A PC születése, fejlődése, belső felépítése, hardware, software.

Átírás

1 A PC születése, fejlődése, belső felépítése, hardware, sftware. A PC születése, fejlődése A különböző számlási műveletek megkönnyítése és mechanizálása mindig is az emberiség fejlődésének egyik kulcsfntsságú kérdése vlt. A tudmánnyal fglalkzók véleménye, sőt meggyőződése, hgy az emberiség eddig összegyűlt és gyrsuló ütemben növekvő, tudáskészletének áttekintéséhez és hasznsításáhz mindnél hatéknyabb infrmációkezelő technikákra van szükség. Az egyre kmplexebbé és bnylultabbá váló, ugyanakkr egységesülő világ flyamatainak ellenőrzése és szabályzása, valamint hgy a szükséges döntések a kellő időben történjenek, új kmmunikációs rendszerek kialakítása szükséges. A számítógép fejlődését generációkra szkás bntani. A generációk összehasnlítása szédületes iramú fejlődést tár elénk : az elsőgenerációs számítógépek elektrncsövekkel készültek. Főbb jellemzőik a hatalmas méret ( 400 m 3 es közpnti egység ), a nagy fgyasztás és megbízhatatlan működés. A gépek tárlókapacitása cca bájt, sebessége néhány ezer művelet másdpercenként. Ez még a felfedezés, kísérletezés krszaka. Néhány krabeli számítógép : EDVAC ( USA ), COLOSSUS ( Anglia ), URAL ( Szvjetunió ) a másdik-generációs gépek már félvezetőket ( diódák, tranzisztrk ) használtak. Jelentősen nőtt a megbízhatóságuk, csökkent a méretük, a gépeket elkezdték ügyviteli, ill. műszaki- és természettudmánys célkra is használni. Sebességük eléri az 1 millió műveletet másdpercenként. Ez már a rendszerezés, a szakma krszaka a harmadik-generáció magával hzza az integrált áramkörök használatát. A géppel együtt szállíttt szftver értéke eléri a vételár 50 % -át. Számtalan ma is elterjedt prgramzási nyelv (Pascal, C sfb.) születik. A gépek sebessége eléri a millió műveletet másdpercenként. Ez már a mérnöki tervezés, az ipar krszaka a negyedik-generáció fő jellemzője a mikrprcesszr. Megjelennek a mikrszámítógépek, a számítástechnika bevnul az tthnkba is. A gép közpnti egysége 0,1 m 3 csökken. Ezt a krszakt a személyi számítógépek elterjedése miatt dilettantizmusnak is nevezik 1990 től skak szerint az ötödik-generációban élünk. Ennek a krszaknak a fő jellemzője a helyi és nagy területű hálózatk ( pl Internet ) elterjedése, általánssá válása. Megjelentek az első párhuzams működésű számítógépek is. Természetesen a krszak jellemzése majd az utókr feladata lesz. Az IBM számítástechnikai cég fejlesztette ki a PC ( Persnal Cmputer ), az ún. személyi számítógép családt : IBM PC : augusztus 12 -én ismerte meg a világ, a számítógépbe az Intel 8088 as 16 bit es mikrprcesszrát építették be. Összesen 256 Kbyte memóriát, két drb 360 Kbyte s flppyt, vagy egy magnót tudtt kezelni. CGA 4 színű, ill. MDA mn mnitrral szerelték. Merevlemezt még nem tudtt kezelni. Operációs rendszerét a Micrsft készítette MS-DOS néven. IBM XT : 1983 ban dbták piacra. Intel 8086 s, 16 bites mikrprcesszr vezérelte. Már 640 Kbyte s memória, 360 Kbyte s flppy, 84 gmbs billentyűzet és egy 10 MB tárkapacitású merevlemez vlt a knfigurációban. IBM AT-286 : 1984 ben jelentette meg az IBM cég. Intel s, 16 bit es prcesszr működteti ( jelenleg még használják ), a knfigurációs beállításkat egy ún. C- MOS memória tárlja, amelyet a kikapcsláskr bekövetkező adatvesztés elkerülése miatt elem, vagy akkumulátr táplál. Memóriája 1 MB s, de bővíthető 16 MB ig.

