Neumann elvő. elektronikus, automatikus gépg Kettes számrendszer használata Megfeleljen az univerzális Turinggépnek. tárolt program elve

Átírás

1 Hardver 1

2 Neumann elvő számítógép Soros mőködéső, m, teljesen elektronikus, automatikus gépg Kettes számrendszer használata Megfeleljen az univerzális Turinggépnek Belsı program- és s adattárol rolás, a tárolt program elve 2

3 Neumann elvő számítógép p felépítése 3

4 Számítógépt ptípusokpusok Szuperszámítógép Mainframe számítógép Miniszámítógép Személyi számítógép p (Personal( Computer) 4

5 Szuperszámítógép nagy számítás igény nyő program lehetı leggyorsabb végrehajtására ra használnak A NASA processzorból álló, Columbia elnevezéső szuperszámítógépét 20 Altix-rendszerbıl állították össze, amelyek mindegyike 512 Intel Itanium 2 processzorral mőködik 5

6 Mainframe számítógép Nagy mennyiségő adat feldolgozására és s több, t terminálokon keresztül l kapcsolódó felhasználó kiszolgálására használt központi gép. A feldolgozás s is a központi k gépen g történik z10 64 darab négymagos processzort tartalmaz 6

7 Miniszámítógép Feladataiban és s elérési módjában hasonló a mainframe számítógépekhez, teljesítm tménye azonban kisebb ( felhasználó) 7

8 Személyi számítógép (Personal Computer) Egyidejőleg egyetlen felhasználó kiszolgálására alkalmas számítógép. Asztali kivitel (Desktop) 8

9 Személyi számítógép (Personal Computer) Hordozható kivitel notebook, laptop 9

10 Személyi számítógép (Personal Computer) Netbook (olcsó notebook) 10

11 Palmtop,, kézik számítógép számítógépes, telefonos, fax, valamint hálózati szolgáltat ltatásokat nyújtanak a felhasználó számára 11

12 Hálózati számítógép Minimális memória ria-, processzor- és háttértár-kapacitású számítógép, mely a programok végrehajtására ra és s az adatok feldolgozására, tárolására ra elsısorban sorban a számítógép-hálózaton zaton keresztül l elért szerver erıforr forrásait veszi igénybe 12

13 Neumann elvő számítógép p felépítése 13

14 Processzor Központi vezérl rlıegység g (CPU: Central Processing Unit). Két t fıf része a vezv ezérlıegység g (CU: Controll Unit),, ami a memóri riában tárolt program dekódol dolását és s végrehajtv grehajtását t végzi, v valamint az aritmetikai a és s logikai egység g (ALU: Arithmetical and Logical Unit),, ami a számítási si és s logikai mőveletek m eredmény nyének nek kiszámításáé áért felelıs. A központi k vezérl rlıegységet get processzornak is nevezzük. Feladata a gép g irány nyítása, a feldolgozási folyamatok vezérl rlése, az adatok feldolgozása, számítások sok elvégz gzése, a memóri riában tárolt t parancsok kiolvasása sa és végrehajtása, illetve az adatforgalom vezérl rlése. Az utasítások sok végrehajtv grehajtásához hoz a CPU átmeneti tárolóhelyeket, ún. regisztereket használ, amelyek gyorsabban elérhet rhetık, mint a memória. A CPU-t t sínrendszer s köti k össze a memóri riával és s a perifériavez riavezérlıkkel. Megkülönb nböztetünk cím-, c, adat-,, valamint vezérl rlısíneket. A vezérl rlısínen jelenik meg az órajel,, amely a processzor ütemezéséhez használt jelforrás. A CPU sebességét t megahertzben (MHz( MHz) ) mérik. m Az áramköröket ket vezérl rlı órajel frekvenciája a processzor sebességének mérıszm száma. Ha az órajel példp ldául 300 MHz, akkor a processzor 300 millió mőveleti ciklust végezhet v el másodpercenként. nt. 14

15 Intel Dual-Core E2220 Foglalat típusa: t LGA 775 Órajel: 2.4 GHz FSB: 800 MHz L2 cache mérete: m 1 MB 65 nm gyárt rtási technológia Teljesítm tményfelvétel: 65 W Hıspecifikáció: : 73.3 fok Tartozék: hőtıventillh ventillátortor 15

