Tankönyv 9. évfolyam

Átírás

1 Tankönyv 9. évfolyam 1

2 Tartalom A helyes számítógépes környezet, az ergonómiai szempontok...6 Ergonómia...6 Egészségmegőrzés számítógépes környezetben...6 Az egészség megőrzése...6 Testtartás, bútorzat...6 A jó szék...6 A jó asztal...7 A helyes számítógép-használat...7 Alapszabályok...7 Munkaasztal...7 Szék...8 Megvilágítás...8 Billentyűzet és egér...8 Monitor...9 Ergonomikus eszközök...9 Szoftver ergonómiája...9 Számítógép veszélyei és káros hatásai...9 Függőség...9 Mozgásszegény életmód...9 Egészségügyi problémák...9 Az internet veszélyei...10 Széteső család...10 Internet emberekre irányuló veszélyei...10 Számítástechnika története...11 Ősember...11 Egyiptom...11 Babilon...12 Inka eszköz kipu...12 India - hindu...12 Kína...13 Arab...13 Római számok...13 Magyarok...13 Számolási segédeszközök...13 Európa középkori számlálóeszköze, az abakusz...14 Püthargosz-féle számolótáblák...14 Gelosia-módszer...14 Napier-pálcák...14 Schikard számológépe...15 Logaritmus...15 Logarléc...15 Mechanikus számológépek korszaka...16 Pascal összeadógépe...16 Leibniz számológépe...16 Jacquard automata szövőgépe...17 Babbage munkássága...17 Ada Byron...17 Elektromosság kora...17 Boole...17 Hollerith lyukkártyás adatfeldolgozása...18 Turing-gép...18 Konrad Zuse

3 Mark I...18 Számítógépes generációk generáció: 1943 előtt generáció: Neumann János...19 Neumann-elvek generáció: generáció: generáció: generáció: 1990-től...22 A jövő...22 Kommunikáció...23 Kommunikáció fogalma...23 Csoportosítása...23 Kommunikáció tényezői...23 Redundancia...24 Informatikai alapfogalmak...24 Informatika...24 Információ...24 Jel...24 Jelek csoportosítása...24 Analóg és digitális jel...24 Jelrendszer...24 Adat...25 Az adattárolás és adatátvitel mértékegységei...25 Digitalizálás...26 A digitalizálás fogalma...26 Veszteségmentes és veszteséges digitalizálás...26 Szöveg digitalizálása...26 Hang, zene digitalizálása...27 Képi információ digitalizálása...27 Kódolás...27 Kódolás és dekódolás...27 Karakterkódolások...28 ASCII kód...28 Unicode...29 Magyar nyelvű szövegekhez használt kódolások...30 Dokumentumformátumok...30 Hang kódolása...30 Hangformátum...31 Kép kódolása...31 Alapfogalmak...31 Színmodellek...31 Ponttérképes képábrázolás - rasztergrafikus...32 Vektoros képábrázolás - vektorgrafikus...32 Képformátumok csoportosítása...32 Fájlformátumok...32 Számrendszer...33 Számrendszer fogalma...33 Számrendszerek...33 Számrendszer átváltás általánosan...34 Átváltás 10-es számrendszerből 2-es számrendszerbe...34 Átváltás 10-es számrendszerből 16-os számrendszerbe...34 Átváltás 2-es számrendszerből 10-es számrendszerbe

4 Átváltás számrendszerből 10-es számrendszerbe...35 Számítógép...36 Számítógép...36 Algoritmus és program...36 Hardver, szoftver...36 Számítógép jellemzői...36 Számítógépek csoportosításai...37 Számítógép felépítése...38 Neumann-elvű számítógép felépítése...38 Központi egység - alaplap...39 Központi feldolgozó egység...39 Be- és kiviteli vezérlő egység...41 Memória...41 Operatív tár...41 Bővítőkártyák...43 Perifériák...43 Monitor...44 Billentyűzet (keyboard)...49 Egér(mouse)...52 Nyomtatók...55 További perifériák...57 Lapolvasó szkenner...57 Multifunkcionális nyomtató...57 Rajzgép - plotter...58 Digitális fényképezőgép...58 Webkamera...58 Modem...58 Router...58 Háttértárak...59 Mechanikus tárolók...59 Mágneses elvű tárolók...59 Hajlékonylemez - floppy...59 Merevlemez winchester...59 Optikai elvű tárolók...61 DVD...62 Blu-ray...62 Elektronikus elven működő háttértárak...62 Pendrive, memória-kártyák...62 Szoftverek...62 Szoftver fogalma...62 Szoftverek csoportosítása...62 A felhasználó szerződés...64 Operációs rendszer...64 Operációs rendszer fogalma...64 Feladatai...64 Csoportosítás...65 Felhasználói felület szerint...66 Felhasználók száma szerint...66 Feladatok száma szerint...66 Jogállás szerint...66 Ismertebb operációs rendszerek...66 Fájlok (állományok)...66 Fájlrendszer...66 Könyvtár