2 IBM 386 : 1987, a gép a 286 snál jóval nagybb teljesítményű, az Intel s 32 bit es mikrprcesszra vezérli. Ez a prcesszr már képes több üzemmódban is futni, kiterjesztett memóriakezelés, matematikai cprcesszr beépíthető. IBM 486 : 1989, a 386 snál magasabb szintű kategória. Intel s, 32 bites prcesszr vezérli. A prcesszrba integráltak néhány lyan áramköri elemet is, amely eddig annak nem vlt része (segédprcesszr, belső gyrsító) IBM PS/1 és PS/2 : az IBM cég nagy veszteségeket szenvedett az általa kifejlesztett PC gépek Távl-Keleten gyárttt kmpatíbilis máslatai ( klónjai ) miatt. Ezek a gépek nagy tömegben áraszttták el a piact. Ezt ellensúlyzandó az IBM kifejlesztette a PS srzatt, melyet szabványkkal védett le. Az alap ennél is a 80286, ill prcesszr. Pentium : , ez tulajdnképpen egy s 64 bites prcesszr... A PC belső felépítése Minden PC számítógép hardvere két alapvető funkcinális egységre bntható : közpnti egységre, perifériákra. Közpnti egység Feladata a számításk végzése, a többi elem vezérlése, az adatk kezelése és tárlása a gép bekapcslt állaptában. Fizikailag a számítógép házban, az alaplapn helyezkedik el. Az alaplap egy lyan nymtattt-áramköri lap, mely a rendszer legfntsabb funkcinális elemeit hrdzza. Az alaplapn kaptt helyet a CPU ( Central Prcessing Unit Közpnti feldlgzó egység ), a számítógép esze, a közpnti memória, az órajel generátr, a bővítőkártyák csatlakzó felületei, a különböző funkciókat ellátó integrált áramköri elemek. Az egyes elemeket vezetékek srzata köti össze, e vezetékek összessége a busz ( sin ). A gép többi

3 eleme az alaplapn lévő csatlakzó sinekhez ( slt ), vagy egy adtt, vezérlőkártyának nevezett ( kntrller ) áramköri laphz csatlakzik. A kártyák kivezetései a gép hátldalán, a gép szétszedése nélkül is, megtekinthetők I/O egységek Alaplap Prcesszr ( CPU ) Háttértárlók ( flppy, winchester, Cdrm, DVDrm, stb. ) Memóriák ( ROM, RAM ) Tápegység Vezérlőkártyák I = Input ( beviteli ) egységek Billentyűzet Egér Track ball Scanner Tuch-screen mnitr Jystick Fényceruza O = Output ( kiviteli ) egységek Mnitr Nymtató Rajzgép ( pltter ) Alaplap : Az alaplap egy lyan nymtattt-áramköri lap, mely a rendszer legfntsabb funkcinális elemeit hrdzza. Az alaplapn kaptt helyet a CPU a számítógép esze, a közpnti memória, az órajel generátr, a bővítőkártyák csatlakzó felületei, a különböző funkciókat ellátó integrált áramköri elemek. CPU : ( Central Prcessing Unit ), nagy bnylultságú integrált áramköröket tartalmazó, frrasztható, vagy dugaszlható kivezetésekkel elláttt tkzású szilíciumlapka. Feladata az egész számítógép irányítása. A közpnti egység azn része, amely a kaptt utasításk alapján különféle aritmetikai ( matematikai ) és lgikai műveleteket végez. fejlődése -> 8, 16, 32, 64 bit 386 ig beültetett, frraszttt, 486 tól cserélhető, tkztt Jellemző adatuk még a műveleti sebességük, melyet MHz ben adnak meg. Mikrprcesszrnak is nevezik. Memória : A számítógépben nem csak néhány karakter, szó vagy mndat tárlását és feldlgzását kell biztsítani. Ennél nagyságrendekkel nagybb mennyiségű infrmációt kell tárlnia, tehát a számítógépeknek feltétlenül rendelkezniük kell egy lyan részegységgel, ahl a feldlgzandó infrmációkat raktárzni tudja. Ez a memória. Az utasításk és az adatk tárlása a számítógépen belül különböző háttértárlókn történik. Amikr futtatunk, elindítunk egy prgramt, az a