Digitální technologie představují širokou škálu elektronických zařízení a systémů, pomocí kterých můžeme komunikovat a zpracovávat informace. Tato sekce nabízí přehled hlavních principů digitálních technologií rozdělený do několika oblastí:

Aby technologie byly v našem životě přínosné, musíme nejen rozumět jejich principům, ale také se správně používat. Tomu se věnuje sekce použití technologií.

Hardware zahrnuje všechny fyzické součásti počítačů, jako jsou procesor, paměť, monitor nebo klávesnice. Hardware tedy představuje prvky počítače, na které si můžeme „sáhnout“. Oproti tomu software je nehmotný, označuje instrukce, které řídí hardware a umožňují uživatelům provádět různé úkoly. Hardwarové a softwarové součásti spolu spolupracují. Abychom mohli počítače používat, potřebujeme oboje.

Dílčí podtémata týkající se hardwaru jsou:

  • Typy počítačů: Existuje řada různých typů počítačů a každý se hodí k jinému účelu.
  • Historie počítačů: Povědomí o tom, jak počítače vyvíjely, nám může pomoct lépe pochopit současné počítače a představit si, jaké by mohly být v budoucnosti.
  • Vstupní a výstupní zařízení: Pomocí těchto zařízení s počítači komunikujeme, patří mezi ně klávesnice, myš, monitor, tiskárna nebo reproduktory.
  • Procesor a architektura: Procesor je nejdůležitější součást počítače řídící ostatní hardwarové součásti.
  • Paměť: Stejně jako lidé i počítače ukládají informace do paměti, počítačových pamětí však existuje více druhů a každá se hodí k něčemu jinému.

Další hardwarové součástky se používají v počítačových sítích.

Počítače se ve světě vyskytují v mnoha formách.

V domácnostech a počítačích se často setkáme s PC (personal computer, osobní počítač). Nepřenosnému PC se říká stolní počítač, někdy také desktop. Stolní počítač se obvykle skládá z počítačové skříně, ke které připojujeme příslušenství jako monitor, klávesnici, reproduktory apod. Počítačová skříň, která se staví na výšku a často pod stůl, se nazývá tower. Existují i kompaktnější verze stolních počítačů — například all-in-one PC, kde je všechen hardware vestavěný přímo v monitoru.

Přenosnému osobnímu počítači se říká notebook. Ten má všechen hardware i příslušenství vestavěné přímo do svého těla. Přenosné počítače mívají navíc akumulátor (baterii), abychom je mohli používat, i když nejsou připojené do elektrické sítě. Smartphony (chytré telefony) a tablety jsou také přenosné počítače. Mívají dotykovou obrazovku a jsou poměrně malé. Ještě menší než smartphony jsou chytré hodinky (smartwatch), které si můžeme připnout na zápěstí a například propojit s chytrým telefonem pro pohodlnější ovládání.

Mainframe je velký a velmi výkonný počítač, který často používají firmy pro výpočetně náročné operace. Superpočítače jsou mnohonásobně výkonnější než osobní počítače i mainframy, mohou zabírat celé haly a většinou provádějí náročné vědecké výpočty. Server je počítač, který je připojený k počítačové síti (obvykle k internetu) a poskytuje služby jiným počítačům, které si je vyžádají. Například může zobrazovat webové stránky nebo poskytovat internetové úložiště.

Mnoho zařízení je dnes také ovládáno počítači. Těmto počítačům se říká vestavěné systémy a obvykle jsou zkonstruované přímo pro ovládání daného zařízení a vestavěné uvnitř. Nachází se například v moderních autech, letadlech, chytrých spotřebičích apod. Na výrobních linkách se používají CNC stroje (computer numerical control), které řídí počítač podle nějakého počítačového programu. Pomáhají zautomatizovat, a tedy zefektivnit výrobu.

V dávné historii si lidé ulehčovali počítání například s kuličkovými počítadly (abakus) nebo logaritmickými pravítky. První programovatelný stroj navrhl Charles Babbage v 19. století.

Za druhé světové války byl počítač použit k rozluštění německé šifry Enigma. Na tom se podílel i Alan Turing, který později vymyslel teoretický model počítače. Prakticky využívanou architekturu počítače (po svém autorovi nazývanou von Neumannova), která je používaná dodnes, navrhl John von Neumann.

