Jó tanácsok! Gábor Dénes Fıiskola kidolgozott Államvizsga A és B tételsor.

Átírás

1 Jó tanácsok! Államvizsga menete: Az Államvizsga reggel 8 órakor kezdıdik és körülbelül délig-egyig tart. Egy napon átlagosan ember vizsgázik. A sorrendet magatok között Ti döntitek el, ezt nem szabja meg az Elnök. Belépsz, húzol a tételek közül Leülsz kidolgozni a tételeid Ügyelj rá, hogy minél több dolgot írjál le, de nem kell a legapróbb részletekig. (nem kisregény kell) Próbálj meg inkább vázlatszerően a lényegre törıen írni minél többet, hogy lássák képben vagy, tudod mi tartozik a témához. Ügyelj az olvashatóságra. Mikor szólítanak a felkészülés alatt leírtakat le kell adnod a kérdezı tanároknak és még a diplomamunkádat véded ık áttanulmányozzák amiket írtál. A vizsga 20 perc, ebben benne van a védés és a felelés a két tételbıl. Védésnél készülj fel rá, hogy alaposan átolvasták a munkádat, nagyon alaposan kikérdeznek. Azok csak városi legendák, hogy csak az elejét meg a végét olvassák el mindenhol a munkáknak. Itt biztos lehetsz benne, hogy alaposan átrágják és a legapróbb hibákat is észrevételezik. Az enyémet is átnézettem 3 barátommal, akik a téma mesterei, de még így is találtak benne támadható részt, pedig csak egy eldugott alpont volt a közepén és mégis elolvasták és alaposan kikérdezték. Ha nem Te írtad, azt nyomban kiderítik!!! Abban sem reménykedj, hogy valami spéci témát választottál, ezért úgysem tudnak hozzászólni. Éppen ellenkezıleg, még kíváncsibbak lesznek, és minden dologra rákérdeznek, minden részlet érdekelni fogja ıket, viszont nagyon tudják értékelni az ilyen témákat. Mikor végeztél a védéssel, következik az A tételbıl való felelés. A leadott felkészülési papírod alapján belekérdeznek a téma sőrőjébe. Tehát nem mőködik az, hogy elkezdet mondani, mint a vízfolyás a bemagolt tételt és mehetsz. Az sem mőködik, hogy csak az elejét tanulod meg a tételeknek, és rákezdesz nyomni a szöveget abban bízva, hogy már úgy is 1000 szer hallották, ezért úgy is hamarosan azt mondják elég. Össze-vissza kérdeznek a tételbıl és ha látják rajtad, hogy csak a bemagolt szöveget nyomod, de lövésed sincs, hogy igazából mirıl beszélsz, akkor véged van. Kapsz egy következı lehetıséget majd. Tehát nem igaz az a legenda sem, hogy ha végigmentél a 4 éven, úgysem rántanak meg az államvizsgán. De igen. Mikor én vizsgáztam volt olyan közöttünk, akinek nem az elsı próbálkozása volt, és sajnos nálunk is voltak, akiknek nem sikerült. Az egyik barátom csoportjában 6 embert rántottak meg, de 1-3 az átlag. Viszont, ha látják, hogy tudod a tételt és azt is, hogy mirıl beszélsz (légy határozott), akkor nem faggatnak sokáig, még pár kérdés és jöhet a B. Ott ugyanazt javasolom, mint az elıbb. Puska készítésére ne pazarolj idıt, mert teljesen felesleges, nincs lehetıséged használni!!! Nem vihetsz be magaddal semmit, mindent adnak és figyelnek rátok. Inkább foglald el magad hasznosabban. Attól nem kell tartanod, hogy szívózni fognak. Nagyon korrektnek találtam a bírálatot és vizsgát is, tehát ha becsületesen tanultál és felkészültél nincs mitıl tartanod. Tanuláskor próbálj meg a tételekhez a fejedben vagy papíron vázlatpontokat készíteni, és ez alapján megtanulni a tételt. Próbáld meg saját szavaiddal kifejezni magad, ne ragaszkodj a tétel pontos szövegéhez, így tudod legjobban kifejezni, hogy érted és tudod a témát! Majd ha mindenki végzett, kb fél óra-óra az eredményhirdetés! Remélem Te is hasznát tudod venni a munkámnak, mert sokat dolgoztam vele. Próbáltam a minél érthetıbben fogalmazni, kiegészíteni a legfrissebb tudásanyaggal. Sok sikert Neked! (the_zeus@fre .hu) 1

2 Egy kollega esete: nagyon szuper diplomamunkát írt, teljesen lenyőgözte a vizsgáztatókat, ha lehetett volna 6-ra osztályozzák. Felelésnél az A tételét tudta is, a B-hez viszont szinte semmit sem írt és a kérdésekre sem tudott válaszolni (pedig inkább segítı jellegő kérdések voltak), ezért sajnos meghúzták! A legközelebb már a diplomamunka nem válthat ki semilyen hatást, mert csak a tételekbıl kell neki vizsgázni, és mivel már elıtte elhasalt nem számíthat a bizottság segítıkészségére, jóindulatára sem. Tanúság: Minden tételhez pár értelmes mondatot tudjon írni mindenki, mert ha a diplomamunkád lenyőgözte ıket és nem túl szırösszívő bizottságot sikerült kifogni (minden nap másik van), akkor elég lehet annyi is (szerintem ıt is átengedték volna). Akinek viszonylag kevés a dolgozata (oldalszámra) vagy kevésnek tőnik a saját rész (amennyi pluszt Te adtál a témához), az készüljön fel rá, hogy jobban megrángathatják. A fórumokban egyre több vizsgázó írja azt a módszert, hogy kidolgozáskor a tétel azon részérıl nagyon keveset vagy abszolút nem írt, amelyet a legjobban tudott, így igen nagy a valószínősége annak, hogy belekérdeznek abba a hiányzó részbe és akkor le lehet hengerelni ıket. Természetesen ez nem ment meg a tanulástól, hiszen a sikeres alkalmazáshoz tudni kell a tétel többi részét is, de arra mindenképpen jó, hogy esetleg jobb jegyet lehessen szerezni. Ui: Arra kérlek, ha a tételeimbıl tanultál, tiszteld meg annyival a munkámat, hogy küldesz egy mail-t, hogy milyenre sikerült a vizsga. Jó tanulást! Vélemény: Kedves leendı Kollega! A fórumban állandóan visszatérı téma, hogy mennyit érnek majd a munkaerı piacon a diplomával. Nos az a helyzet, hogy nincs miért szégyenkeznünk, és szó sincsen a GDF-es kíméljen szituációról. Ilyen hirdetést még senki sem látott, valószínőleg csak a szájhagyományban létezik, amelyet az iskolától keserő szájízzel távozott diákok terjesztenek. Nekem is vannak a baráti körömben olyan emberek, akik belevágtak a GDF-be, mert úgy hallották, hogy könnyő, majd a saját bırükön tapasztalták meg, hogy ez nem igaz. Az állandó UV-k után abbahagyták a sulit, magyarul mondva kibuktak, de persze ık ezt mindenfelé úgy adták tovább, hogy otthagyták a sulit mert nagyon gyenge volt. Ez a hiedelem valószínőleg arra vezethetı vissza, hogy az iskola úttörı szerepet vállalt a költségtérítéses képzésben. A rendszerváltáskor csak államilag támogatott felsıoktatás létezett, amely kis keretszámával nem tudta kielégíteni a hírtelen felmerülı magasan képzett szakemberek iránti igényeket. Ekkor lépett színre a GDF, amely költségtérítés ellenében bárki számára elérhetıvé tette a felsıfokú képzésben való részvételt. Akkor ezt a modellt és a sulit sok támadás érte, és a modell ellenzıi úgy tüntették fel, mintha az ember pénzért megvenné a diplomáját, persze errıl szó sem volt, sıt pár éven belül az összes intézmény átvette a GDF modelljét. Továbbá a távoktatás és az e-learing bevezetésében is a GDF az élenjáró, de ahogyan a mondás is tartja senki sem lehet próféta a saját hazájában. Egy komoly munkáltató amúgy sem a diploma kiállítóját, hanem a tudást nézi, a felvételiken hamar kiderül, hogy rendelkezel-e a megfelelı tudással. Ez nem iskolafüggı, hanem szorgalomfüggı. Minden sulit végig lehet csinálni bukdácsolva és jelesre is, minden suliban lehet puskázni is, és mindenhol vannak laza meg kemény tanárok. Mikor elkezdtem a jelenlegi munkahelyemen dolgozni, a felvételinél sem volt érdekes a kiállító iskola, és annak ellenére, hogy rajtam kívül még 6 diplomás (BME, JATE, DE, ) jelentkezett az állásra mégis engem választottak anno, mert én értem el a legtöbb pontszámot, én tudtam ıket legjobban meggyızni a tudásomról. A legtöbb suli csak abban különbözik a GDF-tıl, hogy jobban szívatják és megvágják a delikvenseket. Ha hiszitek, ha nem még a tananyag is ugyan az, sıt még a tankönyvek is szinte ugyanazok, sıt még az Államvizsga tételek is nagyon hasonlóak!!! A másik nagyon fontos, hogy a szakma is elismeri és média is elismerıen szól a GDF-rıl. A HVG minden évben minısíti az iskolákat és felállít egy képzeletbeli rangsort, amelynél a GDF rendre az elıkelı élbolyban, sıt dobogós helyen található. A GDF honlap Rólunk írták részében elolvashatod. A Népszabadság is monitorozta a Diplomák elismertségét és szintén hasonló eredményt ért el, ennek jó példája a rendkívül magas 95%-os elhelyezkedési arány. A szakmai is jó véleménnyel van az iskoláról, mert sok elismert cég kötött együttmőködési szerzıdést az iskolával, és vesznek részt a képzési programokban, esetleg ajánlanak munkahelyet az államvizsga után. A szakmai versenyekben is jó helyezések születnek, sıt a legnagyobb, a Microsoft által meghirdetett szakmai versenyben is pár évvel ezelıtt egy GDF-es diák nyert. 2