memóriába töltődik be. Itt az infrmációk bitenként, byte kba szervezve tárlódnak. A számítógépek adatfeldlgzó kapacitását, és a futtatható prgramk nagyságát a rendelkezésre álló memória szabja meg. A memória kapacitását Mbyte ban szkás megadni. Típusai : ROM Read Only Memry csak lvasható memória, a gép kikapcslása után is megőrzi tartalmát. Ebben található a BIOS, melyet általában a gyártó éget bele az integrált áramköri lapba. A BIOS egyébként a knfigurációs beállításkat tartalmazza. RAM Randm Acces Memry írható és lvasható memória, tartalma a gép

4 működésének függvényében váltzhat, ill. tetszés szerint váltztatható. Ez a tulajdnképpen a felhasználói adat- és prgramterület. Ide töltődik be a futtatni kívánt prgram, valamint ide töltődnek be a futó prgram által használt, ill. a futás közben keletkezett adatk is. A RAM az alaplap típusától függően a bővíthető. Ma a legáltalánsabban használt a SDRAM mdul. Cache egy speciális, ún. átmeneti háttértár, amely a nagysebességű mikrprcesszr és a lényegesen kisebb sebességű háttértárak közötti ideiglenes tárló Csatló felületek, a BUSZ rendszer, és fajtái Az eszközök kmmunikálnak egymással, adatk küldése és fgadása történik. Az alaplapn találhatók az ún. csatlakzó sínek ( slt ), amit BUSZ nak is neveznek. A BUSZ ( sín ) a közpnti egység és a perifériák közötti adatátvitelre szlgáló vezetékek összessége. Ezekre a BUSZ kra kapcslódnak a címző és vezérlő egységek, melyek kezelik a különböző vezérlő kártyákat, adatkezelő és tárló egységeket. Működési elvük abban áll, hgy a küldendő adat egy aznsító kódt - címet - kap, mely egyedivé teszi az infrmációt. A perifériák figyelik az ún. cím-busz -t, ha valamelyik periféria találatt jelez - nyugtázza a találatt -, a CPU elküldi az adatt az ún. adat-busz - n. A buszrendszer a címvnalak, adatvnalak és vezérlők összessége. A fejlesztési flyamatk alapján készített különböző sín -szabványk : ISA EISA IDE MCA VESA PCI AGP A buszrendszer előnyei : lehetőség van a CPU és a perifériák közötti közvetlen adatátvitelre az peratív tár igénybevétele nélkül. Ugyanígy lehetséges az peratív tár és a perifériák közötti közvetlen adatkapcslatra. Vezérlő kártyák Feladata a számítógép és az eszközök közötti kapcslat megteremtése és megtartása. A winchesternek, a flppy disknek, a mnitrnak, a nymtatónak, a scanernek, az egérnek, a jysticknak, ill. ezen eszközök működéséhez szükség van vezérlőre, mely lehet az alaplapra integrált vezérlő hely, vagy lehet a sltkba csatlakztattt vezérlőkártya is. Háttértárak Nehézkes gyakrlat lenne, hgy minden bekapcsláskr ismételten beírjuk a használni kívánt prgramt, valamint a hzzá tartzó adatkat, szükség van egy lyan tárlóeszközre, ami azkat hsszú távn, biztnságsan tárlja. Erre a célra szlgálnak a háttértárlók. A háttértárlók feladata, a prgramk és adatk hsszú időre szóló, biztnságs tárlása. A háttértárlókn tárlt adatkkal nem végezhetünk semmilyen műveletet, a tárlt adatk csak úgy használhatóak, ha azkat előbb a memóriába töltődnek. Azt tudjuk, hgy ha a számítógépet kikapcsljuk, akkr a memória tartalma törlődik, tehát a bevitt adatkat rögzítenünk kell a háttértárlón, ezt a flyamatt mentés -nek nevezzük. Ha az elmentett adatkat ismételten meg akarjuk jeleníteni megtekintés, esetleg módsítás céljából, akkr vissza kell helyezni a háttértárlóból a memóriába. Ezt a flyamatt betöltés -nek nevezzük.