Vývoj počítačů se často rozděluje do tzv. generací — vývojových fází, které se odlišují součástkami, ze kterých byly počítače složené, jejich rychlostí i použitím.

V 1. generaci velkou část funkčnosti počítače zajišťovaly elektronky. V té době byly počítače pomalé a poruchové, zabíraly velký prostor (typicky celé místnosti) a pro svůj běh vyžadovaly značné množství energie. Nejznámějším zástupcem této generace je počítač ENIAC, který byl postaven ve 40. letech 20. stol. v USA. Na světě bylo tehdy jen velmi málo počítačů, proto se používaly převážně pro náročné matematické výpočty pro armádu nebo pro výzkum. Informace jim byly předávány na děrných štítcíchděrných páskách.

Ve 2. generaci se objevily tranzistory, polovodičové součástky, které v počítačích nahradily elektronky a umožnily tak zvýšení spolehlivosti a rychlosti, zatímco snížily poruchovost. V 60. letech 20. stol. se začaly objevovat sálové počítače, které používaly například firmy pro vedení účetnictví nebo pro matematické výpočty.

Ve 3. generaci se díky integrovaným obvodům začaly počítače zmenšovat a zvyšovat svůj výkon. Integrovaný obvod sdružuje dohromady mnoho tranzistorů. Počítače se běžně nacházely ve výpočetních střediscích, kde bylo možné pronajmout si počítačový čas.

Ve 4. generaci vznikly mikroprocesory, procesory tvořené jediným integrovaným obvodem, které umožnily počítače ještě více zmenšit. Objevily se osobní počítačegrafickým rozhraním a počítače se tak mohly rozšířit i do domácností. Počátky internetu sice sahají až do 50. let 20. století, koncem 80. let 20. století se k němu však připojovalo více a více počítačů a vznikaly první webové stránky. (Nejen) díky internetu a pokračujícímu zmenšování cen i velikostí počítačů se počítače více a více objevovaly v běžném životě. Možnosti jejich využití se rozšířily z čistě matematických výpočtů až do širokého spektra, které známe dnes.

Hardware jsou hmotné (fyzické) součásti počítače. Z hardwaru sestávají jak stolní počítače, tak notebooky, smartphony aj. K fungování počítače je nutná spolupráce hardwaru a softwaru (např. operačního systému, aplikací).

Procesor

Procesor (CPU = central processing unit) je základní součástí počítače, která provádí výpočty a logické operace. Současné procesory bývají typicky vícejádrové, více čipů (fyzických jader) může zpracovávat více procesů současně. Významnou vlastností procesoru je taktovací frekvence. Souvisí s jeho výkonem (rychlostí), udává se v GHz (gigahertzech, 1 GHz = 1000 MHz).

Operační paměť

Operační paměť (RAM = random access memory) slouží k dočasnému ukládání dat, s nimiž počítač momentálně pracuje (data operačního systému a aplikací). Po vypnutí počítače se její obsah vymaže. Kapacita paměti se běžně udává v gigabajtech (GB, 1 GB = 1000 MB).

Úložiště

Úložiště slouží k dlouhodobému ukládání dat (např. fotografií, videí, dokumentů, operačního systému, aplikací…). Jeho kapacita se udává v GB. Kapacita úložiště je typicky větší než kapacita operační paměti.

Na polovodičích je založena tzv. flash paměť. Tu využívá např. SSD (solid state drive, polovodičový disk), eMMC v mobilních zařízeních či paměťové karty (např. SD).

HDD (hard disk drive, pevný disk) využívá kovové plotny, na které se ukládají data na principu magnetizmu. Obsahuje pohyblivé části, je pomalejší než SSD. Někdy se využívá ve stolních počítačích, z hlediska ceny za určitou kapacitu je výhodnější než SSD.

Zdroj, základní deska

Elektrické napětí potřebné pro provoz počítače poskytuje zdroj. U mobilních zařízení je přítomen akumulátor, který lze opakovaně nabíjet. Základní deska propojuje všechny součásti počítače.

Vstupní a výstupní zařízení

Vstupní zařízení zajišťují vstup dat od uživatele do počítače. Patří mezi ně např. myš (data o pohybu), klávesnice (data o stisknutých klávesách), skener (obraz) či mikrofon (zvuk).