5 Fájlok azonosítása...67 Azonosítási szabályok...67 Elérési út...68 Könyvtárszerkezetek...68 Könyvtár-, fájlkezelés...69 Hálózatok...70 Hálózat fogalma...70 Hálózatok előnyei...70 Hálózat hátrányai...70 Hálózat céljai, feladatai...70 Mi kell a hálózathoz...71 Hálózat csoportosításai...71 Kiterjedés szerint...71 Az átvitel iránya szerint...71 Az átvitel sebessége szerint...72 Kapcsolat módja szerint...72 Az erőforrásokhoz való hozzáférés módja szerint...72 A hálózat tulajdonosa szerint...72 Hálózati topológia...72 Hálózati modellek...73 Hálózat felhasználói...73 Vírusok...74 Mi a vírus?...74 Vírusjelenségek...74 Vírus-rokon program...74 Vírustípusok...74 Vírus-rokon programok...74 Honnan jönnek, kik írnak vírusokat?...75 Védekezés ellenük...75 Az internet és szolgáltatásai...75 Mi az internet?...75 Internet rövid története...75 Az Internet lehetőségei...76 Szerzői jogok...77 Az internet működési elve...77 Számítógépek azonosítása...77 Szolgáltatások...77 WWW működése...78 Webcím URL...78 Böngészők...78 Elektronikus levelezés...79 Az cím felépítése...79 Postafiók létrehozása...79 Levelezés kezelése...79 Az felépítése...79 Netikett...80 Keresés az Interneten...80 A tematikus keresők...80 Kulcsszavas keresők...80 Források...81 Tanmenet 9. évfolyamosok számára

6 A helyes számítógépes környezet, az ergonómiai szempontok Ergonómia Az ergonómia két szóból tevődik össze: ergosz = munka és a nomosz = törvény szavakból. Az ergonómia a munkavégzés környezetével, az ember és az alkalmazott eszközök közötti kapcsolatokkal, és ezek egymásra hatásával foglalkozó tudomány. Fő kérdése: Milyen legyen a gép,hogy legjobban illeszkedjen az ember fizikai és szellemi adottságaihoz, képességeihez, lehetőségeihez? A munkapszichológia, a formatervezés és a belsőépítészet is foglalkozik vele. Célja a munka kellemesebbé tétele, a munkafeltételek javítása illetve a termelékenység növelése. Ugyanis a rossz munkafeltételek csökkenthetik (akár %-kal) a termelékenységet. Egészségmegőrzés számítógépes környezetben Az intenzív számítógépes munka során időnként előfordulhatnak egészségügyi panaszok. A problémák megjelenését a megfelelően kialakított munkakörnyezet kialakításával megelőzhetjük. Az egészség megőrzése Következőkre kell figyelnünk: testtartás, világítás, bútorzat, ergonómiai eszközök. Testtartás, bútorzat A számítógép előtt ülve terhelésnek van kitéve a derék, a hát, a nyak, a csukló és az ujjak. Ha a számítógépezés és tanulás közben helytelen testtartást veszünk fel, hosszú távon számos, egész életre kiható betegségeket szerezhetünk. A görnyedt testtartás miatt gerincbántalmaink lesznek, púpos" lehetünk, életünk során egyre erősödő hátfájdalmaink lesznek. Gerincferdülést is kaphatunk. A helytelen testtartás következménye lehet az állandó fáradságérzet, a szem romlása és az erős vállfájdalom. A hibás testtartás elsősorban a nem megfelelően beállított asztal, szék, és a rosszul elhelyezett számítógép következményeként alakul ki. A jó szék A szék közvetlenül érintkezik a testtel, meghatározza a helyes testtartást, a kényelmes ülést és a hatékony munkavégzést. A szék beállítása A comb közel vízszintes helyzetben van, és a lábszárak függőlegesen helyezkednek el. A talpak kényelmesen támaszkodnak a padlón. A nyak és a váll laza tartásban helyezkedik el. Az ülőfelület és a háttámla egymástól függetlenül mozgatható legyen, és a deréktámasz magassága és dőlési szöge állítható legyen. A széktámla dőlésszöge az ülőfelülethez képest fok legyen. A szék alkalmazkodjon a gerinc görbületeihez, és azokat megfelelő helyen támassza meg. Az ülőfelület elég széles és mély legyen ahhoz, hogy minél nagyobb felületen érintkezzen az ember ülőfelületével. Az ülőfelület elülső pereme lefelé görbülő legyen. 6