5 Mduláris felépítés A közpnti egység felépítése mduláris szerkezetű, amely annyit jelent, hgy a gépet alktó elektrnikus áramkörök nincsenek megbnthatatlanul egybeépítve. Mindegyik részmdul egyegy külön feladatt lát el, s ezek megfelelő egymáshz csatlakztatása alktja a működőképes gépet. A mduláris felépítésnek nagy előnye, hgy meghibásdás esetén a számítógép könnyen javítható, ugyanis elegendő csupán a meghibásdtt mdult kicserélni, nem szükséges az egész gépet szervizbe vinni, vagy a helyszínen hsszasan hibát keresni. A mduláris felépítés tvábbi előnye a bővíthetőség, hiszen ezen felépítés segítségével számítógépünk újabb egységgel való kiegészítése gyrsan és egyszerűen megvalósítható az új mdul behelyezésével, vagy a régi nagybb teljesítményűre cserélésével. A mduláris felépítés ad lehetőséget tvábbá arra is, hgy lehetőségünk legyen egyedi knfigurációk összeállítására, így számítógép vásárlásnál a pénztárcánkhz mérten biznys nekünk szükséges jellemzőkben jbb, más - számunkra kevésbé fnts paraméterekben - gyengébb gépet szerezhessünk be. Hardware sftware A hardware a számítógépet alktó mechanikus és elektrnikus eszközök összessége, tehát a..vas.. ( anglban a hardware jelentése : keményáru, vasáru ) a kézzel fgható eszköz. A sftware a számítógépet a..vasat.. működtető prgramk, azk dkumentációi, ill. általában a gép használatáhz szükséges szellemi termékek összessége. A számítógép éppen azért különbözik minden más, az ember által kitalált géptől, szerkezettől, mert ez a két fgalm elválasztható. Ettől válik a számítógép skldalúvá, rugalmasan felhasználhatóvá, hiszen az eszköz - a..vas.. állandó, mint minden gép esetében, de a szftver cserélhető. A számítógép vásárlás szempntjai Ház típusa Általában esztétikai megfntlásk határzzák meg a választást, de a beépítési lehetőségek, a kialakítása ( fekvő, vagy álló ) fnts tényezője a knfigurációnak. Alaplap és prcesszr típusa, sebessége Mivel a számítógép legfntsabb alkatrészei ezért nagyn fnts a jó választás. Mindig a végzendő feladathz kell kiválasztani a megfelelő típusú és sebességű alkatrészt. Memória mérete A memória a számítógép működése közbeni adattárlásra szlgál, így a méretét az alkalmaztt prgramk erősen beflyáslják, de az hgy mindnél nagybb a mérete annál több adatt tud feldlgzni nem teljesen igaz. Az adatfeldlgzás gyrsaságát aznban jelentősen beflyáslja Háttértárlók Az IBM kmpatíbilis gépeknél flppylemezt, merevlemezt ( winchestert ) és a Cdrmt alkalmaznak. Flppy lemez 5,25 ( 1,2 Mb ) és vagy 3,5 (1,44 Mb ) Merevlemez fnts, hgy milyen kapacitású Cdrm a multimédia egyre legfntsabb eszköze

6 Billentyűzet Ma már szinte teljesen egységesek, gmbsak, választásakr az perátr igényei a mérvadóak és a nemzetisége, a nyelvezet miatt. A használatát a kényelmi szempntk is beflyáslják ( ergnómikus billentyűzet ). Mnitr Egyik legfntsabb szerep jut a mnitrnak, az alkalmazásk többsége megkövetelik a színes megjelenítést, valamint a nagy felbntóképességet Csatlakzó felületek Mivel a számítógéphez egyéb perifériák is csatlakznak, meg kell győződni arról, hgy a megfelelő típusú és számú csatlakzó felületek ( srs-, párhuzams-, ps2-, usb-, gameprtk ) be legyenek építve. Szftverek csprtsítása Működés szerint Tárrezidens A számítógép, vagy az alkalmazásk elindításakr a memória(tár)-rezidens prgramk bekerülnek a memóriába és tt is maradnak. Működésük a háttérben történik, nem észlelhetőek