Výstupní zařízení mají na starost výstup data z počítače k uživateli. Mezi výstupní zařízení náleží např. displej, tiskárna (výstupem je obraz), reproduktory (výstupem je zvuk) nebo vibrační jednotka telefonu.

Vstupní a výstupní zařízení mohou být kombinovaná: např. tiskárna (výstupní) se skenerem (vstupní) či dotykový displej (výstupem je obraz, vstupem jsou dotyky). Zařízení „zvnějšku“ připojovaná k počítači se označují jako periferie.

Komunikační rozhraní a porty

Široce využívaným komunikačním rozhraním je USB (universal serial bus). Může přenášet různé typy dat, lze jím např. i nabíjet mobilní zařízení. USB využívá hlavně koncovky USB-A a USB-C (to lze zapojovat libovolnou stranou).

K přenosu obrazu a zvuku (tedy typicky připojení displejů, projektorů) slouží porty HDMI či DisplayPort.

Tipy k procvičování

Tato kapitola poskytuje přehled nejzákladnějších informací spojených s hardwarem. Procvičování a informace zaměřené více „do šířky“ najdete v podkapitolách:

Vstupní a výstupní zařízení

Přejít ke cvičením na toto téma »

Vstupní zařízení je hardware, pomocí kterého počítač přijímá data. Výstupní zařízení je hardware, do kterého počítač zapisuje či zobrazuje data.

Příklady vstupních zařízení

  • klávesnice
  • myš
  • joystick
  • touchpad
  • scanner
  • kamera
  • mikrofon
  • dotykový displej
  • akcelerometr
  • GPS

Příklady výstupních zařízení

  • monitor
  • dataprojektor
  • reproduktor
  • sluchátka
  • tiskárna
  • plotter

Typy tiskáren

Jehličková tiskárna k tisku používá tiskovou hlavu s malými jehličkami, které přes barvicí pásku otiskuje na papír. Je levná na pořízení i na provoz, ale tiskne pomalu a nekvalitně. Využívá se například pro označování jízdenek v hromadné dopravě.

Inkoustová tiskárna tiskne pomocí vystřelování miniaturních inkoustových kapek na papír. Její pořizovací cena je nízká a tiskne kvalitně, i když ne příliš rychle. Inkoustové náplně, nazývané cartridge, jsou však poměrně drahé, takže provoz tiskárny může být nákladnější. Často se používá v domácnostech nebo v menších kancelářích.

Laserová tiskárna kreslí obraz laserem na světlocitlivý válec. Na něj se poté nanese barva, která zůstane pouze na laserem ozářených místech, a válec se následně otiskne na papír. Je drahá na koupi, ale provoz na rozdíl od inkoustové tiskárny nákladný není. Tiskne velmi rychle a kvalitně, proto je dobře využitelná na místech, kde se tisknou velké objemy stránek – například v kancelářích. Barva používaná v laserových tiskárnách se nazývá toner.

Komunikační rozhraní (porty)

Vstupní a výstupní zařízení lze k počítači připojit přes komunikační rozhraní, kterým se také říká porty. Často se setkáme s následujícími typy:

  • USB je nyní pravděpodobně nejčastěji používané komunikační rozhraní. Je velmi univerzální, je možné přes něj připojit například klávesnici, myš, tiskárnu, fotoaparát nebo paměťové zařízení.
  • PS/2 se v minulosti používal k připojení klávesnice a myši, ale nyní je již téměř nahrazen USB.
  • HDMI umí přenášet digitální obrazový a zvukový signál. Připojuje se přes něj monitor, televize, nebo jiné obrazové zařízení.
  • VGA také přenáší obraz, ale na rozdíl od HDMI analogově. V současnosti se už příliš nepoužívá.

Důležité součásti počítačové architektury jsou:

CPU (central processing unit) –⁠ centrální procesorová jednotka. Nazývá se také procesor. Umí zpracovávat základní strojové instrukce, ze kterých lze složit veškerou funkčnost, kterou potřebují počítačové programy k fungování. V podstatě se tak stará o celkový chod počítače. Součásti procesoru jsou aritmeticko-logická jednotka, řadič a registry. Rychlost procesoru určuje mimo jiné taktovací frekvence, která udává, kolik operací procesor udělá za sekundu. Frekvence se udává v jednotkách GHz (gigahertz). V současnosti je zrychlování CPU složité, takže se většího výkonu dosahuje použitím více procesorových jader v jednom pouzdře. Tyto procesory se nazývají vícejádrové a jsou efektivní, protože dokáží zpracovávat více procesů najednou - paralelně.