7 A jó asztal Ideális esetben a képernyőt és a billentyűzetet tartó asztal magassága 65 és 72 cm között változtatható a tanuló igénye és testmérete szerint. A helyes számítógép-használat A képernyő felső széle a szemvonal magasságában legyen, az ideális nézési szög a szemsíktól számított mínusz fok, ehhez fokos szögre állítjuk a képernyőt. A képernyő optimális nézési távolsága 50 cm vagy több. A monitor szemben legyen, az állandó oldalirányú nézés terheli a nyaki izmokat. A billentyűzet optimális magasságban legyen, hogy a vállakat kényelmesen leengedve, lazán tartsuk. Kezünket tartsuk lazán a billentyűzeten, ne üssük erősen. Az egér használata közben a csuklót egyenesen tartsuk. Az egeret tartsuk a billentyűzet közvetlen közelében a vállmozgást elkerülendő. Alapszabályok Figyeljünk arra, hogy a vállakat ne húzzuk fel, hogy a nyak és a vállizmok lazák maradjanak. Lábunkat ne keresztezzük egymáson, mindig csípőszélességű terpeszben üljünk, a lábakat megfelelően megtámasztva. Munka előtt állítsuk be a szék ülőfelületének magasságát és a háttámla dőlési szögét. Hátunk és derekunk legyen megtámasztva. A képernyő 50 vagy több cm távolságban legyen. Ellenőrizzük a számítógép, a billentyűzet és az egér elhelyezkedését. Munkaasztal A munka jellegétől függően az asztalon különböző iratokat, irattartót, laptartót helyezünk el. Fontos ezek rugalmas elrendezése. Annak érdekében, hogy ezek is optimálisan elérhetők legyenek, bizonyos térbeli határokat be kell tartani. Normális munkazóna: Van a normálisan befogott tartomány. E terület lényegében a vállszélesség és az alkarok hosszúságának összege. A normális munkazónában kell elhelyezni a leggyakrabban használt tárgyakat. Maximális munkazóna: A két kinyújtott kar által leírt, egymást metsző félkörök határolják a maximális munkazónát. Ide helyezzük el 7

8 azokat a tárgyakat, melyeket csak ritkábban használunk. A munkaasztal magasságának állíthatósága sem elhanyagolható. Biztosítani kell a lábak szabad mozgását az asztallap alatt. Illetve, a magassága függ attól,hogy a billentyűzet az asztallapon vagy alatta egy billentyűzet tartó fiókban helyezkedik el. Előbbi esetnél az asztal magassága alacsonyabb, utóbbinál magasabb. Az utóbbi években kialakítottak egy új asztaltípust a képernyős munkához. Ez az asztal elég nagy, hogy ráférjen a számítógép monitorja és mindaz, ami egy íróasztalon szokásos. Hajlított nagy L alakú, egy fiókja van (a billentyűzet számára), alatta gurulós kis szekrények férnek el és a magassága állítható. Szék A munkaszék legyen stabil ( az öt láb biztosítja), biztosítsa a használó szabad mozgását és kényelmes testhelyzetét. A kereskedelemben kapható, a képernyős munkához kialakított székek többsége ezeket az igényeket kielégíti: az alsó lábszárak kényelmesen,a combra merőlegesen helyezkednek el a talpak kényelmesen megtámaszkodnak a padlón, vagy a lábtámaszon, a felkarok laza tartásban közel függőlegesek, az alkarok vízszintesen helyezkednek el rendelkezik derék illetve gerincmegtámasztással magassága állítható a széktámla magassága és dönthetősége állítható görgőkön gurul (5-7 db) az ülőfelület hátul kicsit lejt, elől ívelten lehajlik rendelkezik karfával az ülőlap, a karfa és a széktámla párnázott Megvilágítás Egy szobában szükséges a megfelelő megvilágítás, ami egy általános ( egész szobára vonatkozó) és egy helyi (külön az asztalhoz tartozó pl.: asztali lámpa) megvilágításfigyelembe kell venni, hogy legyen természetes fény is. Fontos még,hogy megfelelő kontraszt legyen a képernyő és a háttérkörnyezet között, tekintetbe véve a munka jellegét és a használó látási követelményeit. A helyiségben ne legyen fényes felület (tükör, lakkozott bútor, csempe vagy mélyebben belógó világítótest). A padló ne legyen lakkozott, előnyös a szőnyegpadló, de csak a sima felületű, mert a szék csak ezen gurul. Az asztal vagy munkafelület is matt tónusú legyen illetve az asztalon ne legyenek fényes irattartók. A káprázást és a vakítást megelőzendő a képernyős munkahely megvilágítására új módszert alakítottak ki, a közvetett, azaz alulról a mennyezet felé irányuló általános megvilágítást. Billentyűzet és egér A billentyűzet előtt 8-10 cm szabad helynek kell lennie ahhoz, hogy a kezünk és csuklónk egy puha alátéten megtámaszthassuk. Az ergonómiai követelményeknek jobban megfelel az osztott billentyűzet - mint a hagyományos billentyűzet-,amelyen a két kéz működési felülete egymástól elkülönül. A bal és jobb betűtartomány egymással tompaszöget bezárva, ferdén helyezkedik el a természetes kéztartáshoz igazodva. Ez a fajta billentyűzet viszont csak azok számára praktikus, akik a 10 ujjas gépelést alkalmazzák. Ha az asztal kicsi, hasznos a billentyűzettartó fiók, amely az asztal lapja alatt helyezkedik el. Az egér használatakor a karunk az asztalon pihenjen és csak a csuklónk mozogjon. Érdemes beállítani úgy az egérmozgató szoftvert, hogy az egér 5*5 cm-es mozgása lefedje a képernyőt. 8

