavádění OS - NTP (Network Time Protocol) synchronizace času - Finger informace o uživateli - NNTP (Network News Transfer Protocol) přenos news atd. • zapouzdření dat v TCP/IP - vrstva aplikační: aplikační data - transportní: TCP header - internetová: IP header - síťové rozhraní: Ethernet header CRC - hardware:

TCP data IP data Ethernet data

Jednotlivé protokoly: TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - protokoly zajišťující přenos dat mezi sítěmi: - TCP (Transmission Control Protocol) - protokol transportní vrstvy. Hlavním účelem protokolu TCP je získávat elektronické zprávy libovolné délky a převádět je do sekvence paketů, zpravidla o velikosti 64kb (poslední může být samozřejmě menší), na zdrojovém uzlu a pak je znovu sestavuje do původních zpráv na cílovém uzlu sítě. Díky tomu může software řídící síťovou komunikaci zasílat zprávy po částech a kontrolovat každou z těchto částí samostatně. V případě, že se nepodaří daný paket přenést, tak se přenos opakuje. Efektivita přenosu je právě dána paketovým přenosem. Při chybě v přenosu se nemusí posílat celý „balík“ dat, ale jen chybný paket. - IP (Internet Protocol) - protokol síťové vrstvy, u každého paketu ověřuje jeho korektnost a obhospodařuje adresování, a to tak, aby pakety mohly být směrovány nejen přes řadu uzlů, ale dokonce i přes řadu sítí pracujících s různými komunikačními protokoly - nejen s původním ARPANETovským NCP standardem, ale i s jinými protokoly, jako jsou např. Ethernet, FDDI nebo X.25. Dále zajišťuje, aby byly pakety posílány ve správném pořadí a co možná nejvhodněji, co se týče cesty přenosu. Již od roku 1977 začal být TCP/IP používán jinými sítěmi pro připojování k ARPANETu. Samotný ARPANET zůstával pod pevným řízením přinejmenším do roku 1983, kdy se jeho vojenský segment oddělil a vytvořil samostatnou vojenskou síť MILNET. Protokol TCP/IP všechny tyto nově příchozí sítě propojoval dohromady a ARPANET (třebaže stále rostoucí) se stával stále menší a menší částí oné ohromně rostoucí sítě jiných připojených počítačů. HTTP (HyperText Transfer Protocol) - protokol pro komunikaci mezi WWW servery a jejich klienty (browsery). Umožňuje browseru vyžádat si na serveru konkrétní WWW stránku, kterou mu server následně zašle. Protokol HTTP je koncipován jako bezestavový, což znamená že každý požadavek je samostatný a nemá žádnou návaznost na žádný z případných předchozích požadavků - jinými slovy: WWW server si nemusí nic pamatovat o předchozí komunikaci s kterýmkoli klientem, a každý požadavek vyřizuje jako kdyby byl první (jediný). FTP (File Transfer Protocol) - Jedná se o přenosový protokol pro přenos souborů mezi jednotlivými počítači v síti Internet. Tento protokol existuje již od počátku Internetu. Přenos souborů pomocí FTP je jednou ze základních služeb Internetu. FTP se také obvykle jmenuje klientský program pro přenos souborů pomocí protokolu FTP (SmartFTP aj.). Ftp připojení nám zprostředkovávají internetové prohlížeče nebo další specializované programy. S výhodou lze využít FTP připojení v souborovém manažeru Windows Commander. Příkazem ftp se provádí připojení pomocí FTP klienta v MS-DOSu. Parametrem příkazu ftp je název serveru, ke kterému se připojujeme. Pro komunikaci se serverem se používají další 133