3 Nemzetközi szinten is elismerik a GDF-et, ennek legékesebb bizonyítéka az hogy 2006 év végén,megkapta Oxfordban a legkiválóbb európai felsıoktatási intézményeknek járó Socrates-díjat (szakmai folyóiratok foglalkoztak is vele). Harmadik nagyon fontos dolog az, hogy az új felvételi rendszerben, az iskolák minısítésének mérıszámaként azt emelik ki, hogy hány diák jelöli meg felvitelikor elsı helyen az adott intézményt és ennek megfelelıen osztják szét az államilag finanszírozott helyeket (ezzel a szétosztással nem értek egyet, de ez más kérdés). Nos itt is remek eredmény született, mert a mőszaki informatikus hallgatók választásaiban a 3. helyezést ért el a fıiskola. Ennek megfelelıen az államilag támogatott helyek a következıképpen alakultak: Elsı a Mőszaki Egyetem villamosmérnöki kara: 526 fıvel, a második a Budapesti Mőszaki Fıiskola Neumann Informatika kara 332 fıvel, és ezt követi a GDF 268 fıvel. ( tanév) Ha megnézitek a statisztikai adatokat a Felvi-n vagy a suli honlapján, akkor láthatjátok, hogy az elmúlt 15 évben kb ezren iratkoztak be a suliba és ebbıl csak kb nek sikerült végigcsinálni és államvizsgázni. Tehát ebbıl is tisztán látszik, hogy nem könnyő elvégezni a sulit és milyen magas a kibukások aránya. Az én osztályomban kb. negyvenen voltunk, de a végére csak 15-en maradtunk, és végül csak ötünknek van meg eddig a diplomája. A többieket meghúzták a vizsgákon, így el-elmaradoztak a vizsgákkal és egyre csak halmozták az elmaradásaikat és végül sokan belefáradtak az állandó pótolgatásokba. Sajnos ık is azt hitték, hogy befizetik a tandíjat és tanulás nélkül is lehet diplomájuk. Tévedtek. Szóval ne dıljetek be mindenféle bizonytalan eredető mende-mondának amelybıl süt a rosszindulat!!! Tanulj becsületesen, és ne csak ezért izgulj vizsgán, hogy görbüljön, mert akkor bármilyen diploma is lesz a kezedben a tudásod semmit sem fog érni. 3

4 A1. A számítógépek architektúrája, az egyes egységek feladata. A számítógépek nagyon sokat változtak az elmúlt évtizedek során, azonban ez a változás kapacitásukat, sebességüket érintette elsısorban, mőködési elvükben követték Neumann János által 1945-ben kidolgozott szabályokat. Ezek közül a legfontosabbak: 1. Tárolt program: az utasításokat az adatokkal azonos módón, közös, nagy kapacitású memóriában, numerikus adatok formájában kell tárolni 2. Kettes számrendszer: Az adatol és program kódok ábrázolására a kettes számrendszert kell alkalmazni 3. Vezérlıegység: szükség van egy olyan vezérlıegységre, mely különbséget tud tenni utasítás és adat között, majd önmőködıen végrehajtja az utasításokat 4. ALU: a számítógép tartalmazzon egy olyan egységet, amely az aritmetikai mőveletek mellett képes elvégezni az alapvetı logikai mőveleteket is 5. Perifériák: szükség van olyan ki/bemeneti egységekre, amelyek biztosítják a kapcsolatot az ember és a számítógép között. CPU tölti be a vezérlıegység és az ALU feladatát. Napjainkban a legtöbb számítógépben egyetlen mikroprocesszor látja el ezt a funkciót. A CPU értelmezi és hajtja végre az utasításokban kódolt aritmetikai és logikai mőveleteket, vezérli az adatforgalmat a memória és a perifériák között. Memória: szavanként címezhetı tárolóegység, melynek rekeszei tárolják az utasításokat és az adatokat egyaránt. Az, hogy egy rekesz tartalma adat vagy utasítás, csak értelmezés kérdése, hiszen az ábrázolás módja azonos. A memóriáknak gyorsan olvashatónak és írhatónak kell lenniük, hiszen hozzáférési idejük alapvetıen meghatározza az utasítássorozat végrehajtásának sebességét. Perifériák: alapvetı feladata a kapcsolattartás a külvilággal, a felhasználóval. Számtalan típus képzelhetı el. A felhasználókkal való közvetlen kapcsolattartásra szolgál a billentyőzet, az egér, a monitor, nyomtató, rajzgép, scanner, stb., a hosszú távú archiválást a mágnesszalagos egységek és optikai lemezek szolgálják. A perifériák közül az operációs rendszerek szempontjából kiemelkedı fontosságúak a mágneslemezes háttértárak, mint az adat- és programtárolás alapvetı eszközei. Busz: (vagy másik nevén Sín) biztosítja a funkcionális egységek közötti kapcsolatot. Kisség leegyszerősítve a dolgot, felfogható egy vezetékkötegként, melyen az adatok, címek, és vezérlıjelek eljuthatnak a címzettjükhöz. A buszon keresztül kommunikáló eszközöknek természetesen közös nyelven kell beszélniük, azaz meghatározott jelszinteket, sebességet, kódolást kell használniuk. Az adatok bevitelére négy alapvetı funkcionális egysége van Architektúra - Központi egység (CPU) - Vezérlı egység (CU) - Aritmetikai és logikai mőveletvégzı egység (ALU) - Regiszterek - Központi tár (memória) - Másodlagos- vagy háttértárolók - Perifériák (I/O) - Beviteli egységek (Input Units) - Kiviteli egységek (Output Units) Központi egység (CPU) Minden adatáramlás a processzor felügyelete alatt történik. A processzor biztosítja a számítógép összehangolt mőködését. A vezérlı egység és aritmetikai egység mőködéséhez használ regisztereket. Ezek a regiszterek gyors mőködéső tárolóhelyek. A mikroprocesszor a memóriából kapott adaton a programnak megfelelıen logikai és számítási mőveleteket végez, az eredmények alapján kiválasztja a következı lépést. 4