9 Monitor A monitornak minden irányban mozgathatónak kell lennie és 20 fokban hátra kell dönteni a helyes testtartás érdekében. Ne állítsuk ablakkal szembe illetve háttal az ablakon bejövő fény miatt. Sarokban ablak és fal találkozásánál elhelyezhetjük 45 -os szögben. Fontos még figyelni a felbontásra, valamint a betűméretre. Kétféle monitort különböztetünk meg: katódsugárcsöves CRT, folyadékkristályos LCD. Mindkettőnek megvan az a hátránya, hogy a szemnek folyamatosan fókuszálnia kell rá, hogy ne homályosodjon el, valamint hogy az erős odafigyelés miatt az ember kevesebbet pislog, így kiszáradhat a szem. Ergonomikus eszközök Szoftver ergonómiája A számítógépes rendszer és alkalmazói közötti találkozási felület iránti követelményeket kutatja a szoftverergonómia tudománya. A szoftver ergonómia összekapcsolja a programtervezést és a külalakot a felhasználó elvárásaival és igényeivel. Tárgya az információ fogadás és közlés módjának illetve tartalmának kialakítása úgy, hogy az ember és a számítógép közötti interakciót az ember igényeihez igazítsa. Célja irányítható, átlátható és könnyen kezelhető szoftverek és weblapok kialakítása. Egy szoftvernél fontos az hogy felhasználóbarát ( vagyis egyszerű, könnyen áttekinthető és kezelhető) legyen és megbízhatóan működjön. Egy szoftvernek legyen "barátságos" felülete, keltsen megfelelő komfort érzetet, csökkentse a helytelen adatbevitelből, kezelésből eredő hibák valószínűségét és biztosítsa a szolgáltatások teljes körű felhasználását. Legyen könnyű a karbantarthatósága és továbbfejlesztése. Illetve a program alkalmazkodjon a felhasználókhoz. Pl.: a menükben a gyakran használt elemek jelennek meg elsődlegesen. Számítógép veszélyei és káros hatásai Számos kutatás kimutatta, hogy a számítógépnek sok káros hatása van a szervezetünkre. Mentális, fizikális problémákról illetve betegségekről beszélhetünk, bár sokkal több mentálisan károsító hatása van. Függőség A számítógépes játékokat rendszeresen sok ideig játszó emberekben függőség alakulhat ki - játékszenvedély (egyre élethűbb...) Ugyanúgy jelentkezhet függőség internet felhasználóknál, a chat felhasználóknál illetve manapság egyre gyakoribb a közösségi oldalaktól való függés (pl.: facebook). Mozgásszegény életmód A mozgáshiány következményei közül a legfontosabb a testsúlynövekedés és az összes elhízással járó szövődmény. A gyermekkorban kialakuló súlyfölösleg növeli a felnőttkori magas-vérnyomás, cukorbetegség lehetőségét, illetve károsan befolyásolja az ízületek, csontok állapotát, számos mozgásszervi betegséget okozva később. Egészségügyi problémák Gerincferdülés, látásromlás, pszichés problémák, betegségek felerősítése, stb. 9

10 Az internet veszélyei Ha nem figyelünk oda kisebb gyermekeknél, hogy milyen weboldalakon böngészik, könnyen erőszakos képek áldozatává válhat. Szintén fiataloknál veszélyesebb még a chatelés. Sok fiatal nem tudja felmérni a veszélyét és könnyen bajba kerülhetnek ezáltal. Széteső család A túlzott számítógép használat miatt a család közötti viszony is könnyen megromolhat. Sokan és nem csak fiatalok! inkább a számítógép előtt töltik idejüket, mint a családjukkal. Ugyanekkor, a barátok elhanyagolása is ebbe a kategóriába tartozik. Internet emberekre irányuló veszélyei Az interneten keresztül sok embert átvernek vagy becsapnak. Egyes emberek, esetenként szervezetek könnyen le tudnak nyomozni minket 10