příkazy: cd, pwd (zobrazení aktuálního adresáře), hash (zapnutí grafického rozhraní přenosu souborů), dir, get (zahájení přenosu souboru), binary (přepnutí do binárního módu pro přenos obrázků), ascii (přepnutí zpět do ascii kódu), quit. Při použití FTP programu ve Windows tyto příkazy vykonává daný program automaticky. FTP servery s anonymním přístupem: - pro přístup pomocí FTP klienta nám stačí znát pouze username: anonymous, FTP, guest apod. - přístup má kdokoliv na síti. - přístup na server bývá často omezen (dobou, počtem anonymních uživatelů.). - slouží převážně jako obrovské archivy programů a dat (dokumentů, obrázků, zvuků, filmů.). - FTP server není určen pouze pro anonymní FTP přístup, ale také na něm pracují lokální uživatelé. - ze serveru můžeme stahovat soubory, posílat na server lze pouze omezeně. FTP servery s neanonymním přístupem: - přihlásit se můžeme jen tehdy, pokud známe username (uživatelské jméno) a heslo. - přístup má pouze oprávněný uživatel (tj. uživatel, který má na daném počítači zřízeno konto). - soubory lze stahovat i posílat na server. FTP připojení se používá při downloadu a uploadu souborů na síť (většinou internet). Upload se provádí při aktualizaci dat na internetu - správce webu přenáší na síť nové soubory. Pro jednoduché stahování souborů se používá také TFTP (Trivial File Transfer Protocol). SCP - je obdoba FTP s tím rozdílem že nedochází k trvalému připojení k serveru a přenos souborů probíhá na základě zadání při jejím spouštění. Přenos je šifrován a nelze jej odposlechnout. NNTP (Network News Transfer Protocol) - protokol pro distribuci síťových novin, resp. jednotlivých příspěvků v rámci diskusních skupin (newsgroups) síťových novin (USENET-u). Tento protokol musel být vyvinut poté, co se síťové noviny "přestěhovaly" do Internetu - tj. začaly být šířeny především prostřednictvím Internetu. SNMP (Simple Network Management Protocol) - protokol sloužící potřebám správy sítí. Umožňuje průběžný sběr nejrůznějších informací pro potřeby správy sítě, a jejich následné vyhodnocování. Na tomto protokolu je dnes založena většina prostředků a nástrojů pro správu sítě. NTP (Network Time Protocol) - protokol, sloužící potřebám synchronizace časových základen uzlových počítačů sítě. Lze si jej představit jako prostředek pro oznamování aktuálního času, na jehož základě si jednotlivé uzly "seřizují" svoje individuální hodinky. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - poštovní protokol pro vzájemnou komunikaci mezi poštovními servery, prostřednictvím kterého si jednotlivé servery předávají mezi sebou konkrétní zprávy. Protokol SMTP předpokládá trvalou dostupnost příjemce i odesílatele pokud se odesílajícímu poštovnímu serveru nepodaří zkontaktovat přijímající poštovní server, interpretuje to jako chybu a snaží se ji napravit opakováním pokusů o přenos. Kvůli této své vlastnosti protokol SMTP není použitelný pro přenos poštovních zpráv až ke koncovým poštovním klientům, kteří nemusí být trvale dostupní. Pro tyto účely musely být vyvinuty další protokoly, konkrétně protokoly POP3 (Post Office Protocol, verze 3) a IMAP (Internet Message Access Protocol). POP3 - jedná se o přístup k poštovní schránce protokolem POP3 - slouží ke stažení zpráv ze serveru k sobě na disk a následnému zpracování poštovním klientem. Jeho použití není příliš výhodné pro uživatele pohybující se mezi různými počítači. IMAP - tento protokol slouží pro přístup k poštovní schránce - k přístupu k poště na serveru (zprávy se nestahují jako i POP3, což zabezpečuje vždy aktuální informace o zprávách), navíc umožňuje i vytváření poštovních složek a manipulaci s nimi přímo na serveru. Pomocí protokolu IMAP je možné přistupovat ke schránce a folderům z různých počítačů ale i různých poštovních klientů. Telnet - pomocí telnetu se můžete připojit přímo na vzdálený server a spouštět na něm programy - třeba poštovního klienta, nebo manipulovat se svými soubory (toho je využíváno 134

pro připojení k operačnímu systému UNIX). Máme také možnost k přístupu ke katalogům knihoven. Téměř všechny knihovny jsou v dnešní době přístupné i přes WWW. Seznam knihovních katalogů se nachází na http://www.libdex.com/. Pokud se budeme chtít podívat do katalogu některé české knihovny, můžeme se podívat do seznamu www.nkp.cz/sluzby/online_katalogy_jine.htm. rlogin (remote login) - protokol umožňuje automatické přihlášení do vzdáleného počítače (což telnet nedokáže), počítače však musí být stejné platformy a musí mít stejný OS. SSH - je služba obdobná telnetu (umožňuje pracovat přímo na serveru), ale narozdíl od telnetu je přenos šifrován a nelze jej odposlechnout (ani heslo ani obsah přenosu - Vaše emaily). SMB - smb je protokol pro sdílení disků v prostředí Windows. Na serveru běží server Samba který pomocí smb protokolu zpřístupňuje domácí adresáře uživatelů pro jejich připojení ke klientskému počítači jako disk. Tato služba je podobná sdílení disků na síti Novell. NFS (Network File System) - protokol NFS slouží potřebám plně transparentního sdílení souborů v sítích na bázi TCP/IP, a to zejména v sítích lokálních. Rozdíl mezi sdílením a přenosem souborů (který zajišťuje protokol FTP, ev. TFTP) je v tom, zda si klient uvědomuje rozdíl mezi "místními" a "vzdálenými" soubory či nikoli. V případě přenosu souborů je pro klienta zásadní rozdíl mezi "místními" soubory, které se nachází na jeho počítači, a soubory vzdálenými, které se nachází na jiném počítači (FTP serveru) - s těmito vzdálenými soubory musí manipulovat jinak, než s místními soubory (musí vědět, kde se nachází, a pak si je může přenést k sobě prostřednictvím protokolu FTP). Naproti tomu v případě sdílení souborů protokol NFS zajišťuje to, aby se i vzdálené soubory klientovi jevily jako soubory místní - aby klient nemusel vědět kde přesně se nachází, ani nemusel s nimi manipulovat zvláštním způsobem, ale aby se na ně mohl dívat stejně jako místní soubory a stejně tak s nimi manipulovat, jako kdyby to byly jeho místní soubory. Proto je také tento způsob sdílení označován jako plně transparentní (ve smyslu: neviditelný), protože z pohledu klienta skutečně zcela zakrývá fakt, že některé soubory ve skutečnosti jsou vzdálené.