5 Központi tár (memória) Legfontosabb erıforrás a processzor mellett. A tárolóban található a végrehajtás alatt levı program és a feldolgozásban használt adatok. Memória áramkörök többfajta módon mőködhetnek, a különbség a sebességben, a megbízhatóságban, és az árban is megnyilvánulnak. A dinamikus RAM (DRAM) memóriában a biteket cellákba osztva tárolják elektromos töltés formájában. Minden egyes cella egy kis felülető félvezetı kondenzátorból és egy tranzisztorból áll. A kondenzátor töltött vagy kisütött állapota felel meg a bit értékének (logikai 1 vagy 0). A kis kapacitás sajnos magától is ki tud sülni, ezért szükséges frissíteni a cellák tartalmát, ezért van a névben a "dinamikus" jelzı. A statikus RAM (SRAM) memóriák nem igényelnek frissítést, ezáltal sokkal gyorsabbak. Kisebb viszont a kapacitása és drágább az elıállítása. Ezért ezeket a memóriákat általában cache memóriáknak szokás alkalmazni. A legkisebb tárolási egysége az egy bináris jel, a bit. Fizikailag legkisebb egységként kezelt tárolóterület a rekesz (1 byte). Minden rekesz címmel rendelkezik, amely alapján a tárolóhelyet a processzor ki tudja választani, és abban adatot tud elhelyezni vagy kiolvasni. A rekeszek címet 0-val kezdıdı, szigorúan növekvı sorszámok alkotják. Címezhetı tartomány megadja, hogy hány bináris értéket lehet felhasználni a cím értékének leírására Szó logikai adat-mértékegység. Az aritmetikai mőveletvégzés során egy-egy számadat leírására nem elegendı egy byte, ezért egységként byte-ot használ a processzor. Memória típusok RAM (írható és olvasható) - dinamikus RAM (DRAM) alacsony teljesítményigényő, tartalmát rövid idı alatt elveszti, ezért annak tartalmát ciklikusan fel kell újítani. Kis mérete miatt (1 tranzisztor) nagy mérető tárakat lehet belıle kialakítani. - statikus RAM (SRAM) gyors mőködési sebességő, nem igényli az állandó adatújítást (=bistabil multivibrátor) ROM (csak olvasható) - csak egyszer tölthetı fel a gyártás során (ROM) - a felhasználó által egyszer feltölthetı (PROM) - speciális módon törölhetı és programozható (EPROM) - felhasználó által újraírható (FLASH ROM) A központi tár jellemzıi - elérési idı (access time): idıtartam, amely a kiolvasás megkezdése és az adatnak a tároló kimenetén való megjelenése között eltelik - ciklusidı (cycle time): magába foglalja a kiolvasás utáni feléledési idıt (recovery time), amelyre egyes memóriáknak szüksége van a következı memóriához fordulást megelızıen Pár éve a SDRAM (Synchronous Dinamic Random Access Memory) volt az uralkodó. A SDRAM-ok többsége DIMM (Dual Inline Memory Modul) modulként készül. Központi memóriának úgynevezett dinamikus RAM-ot használnak. Ez a CMOS RAM-mal szemben igen rövid idı - a másodperc tört része - alatt elveszíti tartalmát, ezért frissíteni kell. Az alaplap áramkörei gondoskodnak errıl, a frissítés tulajdonképpen nem más, mint a memória kiolvasása. Létezik olyan memória modul is, amely maga végzi a frissítést, nem terhelve vele az alaplap áramköreit. A SDRAM az adatátvitelt a rendszer órajeléhez szinkronizálja. A ma kapható memóriamodulok többségén van egy SPD nevő kiegészítı memóriachip, amely tudatja az alaplappal a hozzá tartozó idızítési (frrissítési, írási, olvasási) beállításokat, így ennek beállításával nem kell a BIOS setup-jában foglalkozni. A DDR SDRAM és az RDRAM hasonló elven mőködik: a jel mindkét oldalát adathordozóként használja, így megduplázódik az adatátvitel. A DDR SDRAM elsı két verziója a PC1600 (DDR PC100) és a PC2100 (DDR PC 133) nevet viseli. Az 1600 és 2100 az adatátvitelre utal, azaz 1,6 és 2,1 GB/s-ra. Az RDRAM (Direct Rambus DRAM) adatátviteli sebessége 1,6 Gbájt, azaz 10-szerese az SDRAM-nak. A Rambus végül nem terjedt el a magas ára miatt, hanem a DDR második kiadása hódította meg a piacot. A DDR2 SDRAM a DDR SDRAM-nál újabb fejlesztéső, alacsonyabb feszültségen mőködı, kevesebbet fogyasztó memóriatípus. A memóriamodulok foglalatai régebben nem tetszılegesen voltak feltölthetık: A SIMM memóriamodulokra volt érvényes az, hogy általában csak párosával és egyforma nagyságú memóriamodulokat tehettünk be. A DIMM moduloknál már nincs ilyen megkötés. A memória mérete is döntıen befolyásolhatja az alaplap teljesítményét. A ma kapható legnagyobb memóriamodul a 2 Gbájtos. Az sem kizárt, hogy re megjelenik az 5 Gbájtos modul is. A memória az amivel nem érdemes spórolni, mivel ez az egyik legolcsóbb része a PC-nek. Ma már az 512 Mbájt abszolút minimumnak tekinthetı. A legjobb, ha legalább 1 Gb memóriát használunk, az új gépeket már így szerelik. Háttértárak Igen nagy mennyiségő adatot kell tárolni, ezért a központi tár nem elegendı, igen korán igénybe vettek többnyire mágneses alapon mőködı tároló eszközöket (merev- illetve hajlékonylemezek) 5

6 Merevlemezek: Kevés elektronikai eszköz büszkélkedhet olyan sikertörténettel, mint a merevlemez. Az '50-es években született elképzelésbıl a '80-as évek közepe óta a PC-k egyik legalapvetıbb részegysége vált, amelynek tárolókapacitása és sebessége folyamatosan növekedik, fizikai mérete és ára azonban egyre csökken óta a meghajtók tárolókapacitása óriási, éves szinten mintegy százalékos ütemben fejlıdik, vagyis a merevlemezek mérete hozzávetıleg minden nyolc hónapban megduplázódik. Mőködés: Állandó sebességgel forognak és az adatok írása/olvasása a felülettıl néhány mikron távolságra lévı fej segítségével történik. Minden lemezfelülethez tartozik egy író-olvasófej. A mikroszámítógépekben kizárólagosan használt merevlemez típus a pormentesen, zárt tokban elhelyezett merevlemez, az ún. winchester lemez. A nagygépek és a mikroszámítógépek esetében használnak fixen beépített merevlemezeket és cserélhetı lemezeket. A merevlemezek kapacitása 20 Mbyte és 420 Gbyte között mozog. Hajlékonylemezek (floppy disk): Mágnesezhetı réteggel ellátott vékony mőanyag lemezek papír vagy mőanyag védıtokban elhelyezve. A lemezek írásakor/olvasásakor az író-olvasófej hozzáér a lemez felületéhez, ezért csak akkor forgatja a meghajtó, amikor adatírás vagy - olvasás zajlik. A lemez elérési ideje lényegesen nagyobb, mint a merevlemezeké. A hajlékonylemez elsısorban a mikroszámítógépek adatbeviteli, - kihozatali adathordozója. A ma használt floppy disk-ek mérete 5.25", illetve 3.5" átmérıjő és kapacitásuk 360 Kbyte Mbyte között van. Használnak 21 Mbyte kapacitású 3.5"-es lemezeket is (zip drive, a drive, külön meghajtó kell). Manapság Flash Drive-t vagy memóriakártyákat használunk. Optikai lemezek: nagy az elérési idı (15 msec), kicsi az adatátviteli sebessége (40x = 6 Mb/sec), több 650 Mb 4,7 GB nagyságúak. (Típusai: csak olvasható (egyszer írhatók) a CD-vagy DVD-ROM-ok, magnetooptikai (MO), újraírható lemezek (CD-RW), DVD-RW ). Mágnesszalagtár: archiválásra szolgáló eszköztár (streamer). Perifériák (monitor, billentyőzet, egér, nyomtató, scanner) A számítógép külvilággal való kapcsolattartás eszközei alkotják együtt a perifériákat. A processzor a perifériális eszközöket egy-egy vezérlı egységen (controller) keresztül éri el és irányítja. A vezérlık önálló egységként helyezkednek el a központi egységhez kapcsoltan, vagy pedig magában a perifériában találhatók és a központi egységgel egy szabványos csatlakozón keresztül tartanak kapcsolatot. A perifériák egyre több feladatot, vezérlési funkciót látnak el, saját vezérlıjük irányítása alatt. Elegendı a szabványos csatlakozási felület kialakítása a központi egység és a periféria között. A perifériák a közös sínrendszerre csatlakozó vezérlıkön keresztül kapcsolódnak a processzorhoz. A perifériális eszközöket a processzor kontrolleren keresztül éri el és irányítja. Nagyszámítógépeknél a csatornarendszert használják fel a kapcsolat kialakítására. Az adatcsatornák önálló vezérlı egységgel rendelkeznek és megfelelı program alapján önállóan irányítják az adatátvitel folyamatát a processzor munkájától függetlenül a memória és a periféria között. Az adatátvitel indítása elıtt a processzor az átvitel programját átadja a csatornavezérlınek, majd elindítva azt, a továbbiakban a csatorna már önállóan dolgozik tovább, amíg be nem fejezi a kijelölt átvételi feladatot. Ekkor jelzést küld a processzornak, amely további igény esetén ismét elindít egy adatátviteli folyamatot. A mikroszámítógépek perifériái a közös sínrendszerre (bus system) csatlakozó vezérlıkön keresztül kapcsolódnak a processzorhoz. Monitor: az adatok grafikus vagy szöveges megjelenítésére szolgál. Billentyőzet: kisebb mennyiségő adat bevitelére, valamint a gép közvetlen vezérlésére szolgál. Nyomtató, plotter: az eredmények szöveges vagy grafikus megjelenítésére használatosak nyomtatott formában. Szkenner: rajzok, grafikák, fényképek vagy szöveg raszteres (bittérképes) bevitelét teszi lehetıvé. Egér, trackball: mutatóeszközök, amelyek segítségével a grafikus képernyın mozgatott kurzorral, rámutatással kijelölhetık a mőveletek, így a program és a gép irányítása billentyőzet nélkül történik. Modem: amelyen keresztül a számítógép közvetlenül kapcsolódhat a távközlési hálózatokhoz (kapcsolt telefonhálózat, bérelt adatvonalak, csomagkapcsolt hálózat) és ezeken keresztül más számítógépes rendszerekhez. A külsı modemek külön készülékben helyezkednek el, mőködtetésükhöz külön áramforrásra is szükség van és a számítógép soros vagy USB portjára kapcsolódnak. A belsı modemek csupán egyetlen bıvítıkártyából állnak, amelyet a számítógép belsejébe kell beszerelni. A belsı modemeket csak a telefonvonalra kell csatlakoztatni, nincs szükségük külön áramforrásra. Hálózati kártya: helyi számítógépes hálózathoz (LAN = Local Area Network) kapcsolható a számítógép. 6