GPU (graphics processing unit) –⁠ grafický procesor. Grafický procesor je součást grafické karty. Ta přijímá data o tom, co je potřeba zobrazit na monitoru, a převádí je na obrazový výstup pro monitor. Grafický procesor provádí rychlé výpočty, které jsou pro převod dat na obraz potřeba. Grafická karta může být integrovaná nebo dedikovaná. Integrovaná karta je typicky vestavěná součást CPU, je to méně výkonná, ale levnější možnost. Dedikovaná karta se často dodává odděleně, je dražší, ale výkonnější – je potřeba například pro moderní počítačové hry se složitou grafikou.

ALU (arithmetic logic unit) –⁠ aritmeticko-logická jednotka. Je to součást procesoru, která provádí aritmetické a logické operace.

Registry jsou velmi malá a velmi rychlá paměťová úložiště v procesoru. Procesor si v nich udržuje data, která právě zpracovává.

Sběrnice zajišťuje přenos dat. Sběrnic je mnoho typů. Můžou přenášet data jak uvnitř počítače (např. do grafické karty), tak mezi zařízeními (např. USB je také typ sběrnice).

Cache je velmi rychlá, ale poměrně malá paměť, která pomáhá zrychlovat běh počítače. Protože procesor je velmi rychlý v porovnání s pamětí, pokaždé, když si potřebuje načíst nějaká data z paměti, musí dlouho čekat. Aby se chod počítače tolik nezpomaloval, procesor si do cache ukládá často používaná data, která odtud může načíst rychleji. Cache je rychlejší než operační paměť, ale přesto nestačí na procesor a registry, takže k nějakému zpomalení stále dochází.

Síťová karta zprostředkovává komunikaci počítače s počítačovou sítí – např. s internetem.

Zvuková karta zajišťuje vstup a výstup zvukových dat z a do počítače.

Procesor při své práci komunikuje s různými typy paměti.

Stejně jako lidská paměť i ta počítačová slouží k uchování informací. Pro různé účely se používají různé typy pamětí, které můžeme označovat podle účelu nebo technologie.

Dlouhodobá paměť slouží k dlouhodobému uložení dat – například fotografií, filmů, nebo zdrojových kódů počítačových programů. Je to to úložiště, ke kterému máme přístup v Průzkumníku souborů. Data se v ní udrží nezávisle na tom, jestli je připojená k elektřině.

V operační paměti si počítač ukládá data a stavy procesů, se kterými právě pracuje. Je mnohem rychlejší jež dlouhodobá paměť, takže pro urychlení běhu počítače se data z dlouhodobé paměti dočasně nahrávají do operační paměti, když je s nimi potřeba pracovat. Jako uživatelé k ní nemáme přímý přístup, pracuje s ní pouze procesor. Často se realizuje jako paměť typu RAM, takže po odpojení elektrického proudu se z ní všechna data vymažou.

Cache paměť je velmi rychlá, ale poměrně malá paměť, která pomáhá zrychlovat běh počítače. Protože procesor je velmi rychlý v porovnání s operační pamětí, pokaždé, když si potřebuje načíst nějaká data z paměti, musí dlouho čekat. Aby se chod počítače tolik nezpomaloval, procesor si do cache ukládá často používaná data, která odtud může načíst rychleji. Cache je rychlejší než operační paměť, ale na procesor a registry nestačí. Říká se jí také vyrovnávací paměť nebo mezipaměť.

RAM (random access memory) umožňuje rychlý zápis i čtení, a proto se používá jako krátkodobá (například operační) paměť. Její název znamená, že v ní lze přistoupit okamžitě na libovolnou adresu. Ke svému fungování potřebuje elektrický proud, po jeho odpojení všechna data z paměti zmizí.

ROM (read only memory) česky znamená paměť pouze pro čtení, tedy do ní není možné data zapisovat, ale pouze je číst. Používá se jako dlouhodobé úložiště, data v ní zůstanou i po odpojení elektrického proudu.