11 Számítástechnika története1 A civilizációval egyidős a körülöttünk lévő dolgok megszámolására való törekvés, a számolást segítő eszközök története. Ősember A késői jégkortól a kb. Kr. e. 10. évezredig terjedő időszakban keletkeztek a barlangrajzok: készítésükkel kapcsolatban több elmélet is született. Az ábrázolások túlnyomórészt zsákmányállatokat mutatnak. A Lascaux-barlangban található ábrázolások vizsgálata során vetődött fel, hogy az ábrázolt állatok sorrendje és mennyisége is jelentéssel bírt a korai ember számára. Az ősember az ujjait használta a számoláshoz. Később a számoláshoz köveket, fonalakat használtak, az eredményt a barlang falába, csontba vagy falapokba bevésve rögzítették. A nagy folyó menti kultúrák (Egyiptom, Mezopotámia, az Indus és a Sárga folyó völgye) kialakulása az időszámításunk előtti ötödik évezredben kezdődött. Itt rabszolgatartó államok jöttek létre, fejlett városi élettel, közigazgatással, társadalmi rétegződéssel. Volt kincstár és adó. Számolni kellett, mégpedig elég nagy mennyiségeket is kellett használni és rögzíteni kellett azokat. Az írás már a III. évezred elején ismert volt. A számok leírása, illetve az erre szolgáló külön jelek, a számjegyek kialakulása az írással egyidőben történt. Egyiptom Az egyiptomi matematikai ismeretekről szóló tudásunk egyik forrása a Rhind-papirusz. Feltehetőleg i.e körül keletkezett, de a benne szereplő ismeretek minden valószínűség szerint sokkal régebbiek. Az egyiptomiak tízes számrendszert használtak. Külön számjegyük volt tíz minden hatványának jelölésére, tehát 1-re, 10-re, 100-ra, stb., milliós nagyságrendű számokkal is dolgoztak. A megfelelő jelek ismételt leírásával jelölték az egyéb számokat, tehát pl. a 7 leírásához az 1 jelét írták le hétszer, nem is rögzített elrendezésben. Az írás jobbról balra történt és először a nagy helyi értékeket írták le, tehát ezek a számok jobb végén találhatók. Ismerték a közönséges törteket. Ezek előállításában az egész számok reciprok értékei, tehát az 1 számlálójú törtek fontos szerepet játszottak. Táblázataik voltak arra, hogy az egyéb törteket hogy lehet ilyen reciprokok összegeként előállítani. Ismerték pl. az alábbi előállítási módokat: az egész számok reciprokaként előállítható törtek leírásánál a nevezőként szolgáló szám fölé a rész jelét írták. A nem ilyen alakú törtek közül csak a 2/3nak van külön jele. Az egyiptomiak tudtak szorozni és osztani is. Az egyiptomi matematika csúcsteljesítménye a moszkvai papiruszon található: egy csonka gúla térfogatának kiszámítása. 1 Wikipédia és az Informatika Ingyenes elektronikus Tananyag 11

12 Babilon A babiloniak két legnagyobb, máig élő hozzájárulása a matematikához a 60-as számrendszer és a helyi érték bevezetése. Nádpálcával puha agyagtáblákba írtak, majd azt kiégették. A pálca alakja okozza az ékírás jellegzetes formáját. Az első kilenc számjegyet megfelelő számú vonással jelölték. A 10-re külön jelük volt, annak ismétlésével írták le a 20-at, 30-at, 40-et és 50-et. A 60 jelölésére újból az 1-es jelét használták (helyi érték!). Így tehát 60-as számrendszerben dolgoztak, de nem volt 60 különböző számjegyük, ahogy azt az ember elsőre elvárná. Nem használták a nullát, így aztán leírva pl. az 1 és a 60 ugyanúgy nézett ki. Csak a szövegkörnyezetből lehetett következtetni rá, hogy pontosan melyikről van szó. Az 1-nél kisebb helyi értékeket is használták, hatvanados törteket írtak. Így maradt fent a négyzetgyök 2 értéke alakban, 4 tizedesjegy pontossággal (1,4142). A hatvanas számrendszer és a helyi értékes számábrázolás aztán elkerült Alexandriába, ahol Ptolemaiosz is ezt használta. Ő már a nulla jelölésére üres helyet hagyott ki a számok leírásakor, de a 0 mint számjegy még nem jelent meg. Ehhez a hindu kultúra kellett. Inka eszköz kipu Az inka birodalom Kr. e tól a 16. századi spanyol hódításig állt fent az Andok magasföldjein. Mai tudásunk szerint írásrendszerük nem volt. Gyapot vagy gyapjú fonálból sodort bonyolult képlet, a kecsua nyelven csomót jelentő kipu használatával egyes feltételezések szerint hétbites, bináris jelrendszerrel rögzítették mondanivalójukat. Ezen elmélet szerint a fonal vastagsága, színe, anyaga, sodrásiránya és csomózottsága mindmind információkat hordozott. India - hindu A hindu matematika virágkorát 200 és 1200 között élte. Legfontosabb érdeme a tízes számrendszer és a helyi érték együttes, letisztult használata és ennek során a nullának mint számjegynek a bevezetése. Mai számírási módszerünk egyértelműen innen származik, csak a számjegyek formája változott egy kicsit. A hinduk a III. sz. táján kezdték az úgynevezett brahmi jelölést használni a számok írására. Itt már minden számjegynek 1-től 9-ig külön jele volt. Aztán 500 körül ezeket a jeleket használták különböző helyi értékkel, a kihagyandó helyekre pedig bekerült a nulla. A nullának ez a helykitöltő szerepe jól érzékelhető a jelenleg is használt arab számoknál, ahol csak egy kis ponttal jelölik. A hinduk azonban nemcsak ezt a szerepet adták neki, hanem számnak tekintették és a vele való számolás szabályait is megadták. Brahmagupta (598-) megállapította, hogy a nullával való szorzás eredménye nulla; ha egy számhoz nullát adunk vagy nullát vonunk ki belőle, akkor az értéke nem változik; sőt a nullával való osztást is értelmezte oly módon, hogy az így kapott szám értéke nem változik, bármilyen számot is adunk hozzá vagy vonunk ki belőle. A hinduk ismerték a negatív szám fogalmát és a negatív számokra vonatkozó műveleti szabályokat is. Ők vezették be a műveleti jeleket és a zárójelet. A hindu matematika eredményei arab közvetítéssel kerültek Európába. Kína A kínai az egyik legősibb civilizáció. Többfajta jelölésrendszer alakult ki a nyelv írásos rögzítésére. A számolásra való pálcikák használatának Kr. e. 5. századból van nyoma. A kínai pálcika számjegyek alakjukban ezt idézik. A szorzást elősegítő rácsos módszernek (gelósia-módszer) is vannak kínai gyökerei. 12