7 A2. I/O adatátviteli lehetıségek (soros, párhuzamos), adatvédelem. A perifériák és a periféria interfészek közötti adatátvitelre két, lényegében különbözı megoldás létezhet: - a periféria interfész és a periféria között az adatokat bitenként sorba egymás után visszük át, ezt soros átvitelnek nevezzük - a periféria interfész és a periféria között az adatokat bitcsoportonként egyszerre visszük át, ezt párhuzamos átvitelnek nevezzük Párhuzamos adatátvitel A mikroszámítógépes rendszerekben a legnagyobb számban a Párhuzamos adatátvitel lehet - programozott I/O átvitel, - megszakításos (IRQ), - közvetlen tároló hozzáféréses (DMA) Programozott I/O átvitel (polling): - a processzor teljes körően ellenırzi és vezérli az I/O mőveletet - a periféria állapot regiszter ciklikus lekérdezése folyamatosan terheli a processzort (ezért ennek csak akkor van értelme, ha az I/O eszköz nagyon gyors) A programozott I/O adatátvitel lehet feltétlen vagy feltételes. 1. Feltételen adatátvitel: az adatok küldésére és fogadására mindig kész perifériát feltételez, tehát nem szükséges állapot ellenırzés (pl.: számítógép jelzılámpái LED kijelzık) 2. Feltételes adatátvitel: a CPU elıször megvizsgálja a periféria állapotregiszterét, s az adatátvitel csak akkor következik be, ha a periféria készen áll. Ennek lépései - periféria állapotát leíró adatok kiolvasása és vizsgálata - adatok küldése a számítógépbıl vagy a perifériától A programozott adatátvitel nem túl elınyös, mert lassú átvitelt eredményez és a processzor idejét teljesen leköti. Az átvitelt mindig a processzor kezdeményezi. Megszakításos (IRQ): A periféria a számára kijelölt megszakítás kérı vonalon értesíti a megszakítás vezérlın keresztül a processzort, ha adatátvitelt igényel. A kérés elfogadása esetén a CPU egy idıre félre teszi éppen végzett munkáját, kiszolgálja a perifériát, majd folytatja ott, ahol abbahagyta. A processzor ez esetben nincs teljesen kiszolgáltatva a perifériának, viszont a programok közötti átkapcsolás, a visszatéréshez szükséges információk elmentése adminisztrációt, szervezést igényel, idıt vesz el. (A megszakításos adatátvitel elınye a programozott I/O átvitellel szemben, hogy a processzor lényegesen kevesebb idıt tölt az adatátvitel irányításával. Ugyanakkor továbbra is a processzoron keresztül zajlik az átvitel és a nagyobb sebességő eszközök esetében már nem kellıen megbízható ez az eljárás.) Lépései: - megszakítja a futó programot - tárolja a futó program adatait - elindítja a kiszolgáló rutint (adatátvitelhez) - befejezi a megszakítást (ha befejezte az adatátvitelt) - folytatja a megszakított programot Közvetlen memória hozzáférés DMA: Lényege, hogy a processzor egy I/O mővelet végrehajtásához szükséges információkat átadja egy, a processzortól független DMA (Direct Memory Access) vezérlınek, mely ezt követıen az adatátvitelt a memória és az I/O eszköz között önállóan irányítja. Ezáltal a processzor felszabadul más feladatok végrehajtására. Lépései: - ellenırzi a perifériát, hogy tud-e fogadni - DMA buszfoglalási kérelmet jelez, a processzor visszaigazolja - DMA kizárólagosan lefoglalja a buszt, és végrehajtja az átvitelt - DMA jelzi a processzornak a befejezést - processzor ellenırzi az átvitelt, és a buszt szabaddá teszi Ilyen például a floppy vezérlı (DMA 2). 7

8 Soros adatátvitel Nagyobb távolságú adatátvitelnél a párhuzamos nem lehetséges, ilyenkor az adatokat bitenként, a kiegészítı ellenırzı jelekkel együtt, idıben egymás után továbbítja a számítógép. Mivel a számítógépen belül az adattovábbítás párhuzamos formában történik, ezért a soros adatátvitelhez elıbb szükség van egy párhuzamossoros, illetve ilyen jelek fogadásakor, egy visszaalakító soros-párhuzamos átalakításra. A nagyobb távolságra történı adattovábbításhoz, a telefonvonalakat lehet igénybe venni, amelyek használatához a jeleket rá kell ültetni egy hangfrekvenciás hordozójelre. Az erre a célra szolgáló eszköz a modem. A modem (modulator/demodulator) által használt leggyakoribb modulációs eljárások a frekvencia, az amplitúdó és a fázismodulációs eljárás. Színuszos vivıjel ananlóg modulációja három féle lehet: Ha a moduláló jel a vivı jel 1. amplitúdóját változtatja, akkor amplitúdó moduláció (AM) 2. frekvenciáját változtatja, akkor frekvencia modulációról (FM) 3. fázisát változtatja, akkor fázis modulációról (PM) A két, modemen keresztül összekötött, berendezés egymással félduplex, illetve duplex üzemmódban tud kapcsolatot tartani. A félduplex üzemmódnál az adattovábbítás mindkét irányban lehetséges, de felváltva (adóvevı pl.). A teljes duplex lehetséges, de egyidıben mindkét irányban lehet adatokat továbbítani. Az összekötéshez 2, vagy 4-vezetékes rendszer szükséges. A félduplex üzemmódhoz 2, a duplexhez 4-vezetékes kapcsolat kell. Az átvitel formája, elektromos jellemzıi szabályozottak. Az átvitel módját meghatározó szabályrendszert nevezik protokollnak. A soros adatátvitel lehet aszinkron és szinkron ütemezéső. Szinkron átvitel: Szinkron adatátvitelnél, az egymást követı jelek ütemezetten, órajellel vezérelve, szinkronizáltan követik egymást. Az adatok átvitele blokkos formában történik, amelyet kiegészítenek még szinkronizáló bitekkel is ( SYN SYN ADATOK SYN SYN ADATOK )Ezt a formát nevezik frame -nek, keretnek. 1. blokk 2. blokk Az egyes adatokhoz tartozó jelek csak egy meghatározott alapidıtartam egész számú többszörösei lehetnek (órajel miatt). Aszinkron átvitel: Az aszinkron ütemezéső adatátvitelnél, a karakterek ütemezés nélkül követik egymást, az átvitt bitek mennyisége változó is lehet. A start/stop bitek miatt a jelsorozat eléggé redundáns, tehát információtartalom szempontjából felesleges jeleket is tartalmaz, ugyanakkor a vevı oldalon nincs szinkronizálva a vétel és emiatt nagyobb sebességő átvitel nem biztonságos. Az aszinkron átvitelnél nem szükségképpen van folyamatos kapcsolat az adó és a vevı között, ezek szinkronban csak az adatátvitel ideje alatt vannak. A szinkronizálást a start jel eredményezi. START adatok STOP SZÜNET START adatok STOP Az aszinkron soros átvitelhez használt átviteli sebességek: (bit/s). Az átvitel egyik formája a karakter orientált protokoll (COP= character oriented protocol), amelynek használata esetén a grafikus adatok továbbítása körülményessé válik. Ezért azok átviteléhez a bit orientált protokollt (BOP= bit oriented protocol) használják. Ilyen, az ISO által is elfogadott bit orientált protokoll a HDLC (high-level data link protocol) protokoll. Szabványosított interface: A soros adatátvitelek lebonyolításához a soros kimeneteket/bemeneteket (interfaceeket) szabványosították. A mikroszámítógépek környezetében használt szabványosított soros csatlakozási felületek az Electronic Industries Association által kidolgozott: RS 232C (20 vezetékes), és az RS 449 (30 vezetékes) szabvány. Összehasonlítva: A szinkron átvitelnél a redundancia alacsonyabb, de a kapcsolódó hardver bonyolultabb. Az alkalmazható sebesség magasabb, mint az aszinkron átviteleknél. A használt sebesség értékek: 4800, 9600 (bps), vagy magasabb érték. 8

9 Adatvédelem Minél kevésbé megbízható egy eszköz vagy adatátviteli rendszer, annál nagyobb szükség van az adatok védelmére, hibák javítására, detektálásra. Ilyen eljárások: Adatszintő védelem: - Paritásbit egyetlen bithiba: értéke 1, ha az ellenırzött adatblokkban páros számú egyes van, 0 ha páratlan. Figyelése paritásellenırzı áramkörrel valósul meg. - Hibajavító kódok független hibák: alapja a Hamming távolság - Ellenırzı összegek (CRC) összefüggı hibák: algoritmus alapján - Eszközszintő védelem - Lemeztükrözés lemez megkettızése - RAID adatok redundáns elosztása 0, 1, 1+0 A RAID (Redundant Array of Inexpensive or Independent Disks) napjaink egyik fontos technológiája. Segítségével sérülés-biztos merevlemez-rendszereket hozhatunk létre, melyek elengedhetetlenek bizonyos kritikus alkalmazásoknál, vállalatoknál vagy hálózatoknál. A RAID technológia lényege a nevében is benne van: több független merevlemez összekapcsolásával egy nagyobb mérető és megbízhatóságú logikai lemezt hozunk létre. A módszer kidolgozásánál a tervezık többféle célt tőztek ki: Nagy tárterület létrehozása, a logikai diszk haladja meg az egyes fizikai lemezek méretét Redundancia, azaz nagyfokú hibatőrés, az egyes lemezek meghibásodásával szembeni tolerancia Teljesítménynövelés, azaz az összekapcsolt lemezek együttes teljesítménye haladja meg az egyes lemezekét (pl. írási és olvasási mőveletek átlapolása). Adatvédelemhez tartozik a tárkezelı rendszer is. A tárkezelı rendszer feladatai közé tartozik a felhasználói programok, adatok védelme is. Ez a következıket jelenti: a memóriaterület védelme - a címzések helyességét ellenırzi a rendszerprogramok védelme a felhasználó beavatkozásaitól a felhasználók feladataik egymástól való védelme a tárolt adatokhoz való hozzáférési lehetıségek védelme A védelmi módszerek két típusa alkalmazott: hierarchikus. A programok más rutinokat csak a saját védelmi szintjükön, vagy magasabb szinten hívhatnak. Adatokat csak saját szintjükön, vagy alacsonyabb szinten érhetnek el. A szintek közötti védelmet az egyes szintek saját veremtárolója is biztosítja. A feladatok közti védelmet az egyes feladatok saját deszkriptor táblája (LDT) biztosítja. nem hierarchikus. Minden feladathoz(taszkhoz) egy mőveleti tábla van rendelve, amelye meghatározza azokat a taszk által elvégezhetı mőveleteket, amelyek más feladatokat érintenek. Az adatok védelme érdekében a szegmensekhez, lapokhoz adott hozzáférési jogokat szabályozza a védelmi rendszer. Ilyen jogok: olvasási írási végrehajtási 9