16 Memória elektronikus adattárol rolást valósít t meg, informáci ció tárolása kettes számrendszerben törtt rténik Memória típusok: t RAM (operatív v tár): t az a memóriater riaterület, ahol a processzor a számítógéppel végzett v munka során dolgozik ROM: tartalmát t a gyárt rtás s során n alakítj tják k ki, más m szóval beégetik a memóri riába, Az elkész szült ROM tartalma a továbbiakban nem törölhett lhetı és s nem módosítható,, a hibás ROM-ot egyszerően en el kell dobni. Elınye azonban, hogy a számítógép p kikapcsolásakor sakor sem törlt rlıdik, a beégetett adatok bekapcsolás s után azonnal hozzáférhet rhetıekek (BIOS) ROM: 16

17 RAM memóri riák DRAM (Dynamic RAM): viszonylag lassú,, a mai gépekben g már m r nem használt EDORAM (Extended( Data Out RAM) SDRAM (Synchronous( DRAM) DDR-SDRAM (Double( Data Rate- SDRAM) 17

18 ROM memóri riák PROM: programozható,, csak olvasható memória. Minden felhasználó saját t programot és s adatokat helyezhet el benne adat nem törölhett lhetı, és s nem írható felül EPROM: tartalmát t különleges k körülmk lmények között k ultraibolya fény f segíts tségével törölhetjt lhetjük, és s akár r többszt bbször r is újraírhatjuk. rhatjuk. Elınye a ROM-ok korábbi változataival v szemben, hogy tartalma szüks kség g szerint frissíthet thetı. EEPROM: elızı továbbfejlesztett változata, v amelynek tartalma egyszerő elektronikus úton újraírható Flash memória: törlése és újraprogramozása nem bájtonként, nt, hanem blokkonként nt törtt rténik. Ezt a memóriat riatípust használj lják k példp ldául a modern számítógépek BIOS-ának tárolására, ra, mivel lehetıvé teszi a BIOS könnyk nnyő frissítését PROM: EPROM EEPROM: Flash 18

19 Kingmax KLDD48F-A8KB5 Típus: KLDD48F-A8KB5 DDR-II memória Kapacitás s 1 GB 800 MHz sebesség (PC2-6400) 240pin-es modul 19

20 Alaplap Az alaplap a központi k vagy elsıdleges áramköri ri lapkája egy számítógépes rendszernek vagy más m összetett elektronikai rendszernek. Alaplap részei: r processzor foglalat (által( ltalában egy, néha n több t processzor számára), memóriahelyek, ROM BIOS (csak olvasható memória, amely tápfeszt pfeszültség g nélkn lkül l is megırzi tartalmát), t), lapkakészlet (a memóriavez riavezérlıt, a hátth ttértárak rak illesztését és kezelését t végzv gzı vezérl rlıt, a PCI-hidat, a valós s idejő órát, a közvetlen k memória ria-hozzáférést irány nyító DMA-vez vezérlıt, az infravörös átvitelre szolgáló kapu vezérl rlıjét, a billentyőzetvez zetvezérlıt, az egérvez rvezérlıt t stb. tartalmazza), akkumulátor (a gép g p kikapcsolt állapotában is mőködım órát és s a CMOS RAM-ot látja el energiával), CMOS RAM (statikus memória), bıvítıkártya foglalatok, belsı és s külsk lsı csatolók, áthidaló kapcsolók k (jumperek( jumperek) stb 20

21 21

22 Alaplap részeir Bıvitıkártyák csatlakozási si felületek letek szabványa: ISA Busz /fekete/ 16 bit kommunikáci ció. PCI Busz /fehér/ bit kommunikáci ció.. (264 MB/s) VLB Busz bit kommunikáci ció. VESA /fekete+bıvit vitı rész/ 22

23 Alaplap részeir Kommunikáci ciós s portok Soros (serial( serial) ) COM1; COM2 Párhuzamos (parallel) LPT1; LPT2 PS/2 (billentyőzet, egér) USB (Universal Serial Bus) 1.0 1,5 Mbit/sec Mbit/sec Mbit/sec IEEE 1394 (Apple FireWire) ) 400 Mbit/sec 23

24 Számítógép p házakh Méret Minitorony Midi torony Desktop (fekvı) Szerver házh Tápegység Meghajtók k rekeszek Ventillátorok torok Elılapi lapi csatlakozók USB Audio 24

