Számítógépes munkakörnyezet

I.

Hardver

Hardver - Szoftver

HARDVER

A számítógép fizikailag megfogható

elemeinek összessége

SZOFTVER

A nem kézzelfogható összetevők:

Programok

Adatok

A SZÁMÍTÓGÉP

UNIVERZÁLIS KI-/BEMENETI ESZKÖZ

BEMENŐ (INPUT) ADAT

KIMENŐ (OUTPUT) ADAT

Utasítássorozat

(program)

A számítógépek története

Mechanikus

Elektromechanikus

Elektronikus számítógépek GENERÁCIÓK

Az egyes generációk (korszakok) kezdete

általában merőben új technológiák

megjelenéséhez kapcsolódik.

Számítógépes generációk

1. Generáció (1946 - 1954) – Elektroncsövek

2. Generáció (1954 – 1964) – Tranzisztorok

3. Generáció (1964 – 1971) – Integrált áramkörök

4. Generáció (1971 – 1995) – Mikroprocesszorok

5. Generáció (1995 – )

Telekommunikációs forradalom

Multimédia, 3D-s alkalmazások

Internet

Interaktív programfejlesztő rendszerek

Új processzor-architektúrák

Fontos nevek -Kapcsolódó fogalmak 1.

Charles Babbage (1791 – 1871) angol matematikus

Analitikus gép: lyukkártya-vezérelt, általános célú számítógép.

3 fő része:

A számításokat végző „malom” (processzor)

Az adatokat, részeredményeket tárolómechanikus egység (memória)

A vezérlés eszköze a lyukkártya

Fontos nevek -Kapcsolódó fogalmak 2.

PROCESSZOR =

A gép központi vezérlő és feldolgozó egysége.

Feladata: az utasítások értelmezése és végrehajtása,

a gép működésének összehangolt irányítása.

MEMÓRIA (Belső tár, Elsődleges tár) =

A processzor műveletvégzése során használt

közvetlenül hozzáférhető tároló. A gép fő tárolója.

TÁROLÁS =

Tartós, vagy átmeneti adatmegőrzés. Elvárás:

A tárolt adat bármikor elérhető legyen

Az adatelérési (hozzáférési) idő minimális legyen

Fontos nevek -Kapcsolódó fogalmak 4.

George Boole (1815-1864) angol matematikus

Boole algebra:Logikai problémák algebrai leírása.A halmazelmélet és gráfelmélet alapja.

Alapvető logikai műveletek:

(A1 és A2 két egymástól független állítás jelölése)

A1 AND A2 Igaz, ha mindkettő Igaz

A1 OR A2 Igaz, ha legalább az egyik Igaz

A1 XOR A2 Igaz, ha egyik Igaz, másik Hamis

NOT A1 A1 logikai értékének ellentetjét adja

Fontos nevek -Kapcsolódó fogalmak 6.

Alan M. Turing (1912 - 1954) angol matematikus

Univerzális gép:Bebizonyította, hogy szerkeszthető olyanegyszerű gép, mely minden megoldhatómatematikai feladat megoldására alkalmas.

(A legbonyolultabb művelet is elvégezhetőelemi műveletek megfelelő sorozataként.)

Fontos nevek -Kapcsolódó fogalmak 6.

Neumann János (1903 - 1957)

magyar matematikus

Az elektronikus számítógépek logikaiműködési alapelveinek megfogalmazója

Tézise: A „tárolt program elve”

A gép működését vezérlő utasítások is kódolhatók,s az adatokkal együtt elhelyezhetők a belső tárban.Következmény: az automatikus műveletvégzés.

Részt vesz az 1. teljesen elektronikus gép (EDVAC)megépítésében.

A Neumann-elvek

Teljesen elektronikus gép

Bináris gép (digitális működés)

Belső tár alkalmazása

Tárolt program elve

Soros működés

Univerzális gép

A Neumann-elvű számítógépekfunkcionális egységei

Központi egység (CPU)

- Processzor

- Memória

Perifériák Input

Output

Input / Output

Vezérlőegység(CU)

Aritmetikai éslogikai egység

(ALU)

Regiszterek

PROCESSZORM

E

M

Ó

R

I

A

KÖZPONTI FELDOLGOZÓEGYSÉG(CPU)

P E R I F É R I Á K

A memória

A memóriarekesz sorszáma a memória címe.

Bináris jelsorozat tárolását biztosító

kétállapotú, elektronikus eszköz.

A memóriarekeszek minden cellája 1 bit,vagyis a 0 vagy 1 érték tárolására alkalmas.

Az információ mértékegységei

Az információ mértékegysége: a bájt,Ez a legkisebb, közvetlenül címezhető táregység.

1 bájt: 28 = 256 különböző állapot tárolására alkalmas

1 bájt = 8 bit

1 KB (kilobájt) = 1024 bájt

1 MB (Megabájt) = 1024 KB

1 GB (Gigabájt) = 1024 MB

TB (Terabájt) = 1024 GB

A tárolt információ jelentéstartalma - Kódszabványok

A memóriában egy, vagy több összetartozó bájton tárolt bitsorozat jelentése sokféle lehet, mivel minden információt kettes

számrendszerbe kell kódolnunk.

Előjeles egész, ill. valós számok

Írásjelek, vezérlő jelek – ASCII kódok

Utasítások

Egyéb információ (kép, hang, stb.)bináris kódja.

A memóriák csoportosítása

RAM (Random Access Memory)Írható/olvasható, felejtő tár Dinamikus (DRAM) – olcsó, hosszú elérési idejű Statikus (SRAM) – drága, rövid elérési idejű

ROM (Read Only Memory)Csak olvasható, nem felejtő tár (pl. BIOS ROM) Fajtái: PROM, EPROM, EEPROM

CMOS RAMNem felejtő (gombelemmel védett) RAM

A belső tár (memória)és a háttértárolók kapcsolata

Az információ tartós tárolására szolgálnak a különböző háttértároló perifériák.