10 A3. Processzorok címzési lehetıségei. A számítógép mőködését parancsokkal tudjuk meghatározni. A parancsok végrehajtását teszi lehetıvé a processzor, mely beolvassa az utasításokat a memóriából, dekódolja és végrehajtja. Az utasítások abban különböznek egymástól, hogy az adatokat milyen formában tartalmazzák. Ezeket összefoglaló néven címzési eljárásoknak nevezzük. Címzési eljárások: 1. Abszolút címzés 2. Relatív címzés - bázisrelatív - programrelatív - utasításrelatív 3. Közvetlen adat (literális) címzés 4. Verem címzés 5. Közvetett címzés 6. Index címzés 1., Abszolút címzés Az utasítás címrészében az operandus valódi, pontos címe található. Ez a memóriára (memory direct), vagy a processzor valamelyik regiszterére (register direct). Regiszterek abszolút címzését a programokban gyakran alkalmazzuk, abszolút memória címzést viszonylag csak ritkán. Ennek oka, hogy a programokat nem mindig azonos memóriacímre töltjük be (szabad hely miatt) így az egyes programbetöltési címtıl függıen a programutasításokban megcímzett adatok fizikai helye is megváltozik. Pl.: MOV AX,DX (= DX regiszter tartalmát vidd át az akkumulátorba) 2., Relatív címzés Az utasítás címrésze egy relatív értéket tartalmaz, amelyet egy másik (alap) címhez képest kell értelmezni. Relaítv cím + alapcím = az operandus címe. Az alapcím helye alapján megkülönböztetünk - bázisrelatív (bázisregiszterben van az alapcím) - programrelatív (program memóriabeli kezdetének, töltési helyének címe) - utasításrelatív: az éppen végrehajtott utasítás (ekkor a báziscímet az utasításszámláló regiszter tartalmazza) Fıként vezérlésátadó (ugró) utasítások alkalmazzák. Akkor használjuk ezeket, ha biztosítani szeretnénk, hogy a program a memória tetszıleges helyére betöltve is futóképes legyen. Pl.: MOV AX, [ BP +4] (= a BP bázisregiszterben található címhez adj hozzá 4-et és az így keletkezett tartalmat töltsd be az akkumulátorba) 3., Közvetlen adat címzés (értékadó, álcímzés, literális) Az utasítás magára az adatra hivatkozik, amellyel a mőveletet végre kell hajtani. Ezt a címzési eljárást a programokban például a regiszterek konkrét számértékekkel (konstansokkal) való feltöltésére használjuk. A számérték nagysága erısen korlátozott, mivel az utasítás címrészébe kerül. Általában kisebb értékő konstansokkal való munkához lehet alkalmazni, gyorsasága és kis helyigénye miatt. Pl.: MOV AX, 0 (= nullát tölts be az akkumulátorba) 4., Verem címzés A verem (stack) egy regisztertár a CPU-ban, vagy egy kijelölt memóriaterület a fıtárban, amelybıl az utoljára beírt adatot lehet elıször kiolvasni. (LIFO) A verem egyik legfontosabb alkalmazása a CPU állapotának (az állapot és utasításszámláló regiszter tartalma) elmentése abban az esetben, ha egy program végrehajtását átmenetileg fel kell függeszteni. Memóriaverem: a fıtár egy részét tartalékoljuk veremmőveletre, címzése regiszterrel történik, ezt nevezzük verem mutatónak (stack pointer) Kaszkádverem: ekkor a verem a CPU-ban van és korlátozott számú regiszterbıl áll. Veremmőveletek: - írás (adatbevitel vagy PUSH) - olvasás (adatkihozatal vagy POP) 10

11 A verem memóriacímzése esetén a veremmutató tartalmát növelni (inkrementálni) kell beírás után, és csökkenteni (dekrementálni) kell kiolvasás elıtt. A veremtárat használjuk szubrutinok tárolására is, ilyenkor a program csak egyszer tölti be, de meghívni többször is tudja a szubrutint. 5., Közvetett (indirekt) címzés A közvetett cím egy olyan memóriaterületet címez meg, amelyben az adat tényleges címe van. A közvetett címet sokszor pointernek vagy mutatónak is szokás nevezni. 6., Index címzés A feldolgozások széles körében van szükség arra, hogy adatsorozatokon kelljen elvégezni valamilyen mőveletet. Ezekben az esetekben azt kell megoldani, hogy valamilyen egyszerő formában, utasítással ciklikusan sorra elı tudjuk venni az egyes tárolóhelyeken lévı adatokat. Az indexelt utasításokat adatsorozatokon végzett mőveletekor, ciklusokban tudjuk elınyösen használni. Az adatsorozat elsı elemének tárolási címét tartalmazza az utasítás címrésze és az indexregiszterben (IX) található az ettıl való eltérés, azaz hogy hányadik elemet kell a sorozatból feldolgozni. Az indexregiszter tartalmának folyamatos növelésével (vagy csökkentésével) végig tudunk haladni az összes adaton, tárolóhelyen. Mivel egy-egy adat elıkeresése után mindig növelni (csökkenteni) kell az indexregiszter tartalmát, ezért alkalmaznak olyan megoldásokat is, ahol ez a növelés automatikusan megtörténik. Ezt a lehetıséget nevezik autóindexelésnek. A tárolóhely pontos címe az utasítás címrésze tartalmának (mint alapcímnek) és az indexregiszter tartalmának összeadásával jön létre. Az indexregiszter tartalmát folyamatosan növelve, végig lehet járni a teljes adatsort. Az indexelt utasítás és a relatív címzési mód igen hasonlít egymáshoz, mert mindegyiknél egy alapcímtıl való eltérés adja meg a pontos tárolóhely címet. Azonban lényeges különbség van a kétféle címzési lehetıség között. A relatív címzésnél az alapcím egy regiszterben van és ennek értékét nem változtatjuk folyamatosan, az indexelt utasítások esetében az alapcím az utasításban van és a folyamatosan változó rész az indexregiszterben található. 11

12 A4. Mikroprocesszorok belsı funkcionális egységei. A mikroprocesszoroknak három alapvetı funkcionális blokkjuk van: aritmetikai egysége (Arithmetic Logic Unit), vezérlıegység (Control Unit), regiszterek. Ezen kívül tartalmaz még: - busz illesztı egység (BIU = Bus Interface Unit) - címszámító és védelmi egység (AU = Adress Unit) - belsı gyorsítótár (L1 cache) - belsı sínrendszer, mely az elızı részegységek kommunikációját biztosítja Aritmetikai egység (ALU) Az utasításokban elıírt aritmetikai vagy logikai mőveleteket hajtja végre. Bináris mőveletek elvégzésére alkalmas, és a kettes számrendszer alapján történı mőveletvégzés mellett többnyire a decimális aritmetika szerint is képes mőveleteket végrehajtani. A mikroprocesszorok aritmetikai-logikai egysége (ALU), mint a mőveletvégzés eszköze, a legegyszerőbb esetben is néhány fı részegységet biztosan magában foglal. ALU fı részegységei: - összeadó egység, amely két operandus összeadására szolgál - léptetı áramkörök, amelyek a regiszterek tartalmát mőveletvégzés közben jobbra, vagy balra léptetik, azaz tulajdonképpen 2-vel osztják, vagy szorozzák azt - logikai áramkörök a logikai mőveletek megoldásához - regiszterek, az adatok ideiglenes tárolására. Ezek lehetnek az ALU részét képezı, kizárólagos használatú regiszterek, mint pl. többnyire az akkumulátor regiszter (AC), vagy a processzor általános célú regiszterei közül egy, vagy több. Az aritmetikai mőveletek végrehajtásakor, az eredményétıl függıen, az állapotregiszter egyes jelzıbitjeit a processzor beállítja. A mőveletek eredményét visszatükrözı legfontosabb jelzıbitek a következık: - átvitel (carry): ha az eredmény legmagasabb helyértékén átvitel keletkezik, 1-es értéket vesz fel - nulla (zero): ha az eredmény nulla értékő, 1-es értéket vesz fel - elıjel (sign): ha az eredmény negatív, akkor az értéke 1-es lesz - túlcsordulás (overflow): ha az eredmény nagyobb, mint a tárolható legnagyobb érték, akkor értéke 1-es lesz. Vezérlı egység (CU): Feladata a program utasításai, vagy külsı kérések (periféria megszakítási kérelme, sín igénybevételi kérése) alapján, vezérlı jelek segítségével a gép részeinek irányítása. Ez magában foglalja: - az ALU mőveleteinek irányítását, - az egyes útvonalak nyitását/zárását valamint - a külsı egységek, a memória, az I/O eszközök vezérlését. 12