13 Arab Az arab matematika erőssége az algebra volt, bár készítettek szinusztáblázatot is 1 -es lépésközzel, kilenc jegy pontosságra. Számunkra mégis a legfontosabb a közvetítő szerepük, melynek révén eljutott hozzánk a hindu számábrázolási módszer. E közvetítő útvonalból fakad, hogy ezeket a számjegyeket ma arab számoknak nevezzük (a középkorban még indiai számjegyekről beszéltek). Római számok Speciális számábrázolás, néhány betűhöz számértéket rendel. Ezek kombinációival, bizonyos szabályok betartásával lehetett számértéket ábrázolni. Tízes számrendszer, de ebben nincs helyi érték és nulla. Nehéz vele a számolás. A reneszánsz idején épületek homlokzatán, könyvekben szerepeltek. A 14. századtól az arab számok szinte teljesen kiszorították a használhatóságuk miatt. Manapság könyvek fejezeteinek és uralkodói nevekben sorszámozásra használatos. Magyarok A nyelvészek szerint az ősmagyarok először hatos számrendszert használtak. A két, három, négy, öt, hat és száz tőszámneveknek a finnugor nyelvekben közös gyökere van, ekkor ezek a népek még együtt voltak. Későbbi a hét szó, ez már csak a szűkebb ugor nyelvcsaládra jellemző és a hetes számrendszer használatára mutat. A hetes számrendszerre utal a hétfejű sárkány, a hetedhét ország, a hétpecsétes titok, stb. A történelmi időkben már tízes számrendszert használtak a magyarok. A legrégibb, a XII. századból megmaradt ilyen emlék is helyi érték nélküli tízes számrendszer használatára utal. A számok rögzítésére valószínűleg rovásírást használtak. A rovásírás számjegyeinek többfajta változata van. Mivel a megmaradt emlékek több száz évvel a honfoglalás után keletkeztek, feltételezhető, hogy a római számokkal való hasonlóság nem pusztán a véletlen műve. A legrégibb magyar arab számjegyes emlék 1407-ből származik. Arra is van példa a XV. sz. elejéről, hogy az arab és a római számjegyeket vegyesen használták. Mennyiségek rögzítésére sokáig használták Európa-szerte az úgynevezett rovásfákat. Ezeken már külön jele van az 5-nek, 10-nek, stb. Angliában egészen 1812-ig rováspálcán nyugtázták az adózók által befizetett összeget. A legeltető állattartásban a gazda és a pásztor elszámolása még a múlt század végén is rovásfával történt: tavasszal felvésték a fára a legeltetésre átadott állatok számát, majd a pálcát hosszában kettéhasították. Egyik fele az egyik, másik fele nyugtaként a másik félnél maradt, kizárva így a bármelyikük által elkövetendő hamisítást. Számolási segédeszközök A számoláshoz az első segédeszközt a kéz ujjai jelentették. Ezért volt kézenfekvő a tízes számrendszer használata. Később köveket, fadarabkákat is használtak a számolás segítésére alkalmi eszközként. Azután jelentek meg a már kimondottan számolás céljára készített, megmunkált, tartós használatra szánt kövek és pálcikák. A számolópálcák használatának az Kr. e. V. századból is van nyoma Kínában. Koreában még a XX. sz. elején is ilyen pálcikákkal tanították a gyerekeket számolni. A régi kínai ún. pálcikaszámjegyek világosan magukon viselik a számolópálcák használatának nyomát. Európa középkori számlálóeszköze, az abakusz A görög abax szó jelentése táblácska. A számolóeszköz sokkal régebbi, feltehetően mezopotámiai. Kis rudakon mozgatott fa vagy kődarabok, fa vagy kőtáblácska hornyaiban csúsztatott fa, kő vagy csontdarabok mind egyazon alapötlet megvalósítása. (Kavics latin neve calculus.) Egy-egy horony helyi értéket jelöl. Összeadni és kivonni nagyon gyorsan, és egyszerűen lehet. Európában a kora középkorig általánosan elterjedt a használata. Több formában máig fennmaradt, egyik ma is használt változata a szorobán. 13