Az ezeken tárolt információ a processzor számára közvetlenül nem hozzáférhető.

Az információ másolását a memóriából valamely háttértárolóra mentésnek,ennek ellenkezőjét betöltésnek nevezzük.

Programok futtatása

A program futtatása a memóriába betöltött program bájtról bájtra való automatikus

végrehajtását jelenti.

A háttértárolón tárolt program megfelelőmemóriahelyre való betöltéséről és a

betöltést követő automatikus indításáról az operációs rendszer gondoskodik.

A hardver és a felhasználóközötti kapcsolat

Adatátviteli módok(soros / párhuzamos)

Adatátvitelen az adatok (jelek) továbbítását, (küldés / fogadás) értjük.

Az adatforgalom midig valamilyenfizikai közvetítő közegen át történik.

Az adatátvitel rendjét meghatározó szabályok összességét kommunikációs,vagy adatátviteli protokollnak nevezzük

Buszrendszer

Busz: jelút, ill. jelutak összessége,mely a számítógép belső, funkcionális egységeit, illetve a számítógépet a külvilággal összeköti.

Adatbusz Címbusz Vezérlő busz

Topológia: az egyes részegységekkapcsolódásának logikai sémája.

A processzor jellemzői

Az egy lépésben feldolgozható bitek száma(a belső adatbusz mérete)

Címbusz mérete (mekkora tárat tud megcímezni)

Órajel-frekvencia (hány MHz-es)

Műveletvégzési sebesség (MIPS)

Segédprocesszorok

Multiprogramozás támogatása

Multimédia támogatása

Belső gyorsítótár (cache) mérete

A PC fizikai felépítése

Alaplap

Bővítőkártyák

Portok

A CPU-hoz kapcsolódó hardver egységek címei. Ezek segítségével azonosítja a perifériákat a processzor.A perifériák illesztőkártyáján lévő csatlakozóhelyeket is portoknak hívjuk, mert számunkra ezek a tényleges fizikai kapcsolódási helyek, „adatkapuk”. Például:

Soros port (egér),

PS2 port (egér)

USB port (nagysebességű soros port)

Párhuzamos port (nyomtató)

Perifériák

Periféria:a központi egységhez kapcsolódó, valamelyadatbeviteli / kiviteli (input / output) eszköz, melya CPU külvilággal való kapcsolatát biztosítja.

Eszközvezérlő program (driver):

A perifériának a CPU-hoz való illesztését ésmegfelelő kezelését biztosító program.

A perifériák csoportosítása

Input Billentyűzet

Egér (mouse)

Lapolvasó (scanner)

Vonalkód-olvasó

Botkormány (joystick)

Digitalizáló tábla

Mikrofon

Output

Monitor (display)

Nyomtató (printer)

Rajzgép (plotter)

Hangszóró

Input / Output

Modem

Háttértárolók

Flopi

Winchester

CD/DVD (R, RW)

Streamer

Pen Drive

És további intelligens elektronikus

eszközök

A monitorok jellemzői

Képmegjelenítési elv (CRT, LCD, LED, gázplazma)

Színes / egyszínű (monokróm)

Képátló (15”, 17”, 19”, 21”…)

Képfrissítési frekvencia (jó, ha >50 Hz)

Képfelbontás (VGA: 640*480, SVGA: 1024*768)

Színmélység (pixelenkénti színek száma)

True color = 24 bit/pixel = kb. 17 millió szín

A különböző felbontásokat, a hozzájuk tartozó színek

számával színes grafikus üzemmódoknak nevezzük.

A nyomtatók jellemzői

Képmegjelenítési elv (festékes, hőhatásos) Színes / fekete-fehér Karakteres / Grafikus Nyomtatási sebesség (CPS, sor/perc, lap/perc) Felbontóképesség (DPI)

Nyomtatási technika szerint:

Szeriális nyomtatók (karakteres/grafikus) Margarétakerekes nyomtatók Mátrixnyomtatók

Tűs ~ Tintasugaras ~ Elektrosztatikus ~ Hő ~

Sornyomtatók (karakteres) Lapnyomtatók (grafikus)

Háttértárolók – Kapacitások

Jellemző kapacitások

Flopi 1,44 MB

Winchester 120 .… 500 GB

CD 700 MB

DVD 4,7 / 9,4 GB

Háttértárolók – flopi / winchester

Fizikai felépítés

1szektor

sávok

1 szektor= 512 bájt

Háttértárolók – winchester

A gépek jelene és lehetőségei.

3D grafika (játékok, tervezés)

HIFI, Dolby Stereo hang (házimozi, hangtechnika)

Digitális kép- és hangrögzítő berendezések számítógépes kapcsolata (fényképezőgép, kamera)

Real-time multimédia (TV, rádió)

Real-time internetes multimédia

SZÁMÍTÓGÉP

= TELEKOMMUNIKÁCIÓS SZUPERGÉP

Szokásos számítógépes munkakörnyezetek

Vállalati integrált rendszerek, üzleti alkalmazások

Irodai rendszerek

Ügyviteli feladatkörök - Tárolás, feldolgozás, tervezés, értékelés, statisztika, elemzés, archiválás,…

Iktatás

Levelezés

Szöveges és táblázatos, adatbázis alapú, illetve grafikus dokumentumkezelés

Grafikus tervezés (műszaki, művészeti, stb.)

Oktatás

Ipari alkalmazások

Intelligens gépek, Folyamatvezérlés, távadatfeldolgozás

Szoftverfejlesztői környezet

Játék, szórakozás