25 Számítógép p funkcionális részei Alaplap (processzor foglalat meghatározza a használni kívánt k processzort) Processzor Memória Számítógép p házh 25

26 Periféri riák Bemeneti egységek gek (input periféri riák) Kimeneti egységek gek (output periféri riák) Ki- és s bemeneti egységek gek (input/output periféri riák) Háttértárolók 26

27 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 1. Billentyőzet 2.Eg Egér 3. Hanyattegér 4.Szkenner 5. Digitális fénykf nyképezıgépek pek és s kamerák 6. Érintıpad 7. Digitalizáló tábla 8.Fényceruza 9. Botkormány 27

28 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 1. Billentyőzet Billentyőzet nyelve Csatlakozó típusa (DIN; PS/2; USB) Vezetékes, vezeték k nélkn lkülili Ergonomikus billentyőzet (Natural( Natural) Multimédi diás s gombok 28

29 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 2. Egér Csoportosításuk: suk: A; Mőködési M elv szerint Mechanikus, ezen belül l elektromechanikus, illetve optomechanikus Optikai B; A számítógéphez való csatlakozás s módjam szerint Soros (COM1, COM2 stb.) porton keresztül PS/2 porton keresztül USB porton keresztül C; Pontosság szerint DPI-ben mérve 29

30 30

31 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 3. Hanyattegér 31

32 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) Kézi és s asztali változat 4. Szkenner 32

33 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 5. Digitális fénykf nyképezıgépek pek és s kamerák digitális képek felbontása mindig limitált, amely a fényképezı képdigitalizálási mechanizmusának optikai felbontásától, a fényképezı memóriakapacitásától, valamint a kép kinyomtatására használt eszköz kimeneti felbontásától függ alkalmasak például házi DVD vagy Video CD, illetve interneten is továbbítható kismérető filmek létrehozására 33

34 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 6. Érintıpad hordozható számítógépeken elterjedt, az egeret helyettesítı eszköz nem tartalmaz mozgó alkatrészeket 34

35 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 7. Digitalizáló tábla két részbıl, egy táblából és a rajta mozgatható adóból áll adó használható hagyományos egérként is 35

36 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 8. FényceruzaF egy ceruza alakú eszköz, amellyel a képernyı egy tetszıleges pontja kijelölhetı A fényceruza hegyében egy érzékelı van, mely észleli a képernyıt pásztázó elektronsugarat. Amikor a ceruza hegyét a képernyıhöz érintjük, az érzékelı meghatározza a fényceruza koordinátáit. A képernyın mutogatva és az eszköz gombjait használva az egérhez hasonlóan dolgozhatunk 36

37 Bemeneti egységek gek (input periféri riák) 9. Botkormány, gamepad,, kormány 37

38 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) 1.Monitor 2.Grafikusk Grafikuskártya rtya 3.Nyomtat Nyomtató 4.Plotter 38

39 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) Csoportosításuk: suk: 1. Monitor A; KépmegjelenK pmegjelenítés s elve szerint Katódsug dsugárcsöves (CRT) Folyadékkrist kkristályos (LCD, TFT) Gázplazmás A monitoron megjelenı képek képpontokból (pixel) állnak A monitor minısége a megjelenített képpontok sőrőségétıl és méretétıl függ. 39

40 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) Csoportosításuk: suk: 1. Monitor B; A megjelenített kép k p típusat szerint Alfanumerikus Grafikus 40

41 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) Csoportosításuk: suk: 1. Monitor C; A monitor átmérı mérete szerint (1 =2,54 cm) 14,, 15 17,, 19,, 21,, 22,, 24,, 28 41

42 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) Csoportosításuk: suk: D; Felbontóképess pesség és s színm nmélység 1. Monitor Képernyırendszerek Képernyıtípusok 42

43 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) Színmélység: 2. Grafikuskártya rtya Osztályozás Bıvítı kártya szabvány szerint: PCI; AGP; PCI-E, alaplapra integrált Videó memória szerint: 128 Mb; 256 Mb; 512 Mb 43