Flash paměť je podtyp ROM, který ale lze přepisovat – jde do ní tedy na rozdíl od klasické ROM ukládat nová data. Zápis i čtení probíhá pomocí elektrického proudu. V současnosti je to velmi rozšířený typ dlouhodobého úložiště, používá se například v SSD, flash discích nebo paměťových kartách.

HDD (hard disk drive) slouží jako dlouhodobá paměť v počítači, často se nazývá také pevný disk. Data se ukládají na magnetický otočný disk. Oproti SSD, jeho současné konkurenci mezi dlouhodobými úložišti, je levnější a mívá větší kapacitu.

SSD (solid state drive) je další typ dlouhodobého úložiště. Na rozdíl od HDD je tvořený flash pamětí. Díky tomu je odolnější, protože nemá žádné pohyblivé části, a také rychlejší. Přestože jeho poměr ceny a kapacity je horší než u HDD, v současnosti pevný disk díky výše zmíněným výhodám pomalu nahrazuje.

CD a DVD jsou přenosná dlouhodobá úložiště ve tvaru disku. Data se u nich zaznamenávají a čtou opticky, pomocí laseru.

Paměťová karta je malé přenosné dlouhodobé úložiště tvořené flash pamětí. Má několik různých typů, používá se například ve fotoaparátech nebo mobilních telefonech.

Velikost paměti se udává v bajtech (B).

Paměť může být volatilní nebo nevolatilní. Z volatilní paměti všechna data zmizí, když se odpojí od elektrického proudu. Volatilní je cache, RAM a operační paměť (ta se totiž realizuje jako RAM). V nevolatilní paměti všechna data zůstávají nezávisle na připojení k elektrickému zdroji, ale většinou bývá pomalejší než volatilní. Používá se většinou jako dlouhodobé úložiště, její zástupci jsou tedy ROM, flash paměť, HDD a SSD.

Pojem software označuje programy, které počítač provádí. Existuje řada různých typů softwaru, např. kancelářské aplikace, prohlížeče internetu, počítačové hry, grafické nástroje. Pro orientaci v dostupných programech je dobré mít jasno ve vlastnostech softwaru, např. jde o desktopový či mobilní, otevřený či proprietární. Tyto znalosti nám pomohou lépe vybrat software, který se hodí pro naše potřeby.

Programy často pracují se soubory, přičemž existuje celá řada typů souborů. Jejich znalost nám opět pomáhá lépe volit prostředky, se kterými chceme pracovat.

Klíčovým typem softwaru je operační systém, který zajišťuje základní fungování počítače a umožňuje spouštění dalších programů.

Software: typy aplikací, příklady

Přejít ke cvičením na toto téma »

Existuje řada různých typů softwaru, pro každý typ pak máme k dispozici na výběr z více konkurenčních produktů. Mezi výrazné typy softwaru patří následující.

Prohlížeče webových stránek, které umožňují uživatelům prohlížet a interagovat s webovými stránkami. Příklady zahrnují Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge.

Textové procesory umožňují uživatelům psát a editovat textové soubory. Příklady zahrnují Microsoft Word, LibreOffice Writer, Dokumenty Google.

Tabulkové editory umožňují uživatelům vytvářet, editovat a analyzovat tabulky a data v nich uložená. Příklady zahrnují Microsoft Excel, LibreOffice Calc, Tabulky Google.

Grafické editory umožňují uživatelům vytvářet a editovat grafiku a obrázky. Příklady zahrnují Adobe Photoshop, GIMP, Inkscape.

Programovací jazyky umožňují vývojářům vytvářet softwarové aplikace. Příklady zahrnují Python, Java, C++. Pro přípravu programů používají programátoři vývojová prostředí, např. Visual Studio Code, PyCharm, Eclipse. Pro vývoj počítačových her se používají specializované herní enginy, např. Unity, Unreal Engine.

Systémový software umožňuje počítači fungovat správně. Příklady zahrnují operační systémy jako Windows, macOS, Linux. Dále do této kategorie můžeme zařadit například antivirové programy.