13 Vezérli a mőveletek elvégzéséhez szükséges belsı adatforgalmat. A vezérlı egység irányítja a processzor és az I/O eszközök közötti adatátvitelt, valamint a tárolt program alapján a mőveletek végrehajtását és az ALU mőködését. A gép vezérlése legtöbbször mikroprogram alapján történik. Minden egyes utasítás mőveleti kódja egy kis kapacitású ROM tárban, a mikroprogramtárban elhelyezkedı mikroprogramot indít el, amelynek minden lépése a vezérlıjeleknek egy sorát eredményezi. A vezérlıjelek lehetnek - belsı vezérlı jelek: melyek a processzoron belüli részegységek mőködését irányítják (pl.: aritmetikai egység és a processzor regiszterei közötti adatátvitelt) - külsı vezérlı jelek: melyek o a processzor és a memória, o a processzor és az I/O eszköz, o illetve a megszakításkezelést és a sínvezérlést irányítják Regiszterek A processzor regiszterei a felhasználói programok szempontjából három kategóriába sorolhatók: - rendszerregiszterek, melyek a felhasználói programok számára nem láthatók, nem elérhetık (pl.: IR utasításregiszter) - speciális célú regiszterek, melyek a felhasználói programokban csak meghatározott utasításokban szerepelhetnek (pl.: flag vagy státuszregiszter) - általános célú regiszterek, melyek a felhasználói programok utasításaiban korlátozás nélkül használhatók (pl.: akkumulátor regiszter) További általános részegységek: - A busz interfész egység (BIU = Bus Interface Unit) biztosítja a processzor kapcsolódását a külsı sínrendszerhez. - A címszámító és védelmi egység (AU = Adress Unit) feladata a programutasításokban található címek leképzése a memória fizikai címeire, s a tárolóvédelmi hibák felismerése. - A belsı sínrendszer a CPU-n belüli adatforgalmat lebonyolító áramkörök összessége. - A belsı gyorsító tároló (L1 cache) memóriából kiolvasott utasítások és adatok átmeneti tárolására szolgál. A pentium PRO processzorok óta az L2 cache is a processzoron belül található. 13

14 A5. A Mikroszámítógépek tároló-hierarchiájának elemei, mőködésük módja és jellemzıi a hozzáférései idıkkel (regisztertár, cache-tárak, RAM-ROM típusok, háttértárak). Megnevezés Kapacitás Elérés Átvitel REGISZTER Néhány száz B 1-5 ns - L1 / L2 CACHE kb / kb 15 ns / - ROM Néhány 10 kb-64 MB 200 ns - DRAM / SRAM MB ns / ns - FDD 1,44 MB 300 ms 50 kb/s HDD 40 GB-1TB* 10 ms 30ns 2 MB/s 133 Mb/s DAT 2 GB 1 s 2 MB/s CD MB 100 ms 1 MB/s DVD 4,7GB 100 ms 1 MB/s *2007 júniusában mutatták be az 1 TerraByte-os merevlemezt, amely újra a többlemezes felépítést valósítja meg. Regiszterek A CPU-hoz legközelebb lévı tárolok, amelyek viszonylag kevés adat befogadására képesek (általában egy szó). Az elérési idejük ugyanakkor ezeknek a legkisebb. Regisztertár: A processzorban egy-egy szónyi adat tárolására több gyors mőködéső tár szolgál, melyek együttesen alkotják a regisztertárat. A CPU-k teljesítményének fokozására az elmúlt években növelték a regiszterek darabszámát, így alakultak ki a regisztertárak (regisztertömbök). Fontos: általános célúak legyenek, háromcímes elérési lehetıség biztosítása(egy utasításon belül megadható két operandus és az eredmény címe is), minél nagyobb méret. Kezelési technikák Regiszterbank: A regisztertömb nem átlapolódó, azonos mérető részekre, ún. bankokra van felosztva, melyek mérete 2 valamely hatványa. Az aktuálisan használt bank kezdetét a bank-mutató (current bank pointer) jelöli ki. Ablaktechnika: A regisztertömb egy-egy azonos mérető de átlapolható része látható a processzor számára. A méret 2 valamely hatványa. Az aktuális ablak kezdetét az ablak-mutató (current window pointer) jelöli ki. A szubrutinok közötti paraméterátadás megkönnyítésére használható ez a technika. Blokktechnika: A regisztertömb tetszıleges mérető átlapolható részekre van felosztva. Az aktuális blokk kezdetét a blokk-mutató (current block pointer) jelöli ki. ROM csak egyszer tölthetı fel a gyártás során (ROM) a felhasználó által egyszer feltölthetı (PROM) speciális módon törülhetı és újraprogramozható (EPROM) elektromosan törölhetı, és újraírható (EEPROM) DRAM / SRAM (írható és olvasható) - dinamikus RAM (DRAM) alacsony teljesítményigényő, tartalmát rövid idı alatt elveszti, ezért annak tartalmát ciklikusan fel kell újítani. Kis mérete miatt (1 tranzisztor) nagy mérető tárakat lehet belıle kialakítani. - statikus RAM (SRAM) gyors mőködési sebességő, nem igényli az állandó adatújítást (=bistabil multivibrátor) Ismert típusai DRAM: FPRAM Fast Page RAM (gyors lapozású memória) EDORAM Extended Data Out RAM (kiterjesztett adatkimenetelő memória) SDRAM Syncronous DRAM (szinkron DRAM) DDR SDRAM RDRAM (Direct Rambus DRAM) nem terjedt el DDR2 SDRAM SRAM: Aszinkron SRAM (processzorral nem szinkronban mőködik) (Egyéb speciális típus: VRAM videókártyán lévı RAM) 14

15 L1 / L2 CACHE L1: Belsı cache (processzorban) L2: általában processzoron kívüli, Pentium PRO tól a processzoron belül van már Általában gyors eléréső SRAM-okból áll, ma már létezik speciális cache is, pl.: merevlemez cache. (az adatáramlás folyamatosságának biztosítására, pufferelési céllal, az egyes tárolási szintek közé kisebb kapacitású, felhasználó számára láthatatlan, gyors mőködéső tárolók kerülnek, melyeket cache-táraknak nevezünk) Szerepe: A cache tárak az utasítások és adatok átmeneti tárolására használhatók. Típusai: - teljesen asszociatív. A beolvasott blokkok bárhova elhelyezhetıek, bármelyik sorba kerülhetnek. Az elhelyezés sorát a helyettesítési algoritmus határozza meg. - közvetlen leképezéső. Egy-egy blokk csak meghatározott helyre kerülhet. A blokk helyét a blokksorszám alsó 8 bitje határozza meg. A blokk tehát abba a sorba kerülhet, amelyet a sorindex meghatároz. A 16 adatbyte mellett a blokksorszám bitje, valamint a jelzıbitek is tárolásra kerülnek. A 28 bites blokksorszám itt egy 20 bites lapsorszámra, és az azon belüli 8 bites blokksorszámra bomlik. - csoport asszociatív. Átmenet a teljesen asszociatív és közvetlen leképezéső cache tár között. A cache nagyobb sorokból álló csoportokra van osztva, melyek önmagukban is mint teljesen asszociatív tárként mőködnek, azaz egy csoporton belül bárhova kerülhet a blokk. Az elhelyezést a választott helyettesítési algoritmus határozza meg. - szelektor leképezéső. Köztes megoldást képzı, de ma már ritkábban használt cache tár. DAT (Mágnesszalag): archiválásra szolgáló eszköz (streamer). Mágneslemez: Lehet hajlékony- vagy merevlemez. Az adattárolás koncentrikus sávok (track) mentén történik. Egymás alatt elhelyezkedı sávok a cilinderek (cylinder). A sávok szektorokra vannak felbontva, amelyek egyenként általában 512 bájt hosszúságúak. FDD (Hajlékonylemez, floppy) Mágnesezhetı réteggel ellátott vékony mőanyag lemezek papír vagy mőanyag védıtokban elhelyezve. A lemezek írásakor/olvasásakor az író-olvasófej hozzáér a lemez felületéhez, ezért csak akkor forgatja a meghajtó, amikor adatírás vagy -olvasás zajlik. A lemez elérési ideje lényegesen nagyobb, mint a merevlemezeké. A hajlékonylemez elsısorban a mikroszámítógépek adatbeviteli, -kihozatali adathordozója. Mára ez a technológia kihalóban van, mert kapacitása kicsi, és árában (3500 Ft) sokkal nagyobb kapacitású és gyorsabb PenDrive eszközt lehet vásárolni. Az új számítógépekbe már bele sem építik, csak ha kérjük. HDD (Merevlemez, winchester) Állandó sebességgel forognak és az adatok írása/olvasása a felülettıl néhány mikron távolságra lévı fej segítségével történik. Minden lemezfelülethez tartozik egy író-olvasófej. A mikroszámítógépekben kizárólagosan használt merevlemez típus a pormentesen, zárt tokban elhelyezett merevlemez, az ún. winchester lemez. A nagygépek és a mikroszámítógépek esetében használnak fixen beépített merevlemezeket és cserélhetı lemezeket. (Programok tárolása, adatok tárolása és archiválása, virtuális memória) Merevlemezekrıl bıvebben: CD / DVD Olvasás elve, hogy a lemezt letapogató lézersugár a felületrıl visszaverıdve különbözı fázisban érkezik vissza az érzékelıhöz, attól függıen, hogy kiemelkedés vagy térköz halad el alatta. (Írottnál a mágnesezetség változik.) A manapság két új szabvány verseng a BlueRay és a HD-DVD, de már megjelent azok versenytárs is a holografikus lemez amely a Hitachi-Maxell fejlesztése és a Tapestry Disc nevet kapta, 13 centiméter átmérıjő, 3,5 milliméter vastag átlátszó lemez a három dimenziós technológiának köszönhetıen 64 DVD-nyi adat hordozására alkalmas, és sokkal nagyobb adatátviteli sebességre képes, mint elızı generációs társai. Másik trónkövetelı a TerraDisk amely adattároló kapacitása hússzorosan, de elvileg akár százszorosan is felülmúlhatja a jelenlegi legnagyobb, 50 gigabájtos duplarétegő blu-ray lemezekét. A TeraDisc rikító sárga színe nem(csak) figyelemfelkeltı fogás a cég részérıl, hanem a lemez anyagának, a polimer-polimetil-metarkrilátnak jellegzetessége. Az információt fotokémiai úton viszik fel az egyes rétegekre: a polimer molekuláit az író 15