Poštovní programy, e-mail Elektronická pošta patří mezi nejstarší a nejoblíbenější služby všech počítačových sítí, včetně Internetu. Její obliba a význam jsou tak velké, že dokonce mění i zvyky, preference a chování svých uživatelů - ti, kteří si na elektronickou poštu jednou zvyknou, se už nechtějí vracet k původním způsobům komunikace. V čem je ale elektronická pošta tak atraktivní? Elektronická pošta je službou, a jako takovou ji nabízí snad každá počítačová síť. Například i typická lokální síť, která propojuje jen několik málo počítačů v jedné kanceláři. I tam má smysl a může přinášet velký užitek, když můžete poslat zprávu svému kolegovi u vedlejšího počítače - například v době, kdy vy tam jste ale on ne, a potřebujete mu zanechat vzkaz. Nesrovnatelně větší význam však má provozování elektronické pošty v rámci sítí, které mají výrazně větší dosah, nejlépe celosvětový. Takovýchto sítí není na světě mnoho, a Internet je z nich bezesporu největší, s nejvíce uživateli. Prostřednictvím "Internetové" pošty tedy můžete oslovit opravdu velmi mnoho lidí snad po celém světě, a tento počet přitom neustále roste. Výhody e-mailu: • neruší jako komunikace po telefonu • zprávy lze snadno archivovat, třídit a dále zpracovávat • práce s e-poštou je snadná a zautomatizovaná - potřebné kontakty máme vždy po ruce • nemusíme kupovat poštovní papír, obálku, známku, ušetříme • pošta dojde daleko rychleji • poštu můžeme poslat na jakékoli místo na světě, svoji poštu si můžeme přečíst také 135

•

kdekoliv v příloze můžeme poslat fotky, grafy, obrázky, videozáznamy, hudbu, programy, jiné soubory

Standard MIME: Díky standardu MIME je možné přidávat ke zprávám elektronické pošty prakticky libovolné netextové přílohy. Přitom ke každé zprávě může být "přibaleno" i více souborů. Z elektronické pošty se tak stala skutečně univerzální "přenosová" služba. Dalším příznivým efektem, který přinesl standard MIME, je možnost psát v textu zpráv i s háčky a čárkami, podporovány jsou znaky mnoha abeced. MIME podporuje také lepší formátování textové zprávy - ta může obsahovat i obrázky, různá písma atd. Pojmy související s poštou Co všechno potřebuje poštovní program ke své činnosti: POP server (server příchozí pošty) je parametr, kterým se určuje adresa (IP adresa) nebo název počítače, který obsluhuje poštovní schránky. POP (Post Office Protocol) se používá pro přenos pošty ze schránky k uživateli. Dnes se používá ve verzi POP3. SMTP server (server odchozí pošty) určuje adresu nebo název počítače, na který je odesílána veškerá odchozí pošta. Protokol SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) se také používá pro přenos pošty mezi servery. POP server nebo SMTP server bývá označován také jako MAIL server. User account (název poštovní schránky) je parametr, který potřebuje každý poštovní program. Jedná se o název poštovní schránky, který je určen námi. Někdy bývá také označován jako logname, username či login. E-Mail address určuje e-mailovou adresu ([email protected]). V případě, že poštovní program umožňuje nastavení reply address můžete tuto vyplnit taktéž vlastní E-mail adresou. Reply address určuje poštovní adresu na kterou budou směrovány odpovědi na odeslané zprávy. Některé poštovní programy vyžadují zadání ještě dalších parametrů jako např. vaše jméno. Takto zadané jméno se bude objevovat v seznamech zpráv poštovních programů, hlavičkách zpráv atd. Z hlediska funkčnosti poštovního programu nemá zpravidla tento parametr žádný význam. Protocol je parametr, se kterým se setkáte spíš výjimečně. Určuje způsob, jakým bude probíhat komunikace mezi serverem a poštovním programem. Princip elektronické pošty Základním předpokladem, ze kterého vychází koncepce elektronické pošty, je skutečnost, že každý uživatel má někde na počítači připojeném v síti vytvořen poštovní účet, jehož součástí je i poštovní schránka (mailbox). Pod slovem poštovní schránka si v tomto případě nelze představit klasickou krabici na dopisy, ale spíše datový soubor, kam mu operační systém doručuje přijaté maily a do kterého má uživatel přístup pomocí svého poštovního klienta. Pokud chceme v takovémto prostředí poslat někomu zprávu, stane se to tak, že se váš počítač spojí s počítačem adresáta a uloží do jeho mailboxu dotyčnou zprávu. Nutno poznamenat, že od doby, kdy byla elektronická pošta navržena, uplynulo mnoho času a změnilo se mnoho věcí. Přinejmenším se rozšířil počet uživatelů elektronické pošty, přičemž ne každý pracuje na počítači trvale připojeném k síti a ne každý používá víceuživatelský operační systém fungující na výše zmíněných principech. Na počátku celého řetězce stojí program, který se jmenuje MUA, tedy Mail User Agent. Programů tohoto druhu existují desítky - od nejjednoduššího řádkového BSD mailu, přes vyspělé znakové klienty typu Mutta nebo Pine až po grafické programy, jako je třeba Microsoft Outlook nebo Outlook Express. Hlavním úkolem MUA je převzít od odesilatele zprávy text a adresáta, přidat základní hlavičku a celé odevzdat k doručení dalšímu programu, kterým je MTA (Mail Transfer Agent). Určitě nejrozšířenějším MTA byl Sendmail. Jedná se o velice robustní program, který má své kořeny v dávné unixové historii. Tomu bohužel odpovídá i značně nemoderní design 136