44 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) 3. Nyomtató osztályoz lyozás ütı,, illetve nem ütı nyomtatók teljes karaktert író vagy pontokat író (raszteres) típust pusú A nyomtatott kép k p minıségét t az egységnyi gnyi nyomtatási területre esı képpontok maximális száma, azaz a képfelbontk pfelbontás s határozza meg, melynek mértm rtékegysége ge a DPI (Dot( Per Inch). Jó minıségő nyomtatáshoz minimum 300 dpi felbontást kell használnunk. A nyomtatott szövegben az egy coll területen vízszintesen v elhelyezkedı karakterek száma a CPI (Character( Per Inch) mértékegységgel ggel mérhetm rhetı. A nyomtatási sebességet a CPS (Character( Per Seconds) vagy a lap/perc mértm rtékegységekkel gekkel mérhetjm rhetjük. A CPS az egy másodperc alatt kinyomtatható karakterek, míg m g a lap/perc az egy perc alatt kinyomtatható lapok mennyiségét t jelenti. 44

45 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) Csoportosításuk: suk: A; mátrixnyomtatm trixnyomtató 3. Nyomtató B; tintasugatas nyomtató C; lézernyomtatl zernyomtató 45

46 Kimeneti egységek gek (output periféri riák) 4. Plotter 46

47 Ki- és s bemeneti egységek gek (Input/Output periféri riák) 1.Modem és s hálózati h csatoló Hálózati kártya k Modem Kapcsolt vonali modem ISDN modem ADSL modem Kábel modem 2.Multim Multimédiás s ki- és s bemeneti egységek gek Hangkártya Video digitalizáló kártya TV tuner kártya 47

48 Ki-és s bemeneti egységek gek Érintıképernyı Az érintıképernyı ultrahang vagy nagyfrekvenciás jelek segítségével érzékeli, hogy a képernyı elé helyezett átlátszó, üveg vagy mőanyag réteget a felhasználó hol érinti meg. 48

49 Ki-és s bemeneti egységek gek Modem és s hálózati h csatoló A telefonos modem (modulátor-demodulátor) kétirányú adatátvitelt tesz lehetıvé hagyományos telefonvonalon keresztül. A telefonhálózatok új generációja az ISDN, melyhez speciális végberendezéssel csatlakozhatunk. Az ISDN hálózaton a fentiekben ismertetett mőveleteket nagyobb sebességgel végezhetjük el a digitális technikának köszönhetıen. hálózati csatolókártyával Adatátviteli sebesség alatt az idıegység alatt átvitt bitek számát értjük, melyet bit/s-ban mérünk 49

50 Multimédi diás s ki-és s bemeneti egységek gek Hangkártya, képdigitalizk pdigitalizáló kártya Szintetizátorhoz hasonlatos módon hangot generálnak. (Szintetizátor) Mikrofonból vagy más analóg hangforrásból jövı jelet digitalizálnak. Digitális jelekbıl (fájlokból) állítanak elı analóg hangokat A képdigitalizáló (capture) kártya külsı képforrásból - például videomagnóról vagy -kameráról - érkezı kép és hang digitális rögzítésére alkalmas. Egyik fajtája a tv tuneres capture kártya, amely televízióadás vételére is alkalmas. 50

51 Háttértárolók Papír r alapú Lyukkártya Mágneses Hajlékonylemez (floppy) Merevlemez Mágnesszalagos tárolt roló Optikai CD-ROM DVD Egyéb Flash memória alapú háttértárolók 51

52 Háttértárakrak Szerep: nagy mennyiségő adat tárolt rolására ra alkalmas ki- és s bemeneti periféri riák használaton kívüli k programok és s adatok tárolt rolása, adatarchiválás Papír alapú: lyukszalagot és a lyukkártyát, nagy tömegő és mennyiségő alapanyagot igényelnek, kezelésük körülményes Elınyük olyan környezetben is alkalmazhatóak, ahol a mágneses adathordozók nem. Mágneses: a tárolható adatmennyiség nagysága (kapacitás), a gyorsasága, azaz mekkora az adat-hozzáférési idı, az adatsőrőség nagysága. Fı részei: adathordozó (mágneslemez) az adathordozó mozgatását, írását, olvasását végzı berendezés, melyet meghajtónak (drive) nevezünk. A mechanikus részei végzik az adathordozó mozgatását, míg az elektronika feladata az írás-olvasáspozicionálás vezérlése. Az írást-olvasást az író-olvasó fej végzi. Típusai: mágneslemezek mágnesszalagok Optikai CD-ROM DVD 52

53 Háttértárakrak Csoportosításuk: suk: Papír r alapú Mágneses Hajlékonylemez (floppy) Merevlemez Mágnesszalagos tárolt roló Optikai CD-ROM DVD Egyéb 53