Programy provádějící určitou užitečnou činnost se označují jako aplikace. Desktopové aplikace jsou určené pro stolní počítače či notebooky. Mobilní aplikace jsou vyvíjené pro smartphony, jsou uzpůsobené např. dotykovému ovládání. Desktopové i mobilní aplikace je za účelem použití zpravidla nutné instalovat na úložiště zařízení. Naopak webové (či cloudové) aplikace zpravidla běží v internetovém prohlížeči.

Otevřený software je k dispozici i v podobě zdrojových kódů. Svobodný software mohou uživatelé používat k libovolnému účelu. Otevřený software mnohdy bývá zároveň svobodný, často bývá vyvíjený komunitou dobrovolníků. Příkladem takového softwaru je např. Linux, Gimp či LibreOffice. Podstatná část infrastruktury internetu je závislá na otevřeném/svobodném softwaru.

Proprietární software zdrojové kódy nemá k dispozici a jeho použití bývá omezeno licencí (tzv. End User License Agreement = EULA). Proprietární software obvykle zároveň bývá komerční, autor/vydavatel jej prodává za účelem zisku (nyní často formou předplatného). Příkladem komerčního proprietárního softwaru jsou Windows, Microsoft Office či aplikace v rámci Adobe Creative Cloud.

Používání komerčního softwaru bez zakoupení licence je nelegální. Trial verze softwaru lze používat zdarma po určitou dobu, obvykle za účelem vyzkoušení. Freeware je většinou proprietární software, který je možné používat zdarma.

Aplikace bývají dostupné v různých verzích. Novější verze má zpravidla vyšší číselné označení (např. aplikace verze 1.1 bude novější než verze 0.8). Povýšení na novou verzi je aktualizace či upgrade. V softwaru se mohou objevit nezamýšlené chyby, tzv. bugy. Testovací verze softwaru, která se blíží dokončení, se označuje jako betaverze. Software se v současnosti distribuuje zejména přes internet.

Soubory mohou obsahovat různé typy dat. Pro uložení určitých dat se hodí konkrétní formát souboru. Ten často bývá popisován příponou názvu souboru. Jako příklad mějme soubor poznamky.txt: poznamky je samotný název souboru, přípona txt vyjadřuje, že jde o soubor s prostým textem.

Dále uvádíme příklady různých formátů:

Zkratka Popis
jpg bitmapový obrázek se ztrátovou kompresí
bmp bitmapový obrázek bez komprese
png bitmapový obrázek s bezztrátovou kompresí
svg vektorový obrázek
docx, doc, odt textový dokument
xlsx, xls, ods dokument tabulkového procesoru
pptx, ppt, odp prezentace
txt prostý text (bez formátování)
pdf dokument, na různých zařízeních se zobrazuje jednotně
xml dokument se strukturovanými informacemi opatřenými značkami (tagy)
wav zvuk bez komprese
mp3, ogg, flac zvuk s kompresí
zip, rar, 7z archiv (obsahuje komprimované soubory)
csv obsahuje jednoduchá tabulková data
exe spustitelný program pro Windows
html soubor se zdrojovým kódem webové stránky

Operační systém je program, který se obvykle spouští krátkou dobu po zapnutí počítače. Zprostředkovává spouštění dalších programů/aplikací (ty mohou být určené pro konkrétní operační systém). Programy v rámci operačního systému běží jako jednotlivé procesy, soudobé operační systémy obvykle podporují běh více procesů zároveň (multitasking).

Prostřednictvím operačního systému mohou aplikace komunikovat s hardwarem (vizte schéma níže). Operační systém dále zajišťuje organizaci dat na úložišti a přístup k nim, obvykle umožňuje pracovat s uživatelskými účty či právy uživatelů. To, že mnoho činností zajišťuje operační systém, zjednodušuje do určité míry vývoj programů (aplikací).

Operační systémy se původně ovládaly zadáváním příkazů do příkazového řádku. V současnosti obvykle mají grafické uživatelské rozhraní (GUI), které umožňuje např. ovládání klávesnicí a myší či dotykem.

Některé aplikace bývají zahrnuty v samotné instalaci operačního systému, např. internetový prohlížeč, prohlížeč souborů či základní ovladače hardwaru.

Mezi běžné desktopové operační systémy (určené zejména pro stolní počítače, notebooky) patří:

Název operačního systému Vyvíjí jej Další informace
Windows Microsoft Nejrozšířenější systém na osobních počítačích. Je proprietární.
Linux komunita vývojářů + různé společnosti Jedná se o svobodný a otevřený software.
macOS Apple Oficiálně lze spustit pouze na počítačích Mac.