a poněkud složitější konfigurace. V minulosti byl Sendmail proslulý svými četnými bezpečnostními problémy, nicméně v poslední době, zdá se, už je v tohle směru situace lepší. Přesto existují i alternativní MTA, ze kterých nejvíce vyčnívá silná trojka programů qmail, Exim a Postfix. Poté, co MTA převezme od MUA zprávu, doplní její hlavičku o další údaje. Potom se zaměří na doménovou část adresy příjemce (napravo od zavináče) a pomocí DNS zjistí, který počítač je zodpovědný za přijímání pošty pro danou doménu. Jakmile se tak stane, otevře s tímto počítačem spojení a prostřednictvím protokolu SMTP mu zprávu přenese. Každá doména může mít určeno hned několik počítačů přijímajících poštovní zprávy. V systému DNS jsou seřazeny podle své priority. Pokud se nepodaří spojení s hlavním mailserverem, je osloven některý z náhradních, přičemž v takovém případě přebírá odpovědnost za doručení on. Pokud se nepodaří spojení s žádným autoritativním počítačem, může být odeslání zprávy odloženo a později stornováno s vygenerováním chybové zprávy odesílateli nebo správci poštovního serveru. Přijímající MTA zkontroluje jmennou část adresy (nalevo od zavináče) a doručí zprávu do schránky s tímto jménem. Tradičním místem pro ukládání mailboxů bývá adresář /var/spool/mail, nicméně v posledním době se z různých důvodů můžeme setkat i s jinými typy mailboxů, a to mbox (doručení do domovského adresáře uživatele) a nejnověji také maildir (ukládá každou zprávu do samostatného souboru v rámci adresáře Maildir). Právě maildir je považován za nejdokonalejší formát, nicméně ne všechny MUA/MTA programy s ním umějí pracovat. Pro úplnost dodejme, že mezi MTA a poštovní schránkou uživatele může působit také MDA (Mail Delivery Agent). MDA prozkoumá zprávu a aplikuje na ni celou řadu předem definovaných filtrů. Tak lze docílit například doručení do různých mailboxů, automatické odpovědi odesílateli, odfiltrování nežádoucích dopisů, přesměrování mailu na mobil, aj. To vše přímo na serveru bez aktivního zásahu adresáta. Nejznámějším MDA programem je procmail. Jen co dojde k doručení zprávy do mailboxu, může si ji adresát přečíst. Buď k tomu použije MUA, který běží přímo na serveru (pokud na něm má účet), nebo si ji stáhne na svůj osobní počítač. K tomu jsou navrženy například protokoly POP nebo novější IMAP. Protokol POP3 je vlastně jednosměrným komunikačním kanálem, kterým jsou k uživateli, po předchozí autentizaci, dopraveny všechny zprávy nacházející se v jeho mailboxu. Protokol IMAP je dokonalejší obdobou POP. Základní rozdíl je ten, že veškeré zprávy zůstávají uloženy na serveru. Uživatel může zprávy třídit, prohledávat a mazat bez toho, aby musel celý obsah mailboxu přenášet na svůj počítač. Může si třeba přečíst jen tělo mailu bez nutnosti stahovat přes síť i všechny objemné MIME přílohy. Novější revize IMAPu umějí synchronizovat uživatelův lokální mailbox s poštou na vzdáleném serveru. Největší předností IMAPu oproti POP je, že uživatel může ke své poště přistupovat z více různých míst a všude bude mít k dispozici stejné zprávy. POP3 server může, ale nemusí být součástí MTA serveru, stejně jako POP3 klient může, ale nemusí být částí MUA. Nejpoužívanější samostatný POP/IMAP klient je fetchmail. Ze serverů můžeme zmínit vpopmail, ipop3d nebo Courier-IMAP. Méně zkušení uživatelé obvykle používají kombinované MUA, kde jsou doručené zprávy uloženy v interních strukturách toho kterého programu. Typickým kombinovaným klientem je třeba Netscape Messenger . Zkušenější uživatelé naproti tomu volí externí POP3 klienty, kteří jim zprávy doručí do klasického mailboxu. Díky tomu mohou své zprávy číst více MUA, třídit je rafinovanými filtry apod. Celý proces přenášení pošty je v principu nezabezpečený. Potencionální útočník může zprávu v kterémkoliv okamžiku zachytit a přečíst (veškerá komunikace probíhá v otevřeném textu), proto se objevují metody, jak zprávu na její cestě zašifrovat. Přenos POP3 a IMAP je možné otevřít po šifrovaném kanálu (POP3 over SSL). Někteří uživatelé si přesměrovávají POP3 port přes SSH. Stejně tak i SMTP transport můžeme provést přes SSL/TSL spojení. POP3 autentizaci lze nahradit autentizací APOP. Všechny tyto metody jsou však jen částečným řešením a vyžadují podporu jak na straně klienta, tak i MTA. Univerzální metodou ochránění zprávy před odposlechnutím tak zůstává pouze její šifrování asymetrickou šifrou. 137