16 lézerrel megvilágítva, azok képtelenek lesznek az olvasó lézer fényének fotonjait elnyelni - az ilyen módon kezelt, illetve érintetlenül hagyott felületek jelképezik az egyeseket és nullákat (ez azt is jelenti, hogy újraírható lemezekre egyelıre ne számítsunk). A különleges alapanyagnak és az adatrögzítéshez használt fotokémiai eljárásnak hála, több száz adattároló réteg lehet egyetlen lemezen. Az elsı TeraDisc lemezek és olvasók ben kerülhetnek piacra, a gyártó becslése szerint 3000 dollár körüli áron, míg a legkisebb kapacitású, 600 gigás lemezek ára 30 és 60 dollár közé várható. Az elsı szimulációk szerint a TeraDisc ötven évig képes az adatok megırzésére, bár elvileg erre a cd lemezek is képesek. SSD: Flashmemóriás tárolóegységekbıl álló termékcsalád a Solid State Drive. A mozgó alkatrészt nem tartalmazó, energiatakarékos és strapabíró SSD-k eltávolítható rokonaikhoz, a pendrive-okhoz hasonlóan USB interfészen keresztül kommunikálnak, de van olyan változat is, amely Ultra-ATA66 interfésszel rendelkezik. Ezeket az adattárolókat azonban a gépek (elsısorban notebookok, de akár szerverek, útválasztók vagy vékony kliensek) beépítve tartalmazhatják. Az Solid State Drive egységek elsıdleges feladata a rendszer betöltési idejének, illetve a gyakran használt állományok elérési idejének gyorsítása. A flashmemóriát tartalmazó kiegészítı háttértár elınyeit mindazonáltal leginkább a noteszgépek tulajdonosai értékelhetik, a hordozható számítógépeknél ugyanis a gyorsabb fájlmőveletek mellett hosszabb akkumulátoros üzemidıt is szavatol ez a technológia. Az új tárolócsalád 1,2,4,8,32,64 gigabájtos kapacitással kerül forgalomba, A Solid State Drive eszközök a gyártók szerint az átlagosnál jóval hosszabb élettartammal bírnak ez számokban kifejezve közel ötmillió üzemórát jelent két meghibásodás közt (MTBF). A megbízható mőködésre további garancia a gyártó szigorú ellenırzési folyamata, melyen mindegyik SSD-nek át kell esnie, mielıtt elhagyja a gyárat. Az írási sebessége 45 MB/s, az olvasási tempó 64 MB/s. Ezek az értékek többszörösei az azonos mérető merevlemezekének, ugyanakkor az SSD tárolók energiafogyasztása csúcsüzemben is csak harmada a lemezes egységekének. A gyártók a következı évekre az SSD-k piacának robbanásszerő, évi 200 százalékot meghaladó növekedését jósolják, ami jó hír az árak szempontjából, hiszen végre széles körben elérhetıvé válhat ez a tárolótípus. A 64 GB-ost fıként noteszgépekbe szerelik, míg kisebb, 8 16 GB-os változatai médialejátszókba, navigációs eszközökbe, videokamerákba kerülhetnek. Tárhierarchia: A tárolók, a processzoron kívül, a számítógépek legfontosabb erıforrásainak számítanak, ezért azok használatának hatékony formáit külön célszerő vizsgálni. Lényeges szempont az utasítások és az adatok használati gyakoriságuknak megfelelı elhelyezése, azaz minél gyakrabban van szükség rájuk, a processzorhoz annál közelebb és a processzor által annál rövidebb idı alatt elérhetıknek kell lenniük. Fordítva is igaz, hogy ha nincs szükség valamilyen programrészre, vagy adatra, akkor az kerüljön ki a processzor közvetlen közelébıl, átadva a helyet a nála fontosabb adatnak. A nagy kapacitású tárolók elérési ideje általában nagyságrendekkel nagyobb, mint a processzor közvetlen közelében lévı a különbözı tárolóeszközökön. A processzorhoz legközelebb a regiszterek vannak, amelyek viszonylag kevés adat befogadására alkalmasak, ugyanakkor az elérési idejük a legkisebb (1-5 ns). A program végrehajtásához közvetlenül szükséges programrészek és adatok tárolására a központi memória szolgál, amelyek kapacitása néhány Mbyte és elérési ideje nsec. Az éppen nem szükséges adatok tárolását a nagykapacitású háttértárolók biztosítják több Gbyte-os tárolóképességgel és msec elérési idıvel. Ezt egészítik ki az ún. tömegtárolók, amelyek összkapacitása végül is csak az igényektıl és a lehetıségektıl függ. Ezek elérési ideje nagyon változó néhány 100 msec-tól néhány percig is terjedhet. Az adatok csak a tárolóhierarchián végighaladva kerülhetnek feldolgozásra a processzorban. Fizikai megvalósítás: A mágneses elvő adatrögzítés a leggyakrabban alkalmazott jelrögzítési forma. A jelrögzítés formája digitális megoldású. Ennél a formánál két mágnesezettségi szintet használnak (irányuk lehet: párhuzamos és merıleges).a két mágnesezettségi jelszint között átmenet akkor következik be, ha a rögzítendı jelsorozatban 1-16

17 es szerepel. Adattárolás elıtt a lemezek felületét formázni kell, hogy kialakuljon a szabványos jelrögzítési forma. A lemez felülete sávokra van osztva, melyen belül szektorok kerülnek kialakításra. Ha több lemez áll rendelkezésre, akkor az egymás feletti szektorokat cilindereknek nevezzük. Igen gyakran külön sávokat használnak az indextáblázatok, és a meghibásodott sávok átmentéséhez. A szinkronizáció mellett a sávok kezdetét is jelezni kell az olvasó rendszer számára. Ennek végrehajtására kétféle módszer használatos: soft szektoros (minden szektort valamilyen egységes jelsorozat vezet be) és hard szektoros (a szektorok kezdetét valamilyen fizikai jel határozza meg).a szektorok két részbıl állnak: fejrész (melyben az azonosításhoz szükséges információk vannak) és adatrész (melyben maga a tárolandó adatsor található). 17

18 A6. A hálózat fogalma és célja, hálózattípusok (LAN stb.), hardver és szoftver feltételek, jogosultságok. Egymással (szoros) kapcsolatban lévı önálló számítógépek rendszere. A hálózat célja: az erıforrások megosztása nagyobb megbízhatóságú mőködés költségmegtakarítás adatbázisok elérése (több pontról!) kommunikációs közeg kialakítása terhelésmegosztás Hálózattípusok: Területi kiterjedés alapján (mekkora területen helyezkedik el): LAN (Local Area Network) - kis kiterjedéső hálózat, lokális hálózat; jellemzıje az egyedi kábelezés és az ebbıl következı gyors adatátvitel. Mérete 1 szobától kezdve néhány kilométerig terjed. MAN (Metropolitan Area Network) - városi mérető hálózat; egy város nagyságrendjét lefedı hálózat. Fontossá teszik a térinformatikai rendszerek, melyek összefognak egy települést. Másik tipikus alkalmazás a világhálózatok kiindulási pontjaihoz (pl. Internet node-ok) való belépés biztosítása. WAN (Wide Area Network) - nagytávolságú hálózat; kiterjedése pár kilométertıl kezdve az egész Föld nagyságáig terjedhet. Tipikus átviteli eszközei a távközlési vállalatok által nyújtott eszközök: telefonvonal, mőhold, mikrohullám, stb. Topológia alapján: bus (sín): gépek egy közös átviteli közegre csatlakoznak győrő: a gépek egy győrőre vannak felfőzve fa: bármely két összekötött gép között egy és csak egy út van csillag: minden gép csak a központi géppel van összekötve teljesen összefüggı: minden gép minden géppel egyedileg össze van kötve (ez lenne az ideális, csak egy kicsit drága). részben összefüggı: a teljesen összefüggıbıl elhagyunk néhány ágat Átviteli sebesség alapján Lassú (kb 30 kbit/sec): általában telefonvonalak felhasználásával történı átvitelre jellemzı (ISDN 64, ill. 128 kbit/s) Közepes sebességő (kb 1-20 Mbit/s): ide tartozik a legtöbb lokális hálózat (Ethernet - 10 Mbit/sec, Token Ring - 16 Mbit/sec) Nagy sebességő (50 Mbit/sec felett) Speciális hálózatok osztálya volt régebben, de mára a 100 Mbit/s-os lokális hálózatok terjednek robbanásszerően. Elkezdıdött a Gigabit/s-os hálózatok fejlesztése is. Valószínőleg rövid idın belül ezt a tartományt fogjuk a nagy sebességő osztályba sorolni. Átviteli módszer alapján Alapsávú (baseband): modulálatlan jeleket továbbit, tehát az átviteli közegben haladó jel frekvenciája közel azonos a bitsorozat frekvenciájával (LAN-okra jellemzı) Szélessávú (broadband): az adatátvitel modulált, tehát a vivı frekvenciája jóval nagyobb, mint a bitsorozat frekvenciája (pl. kábeltévé) Kommunikációs irány alapján Szimplex (egyirányú): egyik állomás csak adó a másik csak vevı Fél-duplex (váltakozó irányú): mindkét irányú átvitel megengedett, de egyidıben csak az egyik irány élhet Duplex (kétirányú): mindkét állomás egyszerre adhat és vehet Kapcsolási technika alapján vonalkapcsolt :Ebben az esetben a vonalat nem konkrétan egy adóhoz és egy vevıhöz rendeljük hozzá, hanem az állomások a kommunikáció szükséglete alapján jutnak hozzá. Ezt a megoldást nevezik vonalkapcsolásnak. Abban az esetben, ha adatátvitelre van szükség, kialakítanak egy olyan vonalat, amely a vevı és az adó pontpont kapcsolatnak érzékel. A vonal kialakítása kapcsolóközpontok által hajtódik végre. A kommunikáció végén a vonal bontásra kerül. Ilyen például a telefon. A két végpont között létrejön a kapcsolat, megtörténik az információ csere, majd a kapcsolat bontásra kerül. 18