Mezi běžné mobilní operační systémy náleží:

Název operačního systému Vyvíjí jej Další informace
Android Google V současnosti nejrozšířenější, výrobci jej uzpůsobují svým zařízením.
iOS Apple Pouze pro zařízení značky Apple.

Operační systém jako každý další software může obsahovat bezpečnostní chyby. Ty jsou zpravidla průběžně opravovány, bezpečnostní záplaty (a případně různá vylepšení či změny) se dostávají na zařízení uživatele prostřednictvím aktualizací.

Počítačové sítě jsou skupiny počítačů a dalších zařízení, které jsou vzájemně propojené , aby si mohly vzájemně posílat informace a sdílet zdroje (například tiskárny). Tyto sítě mohou být propojeny různými způsoby, například kabely, Wi-Fi nebo satelitním připojením. Počítačové sítě umožňují rychlé sdílení informací i na velké vzdálenosti.

Téma počítačových sítí můžeme rozdělit na několik oblastí:

  • Obecné principy – základní síťové architektury, topologie, rozdělení sítí podle velikosti, důležité pojmy (pakety, VPN, fireware)
  • Protokoly – pravidla, která určují provoz na sítích (TCP, UDP, IP, WiFi, Bluetooth a další)
  • Hardware – síťová zařízení a přenosová média, která provoz na sítích fyzicky zajišťují

Počítačové sítě: obecné principy

Přejít ke cvičením na toto téma »

Počítačové sítě propojují dohromady počítače a umožňují jim vyměňovat si mezi sebou informace.

Síťové architektury

Síťová architektura je návrh sítě, který určuje, jak probíhá komunikace mezi prvky sítě. Nejčastější jsou dvě architektury:

V klient-server síti mohou zařízení mít dvě různé úlohy. Server poskytuje služby, veškerá komunikace v síti jde přes něj. Typicky jde o velký počítač, který například patří nějaké firmě. Klienti jsou běžné uživatelské počítače, které si žádají služby od serveru. Když si například chceme zobrazit webovou stránku, náš počítač (klient) pošle serveru, který danou stránku provozuje, žádost o zaslání obsahu stránky.

V peer-to-peer síti jsou si všechny prvky rovny. Všichni peerové si mohou vyžádat služby od ostatních a na oplátku některé služby poskytují.

Topologie

Skutečná fyzická podoba zapojení prvků do sítě se nazývá topologie. Obvyklé typy topologií jsou:

  • kruhová
  • hvězdicová
  • stromová
  • sběrnicová

Ve skutečných sítích se tyto topologie často kombinují.

Rozdělení sítí podle velikosti

Sítě lze také rozlišovat podle velikosti a rozsahu. Zde jsou některé vybrané typy:

  • LAN (local area network) – síť pokrývající malé území, například jednu budovu
  • WLAN (wireless local area network) – LAN s bezdrátovým přenosem dat
  • WAN (wide area network) – síť, která obsluhuje velké území

Další pojmy

Data se po síti nejčastěji posílají v oddělených balíčcích, nazývaných pakety. Pakety se skládají z hlavičky, která obsahuje řídící informace, a z vlastních dat.

Největší světovou sítí je internet. Je tvořený propojením mnoha menších sítí, které patří soukromým provozovatelům. Nemá tak žádnou centrální organizaci ani pevně danou strukturu. Většina komunikace po internetu probíhá pomocí protokolů TCP a IP.

VPN (virtual private network) je virtuální soukromá síť. VPN zajišťuje soukromou a zabezpečenou komunikaci mezi několika počítači v rámci internetu, který obecně zabezpečený není.

Firewall zajišťuje bezpečnější komunikaci mezi sítěmi. Kontroluje data procházející skrz a pokud mají podezřelý obsah, nepustí je dál.

Počítačové sítě: protokoly

Přejít ke cvičením na toto téma »

Provoz v počítačových sítích probíhá podle pravidel protokolů. Protokolů existuje mnoho, každý má určitou vlastní funkci.