Nejpoužívanějším řešením tohoto druhu je PGP resp. jeho Opensource varianta GnuPG. Poštovní programy Poštovní programy se dělí na Mail User Agenty, Mail Transfer Agenty, popř. Mail Delivery Agenty (viz. Princip elektronické pošty), přičemž dnešní poštovní programy zastávají každou z těchto funkcí. E-mailovou adresu (poštovní účet) většinou získáme od poskytovatele připojení k Internetu, můžeme si také založit freemailový účet, který dnes nabízí velké množství firem i na českém Internetu. Služba je úplně zdarma. Freemailový účet má několik výhod: Můžeme si takových schránek založit libovolné množství. Funguje to tak, že z libovolného počítače, který je připojen na Internet, vstoupíme na web, kde je tato služba nabízena, a zaregistrujeme se (tj. vyplníme údaje ve formuláři včetně uživatelského jména a hesla, které budeme pak stále používat). Poštu si můžeme přečíst na kterémkoli počítači na světě. Tento předpoklad určitě ocení ti, kdo hodně cestují. Je tu samozřejmě i jedna nevýhoda: freemailová korespondence je méně bezpečná (jsou případy, kdy se pošta nedoručí; taky je jednodušší vloupání do schránky). Mezi nejznámější freemailové poskytovatele patří: • www.post.cz • www.email.cz • mujmail.atlas.cz • www.centrum.cz • www.hotmail.cz • http://www.kgb.cz/ • email.seznam.cz • http://www.oceany.cz • http://www.misto.cz/ Poštovní účet je možné spravovat pomocí WWW klientů přímo na webu, daleko praktičtější je však použít některý ze specializovaných poštovních programů, které zvládají obsluhu mnoha poštovních účtů najednou, poštu stačí pouze stáhnout a pak s ní pracovat off-line. Skutečně historickým poštovním programem je Sendmail vytvořený roku 1982 v prostředí UNIXu. Nejedná se pouze o program pro dopravu pošty (MTA), ale přímo mail gateway, která umožňuje propojení různých sítí a poštovních systémů. Podporuje různé formáty adres adresy se přepisují, aby vyhovovaly jednotlivým transportním mechanismům. Dnes je tento program značně zastaralý a jeho konfigurace je zbytečně složitá. Novější klientské programy umožňují i práci s elektronickým podpisem. Využívají POP/IMAP/HTTP poštovních účtů, spravují více účtů zároveň, často obsahují filtry, podporují html formát zpráv, zprávy mohou kódovat (kódování MIME, Base64, Uuencode, BinHex (/MAC)), umožňují import a export adresáře kontaktů, popř. spravují i více uživatelských profilů na jednom počítači. Užitečnou funkcí je blokování a filtrace správ, což napomáhá v boji proti tzv. spammingu, hromadnému rozesílání nevyžádaných zpráv prostřednictvím elektronické pošty (s e-poštou souvisí také určitá poštovní etika). Mezi nejpoužívanější poštovní programy patří Pegasus Mail 4.01, Outlook Express 6.0, Microsoft Outlook, Eudora 5.1, Netscape Messenger, WinPMail, Mail v Unixu, Pine v Unixu. Outlook Express Outlook Express je zadarmo, můžete ho získat na internetu nebo s distribucí IE. Umožňuje evidenci pošty více uživatelů (přepínání identit), spravuje více účtů zároveň (Nástroje -> Účty), obsahuje adresář kontaktů, kontakty umožňuje exportovat a zpětně importovat, obsahuje rozsáhlé možnosti nastavení, filtraci a blokování pošty … Nepodporuje však širší možnosti zabezpečení, i přes použití hesla si mohou ostatní uživatelé programu prohlížet cizí poštu. Skládá se ze tří částí: vlevo jsou pod sebou jednotlivé názvy složek, kam se všechny dopisy ukládají. Podle toho, která složka je právě otevřená, lze vpravo číst její obsah. V horní části je jejich seznam. Maily se dají třídit podle data doručení, podle abecedy. V dolní části je text, který je zrovna otevřený. Pomocí POP3 protokolu je možné stáhnout poštu z internetu a tu si pak off-line prohlížet.