19 üzenetkapcsolt - két állomás között az átvivı hálózat tárolva továbbító egységekbıl áll, ezek továbbítják az üzenetet egy címinformáció alapján. Az üzenet hossza nem korlátozott. üzenetkacsolás során az információt nem darabolják fel Az üzenetnek tartalmaznia kell a küldı és a címzett adatait. Az adó (A) a teljes üzenetet elküldi a következı, éppen szabad hosztnak. Ezzel tulajdonképpen a kommunikációt be is fejezte. Az az állomás, amelynél az üzenet van, keres egy szabad útvonalat a következı IMP-ig és elküldi neki. Ez a folyamat addig ismétlıdik, amíg a címzett (V) megkapja az üzenetet. A megoldás nagy elınye, hogy a vonalakat csak nagyon rövid idıre foglalja le, ráadásul mindig csak két hoszt vesz részt a küldésben. A hátrány nagy üzenetek esetében merül fel, ugyanis minden hosztnak minimálisan akkora szabad tárolókapacitással kell rendelkezni, amekkora az üzenet. Ha ez a feltétel nem valósul meg, akkor az üzenet egy része elveszik. csomagkapcsolt - A csomagkapcsolás mőködése nagyon hasonlít az üzenetkapcsolás mőködéséhez. A különbség az, hogy ebben az esetben feldarabolják az üzenetet kisebb mérető csomagokra. Ezeket a csomagokat egyenként, mint önálló információt küldik el a már megismert módon. Minden csomagküldés elıtt egy hálózatvizsgálat történik, amelynek során megkeresik a leggyorsabb, vagy a legrövidebb útvonalat. Minden csomag más és más úton halad, az érkezési sorrend más lehet, mint az elküldési sorrend volt. Annak érdekében, hogy a vevı képes legyen az eredeti üzenetet összeállítani, minden csomagba be kell építeni azt, hogy melyik üzenet hányadik csomagja. A megoldás elınye, hogy nem igényel nagy átmeneti tároló helyet, a hátránya, hogy bármelyik csomag megsérül, vagy elveszik, nem lehet az eredeti üzenetet összeállítani. Két változata létezik: összeköttetés nélküli: a csomagok átvitelét az ún. datagram service (távirat) végzi. Minden csomag tartalmazza a teljes rendeltetési címet, külön továbbítódik (közben a sorrendjük is változhat). Hátránya a bonyolult csomag-összeépítés. virtuális összeköttetéses: a csomagok átvitelét egy virtuális adatáramkör (virtual circuit) biztosítja. Ez egy hívás útján létrejövı logikai összeköttetés, amely a bontásig fennáll, a csomagok ezen a rögzített adatúton kerülnek át. Teljes cím helyett csak az adatáramkör azonosítóját kell tartalmazniuk. Hátránya, hogy nem olyan flexibilis, mint a datagram. 19

20 Közeghozzáférési mód alapján véletlen átvitelvezérlés: egyik állomásnak sincs engedélyre szüksége az üzenettovábbításhoz, adás elıtt csak az átvivı közeg szabad voltát ellenırzi. osztott átvitelvezérlés: egyszerre csak egy állomásnak van joga adni, de ez a jog az állomások között körbe jár. Tipikus képviselıje a vezérjel-továbbításos (token passing) módszer. Az állomások között egy vezérjel jár körbe, akinél ez van, az adhat. A topológia alapján lehet vezérlıgyőrő (token ring) vagy vezérjeles busz (token bus). központosított átvitelvezérlés: egy kitüntetett állomás foglalkozik az átviteli jogok kiadásával. A hálózat hardver feltételei - számítógépek - hálózati kártya - vezeték - csatlakozók - aktív eszközök (hub, switch): - repeater jelerısítés, újradigitalizálás - bridge hálózat szegmensei közti elválasztást oldja meg, ellenırzi a CRC értékét - router - bridge + útvonalválasztás, különbözı típusú hálózatok összekötése - gateway protokoll átalakító - modem analóg csatornán való kis sebességő üzenettovábbítás A hálózat szoftver feltételei: Egyenrangú hálózatoknál a kapcsolatban álló gépek kliensként és szerverként is mőködhetnek, az operációs rendszerbe vannak beépítve a hálózati szolgáltatások. Kliens-szerver hálózatoknál a szerveren hálózati operációs rendszert kell futtatni (pl. Novell NetWare, Windows NT/2000/XP,VISTA), ami kiszolgálja a kliensektıl érkezı kéréseket. A szerver feladata a fájlok tárolása és védelme és a hálózati nyomtatás lehetıségének biztosítása. A klienseken bármilyen kompatíbilis operációs rendszer futhat. Az alkalmazói programok a kliens gépeken futnak. Felhasználói jogok a hálózatban: Jogtípusok: Elérési jogok: Egy felhasználó kaphatja a jogokat ahhoz, hogy egy könyvtárban elérje az ott található fájlokat. Ez a jogkör korlátozható, ekkor a felhasználónak nincs meg minden joga az alkönyvtárban lévı fájlokhoz. Az alkönyvtárban lévı fájlokhoz másnak még lehet nagyobb fokozatú jogköre Hozzáférési jogok: Az elıbb ismertetett jogokat kaphatja egy alkönyvtár vagy egy fájl ahhoz, hogy bárki hozzáférjen az adott fájlhoz vagy alkönyvtárhoz. Így az alkönyvtárban végezhetı mőveleteket korlátozhatjuk. Effektív jogok: Az elızı két jogtípus-halmaz közös metszete adja meg egy könyvtárban végezhetı mőveletek körét. Más szóval, ha a felhasználónak joga van egy könyvtárban valamilyen mőveletre, de nincs joga senkinek abban a könyvtárban ahhoz a mővelethez, akkor a mővelet nem végezhetı el. Ugyanez fordítva is igaz. Egyik jog sem felsıbbrendő. Jogok: FILE SCAN - KERESÉSI JOG: A felhasználó látja az alkönyvtárban lévı fájlokat, így keresni is tud közöttük. Ha ez a joga nincs meg, nem látja az alkönytárat és annak tartalmát, azonban ha más joga adott, attól meg olvashatja, futtathatja. READ - OLVASÁSI JOG: A felhasználónak joga van az alkönyvtárban lévı fájlokat olvasásra megnyitni, azok tartalmát olvasni, és olvasás után lezárni. WRITE - IRÁSI JOG: A felhasználó az általa megnyitott fájlba írhat, az ott lévı adatokat módosíthatja az adott alkönyvtárban. CREATE - LÉTREHOZÁSI JOG: Az alkönyvtárban új fájlokat hozhat létre a felhasználó. ERASE -TÖRLÉSI JOG: Az adott alkönyvtárban lévı fájlokat törölheti a felhasználó. MODIFY - MÓDOSÍTÁSI JOG: Az alkönyvtárban lévı fájlokat a felhasználó átnevezheti, attribútumait módosíthatja. ACCESS CONTROL - HOZZÁFÉRÉS ELLENİRZÉSE: Ezen joggal rendelkezı felhasználónak joga van, az alkönyvtárak és az állományok attribútumait megváltoztatni, azokhoz való hozzáférési jogokat a felhasználók számára adni és elvenni. SUPERVISOR - RENDSZERGAZDAI JOG: Minden joga megvan a felhasználónak az adott könyvtárban és annak alkönyvtáraiban. Ez a legmagasabb jog egy könyvtárban. 20