TCP a UDP řídí přenos dat od uživatele k příjemci. UDP posílá data bez zajištění spolehlivosti, ale zato velmi rychle. Hodí se například pro přenos videohovorů, kde potřebujeme okamžitě reagovat. Kvůli nespolehlivosti UDP se však musíme smířit s občasnou horší kvalitou dat. TCP umí zajistit, že data dorazí všechna a bez chyb, avšak za cenu menší rychlosti. V současnosti přenáší většinu dat na internetu – například se využívá pro načítání webových stránek, posílání e-mailů nebo stahování souborů.

IP zajišťuje směrování, tedy hledá cestu, kudy data skrz síť půjdou. Kam doručit data zjišťuje podle IP adresy, která jednoznačně určuje každý počítač v síti. V současnosti existují dvě funkční verze protokolu: IPv4 a IPv6.

Protože IP adresy se lidem těžko pamatují, nahrazují se doménovými jmény, která bývají například součástí URL. Doménová jména jsou organizována do hierarchicky rozloženého systému, ve kterém je lze snadněji najít. Protokol DNS dokáže na dotaz z doménového jména zjistit IP adresu.

WiFi a Bluetooth jsou síťové protokoly, které přenáší data vzduchem. WiFi často slouží k vybudování malých sítí a připojování přenosných zařízení k internetu. Bluetooth se obvykle používá k propojení zařízení a přenosu dat mezi nimi na krátkou vzdálenost.

Některé další protokoly, se kterými se můžeme setkat:

  • DHCP umožňuje automatickou konfiguraci počítače do sítě, mimo jiné umí přidělit IP adresu.
  • HTTP komunikuje s WWW servery a umožňuje tak zobrazení WWW stránek.
  • FTP dokáže přenášet soubory mezi počítači.
  • SMTP posílá e-mailové zprávy.
  • IMAP a POP3 umí zprostředkovat přístup k emailové schránce - například pro čtení e-mailů.
  • IRC umožňuje posílání krátkých zpráv (chatování).
  • SSH zajišťuje soukromé spojení mezi dvěma počítači.

Počítačové sítě: hardware

Přejít ke cvičením na toto téma »

Hardwarová část počítačových sítí je tvořena síťovými zařízeními, která jsou propojena přenosovými médii.

Síťová karta je součást hardwaru počítače a zajišťuje komunikaci s počítačovou sítí. Od počítače si bere data pro poslání do sítě, balí je do paketů a odesílá. Také přijímá ze sítě pakety a rozbalená data předává počítači. Síťová karta je v síti jednoznačně identifikovaná MAC adresou.

Síťová zařízení

Protože signál se může při cestě přenosovým médiem zeslabit nebo poškodit, používá se opakovač. Ten opraví a zesílí přijímaný signál a následně ho pošle dál.

Hub umožňuje spojení více kabelů a dokáže tak rozvětvovat síť do více směrů. Data, která přes něj procházejí, nijak nefiltruje, pouze je rozesílá dál.

Switch a bridge spojují menší segmenty sítě. Udržují si tabulku MAC adres zařízení ve svém okolí a posílají přicházející data jen do směrů, kde se nachází jejich příjemci. Zatímco bridge propojuje pouze 2 části sítě, switch jich umí spojit více najednou.

Router propojuje větší části sítí (nebo celé sítě) dohromady. Může například připojovat lokální síť k internetu. Zajišťuje směrování dat - pro příchozí pakety se snaží najít co nejkratší cestu k cílové IP adrese.

Přenosová média

Přenosové médium může být například vzduch nebo kabel. V počítačových sítích se používají například tyto druhy kabelů:

Optický kabel se skládá z mnoha optických vláken. Signál se jím posílá v podobě světla. Přenos skrz optické kabely je velmi rychlý a málo ztrátový, jsou vhodné pro přenosy na velké vzdálenosti.

Kroucená dvojlinka a koaxiální kabel jsou tvořené kovovým vodičem. Často se používají k budování lokálních sítí.

Zapojení síťového kabelu umožňuje konektor RJ-45.

NAPIŠTE NÁM

Děkujeme za vaši zprávu, byla úspěšně odeslána.

Napište nám

Nevíte si rady?

Nejprve se prosím podívejte na časté dotazy:

Čeho se zpráva týká?

Vzkaz Obsah Ovládání Přihlášení Licence