54 Háttértárakrak Mágneses - Hajlékonylemez (floppy) kis mennyiségő adat tárolt rolásának és s száll llítása informáci ciót t egy mágnesezhetm gnesezhetı réteggel ellátott kör k r alakú lemezen tároljuk t az adatok koncentrikus győrőkön - sávokon - tárolódnak A lemezt körcikkekre k (szektorokra) osztjuk, amelyek a lemez legkisebb címezhetc mezhetı egységei. gei. Egy sáv s v egy szektorában 512 bájtnyi adatot tárolhatunk. t 3,5 -os, 1,44 MB vagy 5,25 mérető,, 1,2 MB-os lemezzel is hajlékonylemez konylemez-meghajtó: : két k író-olvasó fej találhat lható 54

55 Háttértárakrak Merevlemez nagyobb kapacitású és s gyorsabb háttértár adathordozó merev, mágnesezhetm gnesezhetı felület lető lemezkorong winchester (HDD: Hard Disk Drive) koncentrikus körökben k kben elhelyezkedı sávokban és s szektorokban, egy egységben gben azonban több t lemezkorong van elhelyezve lemezek egymás s felett elhelyezkedı sávjai: cilinderek Kapacitás s 40 Mb-300 Mb Fordulat/perc 5400/7500 Csatoló felület let Parallel/Serial ATA; SCSI Mágnesszalag adatokat a kazettás s magnóhoz hasonlóan an szekvenciálisan tároljt rolják rögzített adatokat csak a felvitel sorrendjében lehet elérni (archiválás) Kapacitásuk: 60 MB-tól 300 GB 55

56 Háttértárakrak Optikai - CD-ROM audio, video és s adathordozó CD -ROM lemez átmérıje 8 cm vagy 12 cm, vastagsága ga 1 mm 8 cm átmérıjő CD-ROM maximális tárolt rolókapacitása 184 MB, míg m a 12 cm átmérıjőé MB-ig terjed ) digitális adattárol rolás CD-ROM olvasásakor sakor a CD-olvas olvasó lézersugár r segíts tségével, a visszaverıdı fény alapján érzékeli az adathordozó rétegen találhat lható bemélyed lyedéseket nagy mennyiségő adat olcsó,, megbízhat zható tárolására ra alkalmas Fajtái: CD-DA DA audio,, CD-ROM préselt, CD-R R, CD-RW 56

57 Háttértárakrak Optikai DVD DVD-n a filmeket digitális formátumban, kiváló kép- és hangminıségben, gben, többnyelvt bbnyelvő szinkronnal és s feliratozással tárolják Lejátsz tszásához asztali DVD-lej lejátszó berendezés s vagy a számítógépbe épített DVD-olvas olvasó szüks kséges számítógépes adatok tárolt rolásárara is alkalmas A DVD-k különbözı fajtái i a következk vetkezık: k: DVD Video Video (mozgóképek tárolt rolására) ra) DVD Audio (hang tárolt rolására) ra) DVD ROM (adat, préselt) DVD RAM (adat, közvetlen k (direkt) eléréső) DVD-R és s DVD-RW (adat; az R egyszer írható [recordable], az RW újraírható [rewritable]) DVD+R és s DVD+RW (fenti kettıhöz z hasonló,, azokkal rivalizáló formátum) 57

58 Háttértárakrak Optikai DVD Típusai szerint: DVD-5 5 egyréteg tegő egyoldalas lemez, 4,7GB kapacitással DVD-10 egyréteg tegő kétoldalas lemez 4,7x2, azaz 9,4GB kapacitással. DVD-9 9 kétrk trétegő egyoldalas lemez 8,5GB kapacitással DVD-18 kétrk trétegő kétoldalas lemez, 8,8GBx2, azaz 17GB kapacitással. 58

59 Háttértárakrak Flash memória memória kártyk rtyák CompactFlash, röviden CF solid state (szilárd félvezetı) technológián alapuló olcsó adattároló A Memory Stick egy memóriakártya-formátum, melyet a Sony vezetett be 1998 októberében MultiMediaCard (MMC) egy flash memória kártya, melyet a Siemens és a Sandisk jelentett be 1997-ben. Ez a kártya a Secure Digital (SD) kártya elıdjének tekinthetı A pendrive (USB-flash-tároló, USB-kulcs) egy USB-csatlakozóval egybeépített flash memória 59