14 Püthargosz-féle számolótáblák Az ókori Görögországban alakult ki. A gyakran szükséges számítások eredményét egy-egy táblázatba foglalta, az eredményt erről csak egyszerűen leolvasták. Ezek a számolótáblák a matematikai táblázatok ősének tekinthetők. A felső soron az egyik szorzótényezőt kell kikeresni, az első oszlopon pedig a másikat. A szorzat a kiválasztott sor és oszlop metszéspontjában leolvasható: az ábrán a 6 8=48 szorzás elvégzése látható. Gelosia-módszer A gelosia-módszer (rácsos módszer) a középkor kezdete táján széles körben elterjedt a szorzás elősegítésére (emlékezzünk rá, az összeadásra és a kivonásra igen hatékony eszköz az abakusz). Először Indiában, Perzsiában, Kínában és az arab országokban jelent meg. Európában a XIV. sz. elején vált ismertté. Nevét a korai olasz építészet geometrikus, osztott rácsos ablakkereteiről kapta. Az eszköz már az arab számok használatára épül. Egy négyzetrácsot kell készíteni. Az egyik tényezőt a legfelső sorba kell írni, a másikat pedig a jobb szélső oszlopba (a legnagyobb helyi érték kerül felülre, a legkisebb alulra. A táblázat maradék részén a négyzeteket átlósan kétfelé kell osztani. Az egyes négyzetekbe az adott oszlop tetején és az adott sor jobb végén álló számjegy szorzatát írjuk, mégpedig a tízeseket az átló fölé, az egyeseket az átló alá. A teljes szorzatot úgy kapjuk meg, hogy az ábrán látható ferde sávok mentén összeadjuk a számjegyeket (az egyes sávokban összeadandó számjegyek felváltva kékkel és pirossal írva láthatók). A jobb alsó sáv adja az eredmény legkisebb helyi értékű számjegyét, a bal felső sáv pedig a legnagyobbat. Ha egy sávban az összeg két számjegyű, akkor az első számjegyet a felette (és tőle balra lévő) sáv összegéhez adjuk. Ha jól belegondolunk, ez a módszer megfelel annak, ahogy mi végezzük írásban a szorzást és a rész-szorzatokat egy-egy hellyel jobbra tolva írjuk le. Napier-pálcák A gelosia-módszer egyszerűsítésére John Napier (vagy latinosan Neper) skót tudós kis rudacskákat készített. A készlet tíz darab pálcából állt, mindegyik számjegynek volt egy pálca. Egy pálcára egy számjegy többszöröseit írta a gelosia-módszernél szokott módon. Szorzás elvégzéséhez az egyik tényezőnek megfelelő pálcákat rakták egymás mellé, majd a másik tényezőnek megfelelő sorokból a gelosia-módszernél megszokott módon leolvasták a szorzatot. Napier kortársa, Gaspard Schott jezsuita szerzetes henger alakú számolópálcákat esztergált, és mindegyiknek a felületére a teljes Napier-féle pálcakészlet tartalmát felírta (tehát több egyforma hengert készített). Több ilyen hengert egymással párhuzamosan forgatható módon egy keretbe erősített. Az egyes hengerek elforgatásával elérte, hogy ott az egyik szorzótényező számjegyeinek megfelelő számoszlopok kerüljenek felülre, tehát ekkor úgy nézett ki, mintha a megfelelő Napier-pálcákat tették volna egymás mellé. A készülék nem terjedt el a gyakorlatban, alig volt hatékonyabb számolási eszköz, mint az abakusz. 14