138

WWW (World Wide Web) Historie vývoje systému WWW Projekt WWW byl zahájen v roce 1989 ve výzkumných laboratořích CERN v Ženevě ve Švýcarsku. Cílem projektu bylo navrhnout mechanismus sdílení a zveřejňování informací týkajících se řešených výzkumných projektů. První prototyp prohlížeče a editoru dokumentů vyvinul Tim Berners-Lee v prostředí systému NextStep. První veřejně dostupná verze prohlížeče podporovala pouze řádkový režim prohlížení dokumentů a byla uvolněna v roce 1992 (Line Mode). K prohlížení stránek sloužil prezentační systém GOPHER. Počátkem roku 1993 již pracovalo asi 50 serverů po celém světě. V polovině roku byl dokončen první grafický prohlížeč dokumentů - NCSA Mosaic pro prostředí X-Window, jehož autorem byl Marc Andressen pracující v NCSA (National Center for Supercomputing Applications). Ve srovnání s prohlížečem v prostředí NextStep byl sice funkčně omezenější, ale podporoval barevné obrázky a byl volně šiřitelný. Od té doby začíná prudce růst počet instalací prohlížečů a serverů WWW. V březnu 1994 byla uspořádána první mezinárodní konference věnovaná pouze systému WWW ve středisku CERN. Koncem roku 1994 přestává být CERN centrem vývoje WWW a předává vývoj do francouzského institutu INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique). V září 1994 byla založena nekomerční organizace World Wide Web Consortium, která má za cíl další vývoj a standardizaci systému WWW. Je financována komerčními firmami, ale poskytuje výsledky svého vývoje zdarma veřejnosti. Hlavní týmy koordinátorů jsou soustředěny v MIT LCS (Laboratory of Computer Science) a INRIA. Počátkem roku 1995 začíná obrovský boom systému WWW, své servery si instalují přední počítačové firmy a další komerční organizace, objevují se nové prohlížeče a první knihy o systému WWW. Informace o systému WWW se začínají objevovat v populárních časopisech a motivují uživatele počítačů k připojení na síť Internet. Snadné ovládání prohlížečů přitahuje uživatele, kteří dříve nenacházeli vhodné nástroje pro hledání a zobrazování informací v počítačových sítích. Množství dostupných informací roste závratným tempem. Úspěch WWW také do jisté míry podnítil rozvoj firem poskytujících komerční připojení na síť Internet a projekty zvýšení přenosových kapacit počítačových sítí. Vlastnosti WWW Systém WWW byl původně vytvořen pro přenos textových dokumentů. Dnes podporuje i multimediální data. Pro komunikaci klient-server používá WWW protokol HTTP, port 80. Adresování dokumentů používá jednotného formátu URL. URL (Uniform Resource Locater) je způsob adresování zdrojů (dokumentů, služeb, informací) na Internetu, bylo specifikováno v RTF v roce 1994. Definuje různé formáty adres používaných na internetu. Úplný tvar URL adresy je následující: protokol:// [jméno[:heslo]@]adresa[:port][cesta] (např.: ftp://ftp.webzdarma.cz/, http://www.fee.vutbr.cz/UIVT, gopher:// < host > : < port > / < gopher-path >, mailto:[email protected]?subject = PSI, news://news.fee.vutbr.cz/vutbr.fei.courses.psi, telnet://matousp:fest.stud.fee.vutbr.cz, imap://[email protected]/users.*;type = list, nfs://server/a/b, file://ftp.vse.cz/pub/README, ldap://hostport/dn?attributes?scope?filter?extensions …). Existují URL absolutní a relativní. Dokumenty (WWW stránky) jsou psány jazykem HTML, který je typem jazyka SGML, mohou používat i dynamické skriptovací jazyky.

HTML (Hypertext Markup Language) Stručná historie HTML Celé HTML stojí na hypertextech (hypertextové odkazy), bez kterých by jistě nebylo tak 139

úspěšné. Jejich vývoj začal už ve 40. letech 20. stol., kdy Vannevar Bush představil hypertextový systém Memex. V dalších letech ho následovali Douglas Engelbart (1963), Ted Nelson, věnující celý svůj život globálnímu hypertextovému systému - Xanadě a Bill Atkinson známý populárním HyperCardem (1987), který byl později překonán systémem NoteCard (1985). První neoficiální verzi HTML vyvinuli Tim Berners-Lee a Robert Caillau v roce 1989. Oba pracovali v CERNu (Central Européene de Rechere Nucléaire). Tuto neoficiální verzi spojili s jednoduchým protokolem HTTP (HyperText Transfer Protocol). Prvním grafickým prohlížečem byl Mosaic vyrobený v NCSA (National Centre for Supercomputer Applications). Ten umožnil další rozvoj Webu a s ním i HTML. Před první oficiální verzí HTML přišlo na svět ještě několik dalších verzí, první v roce 1992, další HTML+ v roce 1994 a poslední HTML 3.0. Oficiální HTML jazyk vznikl v první verzi v roce 1996. Nejdříve to bylo HTML 2.0 a poté HTML 3.2, které se používalo několik let. Předposlední verzi schválilo W3C (World Wide Web Consortium) 18.12.1997 a označuje se jako HTML 4.0. Jelikož i tato verze obsahovala mnoho nedostatků, tak 24.12.1999 W3C uvolnilo opravnou verzi HTML 4.01. Ta se stala zatím poslední verzí HTML. Tato verze vyčerpala mnohé možnosti, které nám programování webu nabízí. Vývoj jazyků postavených na HTML však jistě nekončí. Už dnes se do světa Webu dostává nový jazyk XHTML (Extensive HyperText Markup Language) a další, složitější - XML (Extensive Markup Language). XHTML má být takovým přechodem mezi velice jednoduchým a hodně volným HTML a složitějším, striktním XML. Takže dnes mají webmasteři velký výběr v programovacích jazycích, na HTML a XHTML navázaly další samostatné dynamické jazyky jako XML, ASP, PHP ad.