közvetlenül. Tranziens ( egy időszaks, véges flyamat zajlik ) A prgramk nagy többsége ebbe a kategóriába tartzik. Ezek a prgramk vagy lefutnak és önállóan kilépnek, vagy pedig egy menürendszer segítségével magunk lépünk ki belőle. Funkció szerint Operációs rendszer prgramk A számítógépet működtető prgramk Segédprgramk Az perációs rendszer használata biznys szempntból nehézkes, körülményes, ám ahhz hgy a lehetőségeit ki tudjuk használni lyan prgramkat, melyek úm. az perációs rendszer menedzselését végzi ( Nrtn, Dsnavigátr, Windws Cmmander, stb. ) Felhasználói prgramk Szöveg- és Kiadványszerkesztők A kmlyabb használat srán feltétlenül meg kell ldanunk egy lyan prblémát, melyet csak valamilyen szöveget kell megszerkeszteni akár egy kötegelt állmányt, akár egyéb szöveges dkumentumt. Edit, Nrtn Editr, MS-Wrd, Write, WinWrd. Táblázat és Adatbázis kezelők A másdik leggyakribb alkalmazási terület az adatbázis kezelés. Az adatbázis kezelő prgramk nagy része knkrét alkalmazásra vannak kifejlesztve, ám vannak lyan általáns célú alkalmazásk is, melyek segítségével az perátr maga alakítja ki az adatbázis struktúráját, ill. a kezelésének lehetőségét. Alkalmazási területek a Pénzügyi és Statisztikai adatk feldlgzása, grafiknk, diagramk készítése. Ismertebb alkalmazói prgramk a Dbase, a Clipper, a FxPr, a Quattre, az Excel, az MS-Acces Grafikai prgramk Az alkalmazási területek egyik fnts része a rajzló, animáció készítő prgramk. A Windws PaintBrush, vagy Paint prgramja, a PhtStyler, PhtShp, a legismertebb prfi alkalmazás a CrelDraw.

7 Tervező prgramk A jól bevált grafikai, ún. rajzló prgramk tervezési feladatkra már nem alkalmasak. Egy nymtattt áramkört, vagy egy épületet speciális tervező prgrammal lehet csak elkészíteni. Ezeket ún. CAD prgramknak nevezik. Prezentációkészítő prgramk A multimédia térhódítása lyan alkalmazásk kifejlesztését tették szükségessé, melyekkel egy előadó színvnalas, igényes bemutató előadást készíthet, bármilyen hanganyag, képanyag alkalmazásával. Kmmunikációs prgramk Gyakran van szükségünk adatk átadására. Ennek skáig egyetlen módja vlt, hgy flppyra kimásltuk az illető dkumentumkat. Ennek biztnságsabb és skkal gyrsabb módja, ha két gépet összekapcslunk. A fizikai kapcslat aznban még nem elég, lyan prgramkra is szükség van, amelyek a kmmunikációt is megvalósítják a két gép között. Tvábbá az Internet térhódítása a távli rszágk, földrészek gépei közötti kmmunikációt is megldják. Oktató prgramk A multimédia alkalmazása az ktatás területére is bevitte a számítástechnikát. Nyelvktatás, bemutató anyagk Játékk A számítógépre készült prgramk legnagybb többsége a játék. Egyedi fejlesztésű speciális prgramk Az egyéni igények szerint kifejlesztett, speciális feladatk megldására alkalmas prgramk. Felhasználhatóság szerint Kereskedelmi szftverek A kereskedelmi frgalmban kapható szftverek, felhasználhatósági jgkat, kikötéseket tartalmaznak. Shareware szftverek Szabadn használható szftverek, de időkrláttal. Ez azt jelenti, hgy ha hsszú távn használni szeretnénk, akkr regisztráltatni kell biznys díj fejében. Freeware szftverek Az ilyen típusú prgramk szabadn használhatóak, időkrlát nélkül, de a fejlesztők a szerzői jgaikról nem mndanak le, így értékesítéshez nincs jga a felhasználónak. Demnstrációs ( dem ) szftverek Bemutató céllal készült lyan prgramk, mely az új fejlesztésű szftverek biznys részleteit tartalmazzák.