HTML editory Html editory nacházejí rozsáhlé uplatnění při tvorbě webových stránek, jelikož nám umožňují tvořit www stránky bez větší znalosti HTML jazyka. Často obsahují i implementaci dalších dynamických programovacích jazyků a JavaScriptu, můžeme využívat předem vytvořených efektů a v případě WYSIS editorů bývá syntaxe používaných jazyků zvýrazněna, a tím podstatně zpřehledněna pro programátory. Rozlišujeme dva typy editorů. V prvním tvoříme stránku, jako kdybychom ji zpracovávali ve Wordu nebo v jiném podobném textovém editoru, a stále tak vidíme výsledný vzhled stránky (tzv. WYSIWYG editory - What You See Is What You Get). Editor si potom stránku sám přeloží do HTML jazyka. Všechny slušné wysiwyg editory dnes nabízejí také možnost přímé úpravy kódu, akorát jej potom zkontrolují. K velké zlosti mnohých ten kód při ukládání i trochu mění, ale to už je prostě daň. V druhém případě píšeme stránku přímo v HTML jazyku, příkazy HTML můžeme vkládat pomocí různých nástrojů a odkazů specifických pro každý editor (tzv. WYSIS editory - What You See Is Source, strukturní editory). Ač jsou poněkud těžkopádné, ten, kdo umí HTML, s nimi dokáže opravdová kouzla. Dále můžeme editory posuzovat podle toho jestli používají interní nebo externí prohlížeč a jestli je to prohlížeč přímo pro dané prostředí jako jsou například Netscape Communicator nebo Internet Explorer. V případě nouze můžeme k editaci zdrojového kódu použít i Notepad ve Windows (nebo jakýkoliv jiný textový editor), u kterého máme nad zdrojem úplnou kontrolu, ale veškerou editaci musíme provádět ručně bez jakýchkoliv podpůrných prostředků. Navíc budeme muset oželet zvýrazňování jazykové syntaxe. K vytváření stránek se dá použít i Word, ten však vytváří strojový kód tak zmateným způsobem, že výsledný zdroj není ani přehledný a ani nepřidá na rychlosti zobrazení stránky. Takový kód je vhodné zjednodušit nějakými podpůrnými programy. 140

Mezi nejznámější HTML editory patří HomeSite (producent: Allaire), FrontPage 98/2000 (Microsoft), Namo Web editor, HotDog (Sausage Software), CoffeeCup HTML Editor ++ (CoffeeCup Software), PageMill, GoldenHtmlEditor, Homepage Wizard 1.0, Macromedia Dreamweaver 3, Adobe Go Live, zdarma můžeme získat editory WebGen (od Software 602), Netscape Composer (je součástí prohlížeče Netscape Navigator/Communicator) a FrontPage Express (dodávaný s distribucí Internet Exploreru). Dalšími freeware editory jsou HTML editor 2.9a Cze, Arachnophilia , 1st Page 2000 (výborný freewarový editor).

Internetové prohlížeče Rozdělení prohlížečů: • Textové/grafické • On-line prohlížeče - prohlížení stránek přímo na internetu, popř. jejich stažení a uložení. • Off-line prohlížeče - umožňují prohlížet kompletní stažené stránky off-line, obsahují i vlastní stahovače - umožňují stahování více souborů zároveň, často i navázat přerušené stahování a podporují mnoho internetových formátů (Macromedia Flash, Java skripty). Mohou stahovat celé stránky, nebo jen určité adresáře, objevuje se i možnost filtrování a mnoho dalších funkcí. Některé off-line prohlížeče jsou postavené na svých on-line protějšcích a vyžadují jejich instalaci. Mezi off-line prohlížeče patří např. SuperBot 2.6, WebCopier 2.8a ad. Nejpoužívanějším on-line prohlížečem je Internet Explorer (6.0) od Microsoftu, další prohlížeče: Netscape Navigator/Communicator, Mozilla, Opera, BroadScape 1.019 , Cipher Net 1.1, NetQuest 2.3.9 Public 04. Prvním grafickým, dnes už málo používaným prohlížečem, byl Mosaic. Některé sharewarové prohlížeče: 1TabView 1.0, BINGOOO 1.0.7 , NetCaptor 7.0 Beta 4 , PQBrowser 2.0.4 , Smart Explorer 6.0 … Prohlížeče pro UNIX: V UNIXu se mohou většinou použít prohlížeče stejné jako ve Windows, existují i prohlížeče speciálně pouze pro UNIX: Arena - experimentální klient. Je k dispozici jen pro X-Window System (Unix). Lynx - patří do nepříliš početné rodiny klientů, pracujících v textovém režimu. Lynx je implementován pro operační systémy Unix a MS-DOS. Webový prohlížeč má i řadu dalších užitečných funkcí než jen zobrazování webových stránek. Například pomocí tlačítka Favorites/Oblíbené lze uložit adresu stránky, která nám připadá zajímavá, a postupně si tak vytvořit celý adresář, aniž bychom si museli tyto údaje poznamenávat někam jinam. Pomocí příkazu Save as/Uložit jako se zase právě otevřená stránka uloží do paměti našeho počítače - počínaje od MS Internet Explorer 5.0 včetně veškeré grafiky. Společně s internetovým prohlížečem mohou být dodávány i další programy pro práci v síti, multimediální programy nebo HTML editory. Více viz. Způsoby práce s internetem.

Skriptovací jazyky Scripty se dají rozdělit na dvě hlavní skupiny. První skupinou jsou skripty běžící na straně 141

klienta. Tyto skripty nepotřebují ke svému běhu žádnou zpětnou vazbu na server a pracují pouze na vašem počítači, tímto jsou vlastně o něco jednodušší. Jsou to dva neznámější jazyky JavaScript a VBScript. Více se ale setkávám s JavaScriptem. I já osobně mu dávám přednost. Pokud vás zaráží, že se někde setkáte s JScriptem a někde s JavaScriptem, mám pro vás jednoduché vysvětlení. JScript je "microsofťácká" verze JavaScriptu (ten je od firmy Netscape) implementovaná do MSIE. Druhou skupinou jsou skripty komunikující se serverem. Dnes hojně používané na velké většině internetových stránek. Mají mnohem větší možnosti než scripty běžící jen na straně klienta. Ke svému fungování ale potřebují větší možnosti působení na serveru, což webhostingové služby (hlavně a většinou ty zadarmo) často nedovolují (i když dnes se už objevují i freehostingové servery s podporou PHP a MySQL). Provozování skriptů na serveru je zajisté technicky náročnější. Dnes je asi nejznámější ASP (Active Server Pages) a PHP (Personal Home Pages). ASP je produktem firmy Microsoft, takže také pracuje pouze na platformě MS Windows. Zatímco PHP funguje na mnoha různých platformách. Dalšími jsou ještě např. CGI (Common Gateway Interface), který už dnes ale pomalu zastarává. Scripty dodávají stránkám možnost komunikovat s uživatelem a tím představují velice výkonný nástroj. Pomocí skriptů se dá udělat mnoho věcí, něco málo (spíše nic) z nich zvládá i HTML. Skripty běžící na straně klienta mají jednu nespornou výhodu. Nepotřebují ke svému běhu žádný speciální program. Pro jejich tvorbu i editaci vám stačí pouhý textový editor (např. Poznámkový blok), takže není problém je kdekoli rozběhat. Oproti HTML mají také mnohem více možností, ne však tolik jako skripty běžící na straně serveru. Používají se spíše pro tvorbu technicky propracovanějších stránek, pro práci s daty jen omezeně. Jejich hlavním problémem je, že neuchovávají žádné informace a tak se po přejití na jinou stránku vše ztratí. Skripty běžící na serveru toto zvládají, potřebují k tomu ale nějaký ten software. Abych byl konkrétnější pro své fungování potřebují nainstalovaný server (např. PWS, IIS nebo Apache) a PHP vyžaduje také instalaci samotného jazyka (volně stáhnutelná na internetu). Nevýhodou všech skriptů je, že oproti HTML jsou již složité. No prostě jsou to programovací jazyky. To se však za nevýhodu považovat nedá.

PHP Historie PHP Jazyk PHP vytvořil v roce 1994 Rasmus Lerdorf, když si naprogramoval v Perlu jednoduché počítadlo přístupů na jeho stránky. Aby spouštění Perlu tolik nezatěžovalo server, přepsal ho do jazyka C. Tento systém se brzy stal populárním, a proto ho autor rozšířil a uvolnil pod názvem Personal Home Page Tools, později Personal Home Page Construction Kit. No a když Lerdorf systém rozšířil i o možnost začleňování SQL příkazů do stránek, práci s formuláři a zobrazování výsledků dotazů SQL, získal systém název PHP/FI 2.0 (Professional Home Page/Form Interpreter verze 2.0). Pod tímto názvem byl už jako jednoduchý programovací jazyk šířen do celého světa. Verze 2.0 však pracovala jen na svém domovském operačním systému, kterým je LINUX (UNIX). Proto bylo vytvořeno PHP 3.0, které již pracuje i na 32bitových Windows a na operačním systému MACINTOSHE. S verzí 3.0 se upustilo od významu zkratky PHP a systém se dále označuje jako hypertextový preprocesor. Poslední uvolněnou verzí je PHP 4.0, která je šířena pod názvem ZEND. Udává se, že tato verze je 8 10 x rychlejší než verze předešlá.

142