15 Schikard számológépe 1623-ban Wilhelm Schikard professzor a Napier-pálcák felhasználásával a négy alapművelet elvégzésére alkalmas számológépet készített. A gép elkészítésére a késztetést valószínűleg a Keplerrel folytatott beszélgetései jelentették. A gépről is csak Kepler iratai között maradt egy vázlat, az eredeti gép a harmincéves háborúban eltűnt, a Kepler számára készített másodpéldány még a műhelyben elégett, Schikard pedig egész családjával együtt meghalt pestisben, mielőtt még egyet készíthetett volna. A vázlat alapján 1960-ban sikerült egy jól működő rekonstrukciót készíteni. A számológép felső része hat darab függőlegesen elrendezett, Gaspard Schott megoldásához hasonló hengeres Napier-pálcát tartalmaz, így legfeljebb hatjegyű számokkal való műveletvégzésre alkalmas. Az egyes számjegyeket a pálcák megfelelő elforgatásával lehet beállítani. A pálcák alatt fogaskerekekből készített számlálómű található. A felhasználónak a pálcákról leolvasott részeredményeket kézzel kellett bevinni a számlálóműbe és azzal összeadni. A számlálómű elvégezte a kétjegyű összeg első jegyének átvitelét is a következő nagyobb helyi értékre: az egyik kerék egy teljes körülfordulása egy külön fog segítségével a következő helyi értéknek megfelelő fogaskereket egy számjeggyel elforgatta (hasonló megoldás látható pl. a jelenleg is használt villanyórákban, gázórákban, kilométer-órákban, stb.). A végeredmény a gép alján lévő kis nyílásokban jelent meg. Schikard külön számtárcsákat is felszerelt a gépre, amelyek megfelelő elforgatásával a legfeljebb hatjegyű részeredményeket lehetett tárolni, megkímélve ezáltal a felhasználót a leírástól. A gép jelezte a túlcsordulást is: ha a hetedik helyi értékre is szükség lett volna, megszólalt egy csengő. Logaritmus A XVI-XVII. században a hajózási és a csillagászati térképek készítése, az ehhez szükséges számítások elvégzése hosszadalmas és idegőrlő munkát jelentett. A XVI. sz. vége felé találták fel a logaritmust. Az első logaritmus-táblákat egymástól függetlenül készítette 1588-ban Jost Bürgi és 1594-ben a már említett John Napier. A tízes alapú logaritmust ben vezette be Henry Briggs. A logaritmustáblák alkalmazásával a szorzást és az összeadást összeadásra és kivonásra lehetett egyszerűsíteni, nagyban meggyorsítva ezáltal a műveletek elvégzését. A módszert még ma is tanítják a középiskolákban. Logarléc 1622-ben William Oughtred alkalmazott elsőként logaritmikus skálát a vonalzókon: a vonalzókra logaritmusokat mért fel, de az eredeti számokat írta melléjük. Így a vonalzók elcsúsztatásával két szám logaritmusát tudta összeadni és kivonni, a vonalzóról viszont maga az eredmény, a két szám szorzata vagy hányadosa volt leolvasható. Összeadásra és kivonásra a logarléc nem alkalmas ben készítette Pattridge az első mai formájú logarlécet: egy nyelv csúszik a léctestben. A logarlécre egyéb skálabeosztásokat is készítettek, pl. a hatványozás, gyökvonás, reciprok értékek és szögfüggvények leolvasására ben vezették be a csúsztatható ablakot, aminek segítségével több skálát is lehet egyszerre használni. Készültek speciális célokra alkalmas logarlécek is. A logarléccel való számolásnak két hátránya van: egyrészt a számolás (a skálák beállításának és leolvasásának) pontosságát a logarléc hossza határozza meg (a klasszikus 25 cm-es logarléccel kb. 1% pontosság érhető el), másrészt az eredményben a tizedesvessző helyét külön nagyságrend-számítással kell megállapítani. Ennek ellenére az 1970-es évekig a munkaköpeny zsebéből kikandikáló logarléc a mérnökök státusszimbóluma volt és ennek megfelelően használatát a középiskolában is tanították. A zsebszámológépek megjelenése azonban véget vetett a 350 éves logarléc-korszaknak. 15

16 Mechanikus számológépek korszaka Pascal összeadógépe Az első, egységes egészként működő összeadógépet Blaise Pascal francia filozófus tervezte 1642-ben. A munkát Schikardtól függetlenül végezte és gépe nem is volt olyan fejlett, mint Schikardé. A gépet Rouenben adóbeszedőként dolgozó apja számára készítette az akkor 19 éves Pascal, hogy megkönnyítse annak munkáját. A számológép megmaradt az utókornak. A számokat a gép elején lévő kerekeken kell beállítani, az eredmény pedig a gép tetején lévő kis ablakokban látszik. Ez az eszköz tízfogú fogaskerekeket tartalmaz. A fogaskerekek minden foga egy-egy számjegynek felel meg 0-tól 9-ig. Minden helyi értéknek megfelel egy ilyen fogaskerék (hatjegyű számokat lehet a géppel összeadni). A kerekek úgy kapcsolódnak össze, hogy számokat lehet összeadni vagy kivonni a fogaskerekek megfelelő számú foggal történő elforgatásával: ha a legkisebb helyi érték fogaskerekét egy foggal (36 fokkal) elfordítjuk, az a mozgásiránytól függően 1 hozzáadását vagy levonását jelenti a gépben éppen látható számból. Ebben a gépben is működik a tízes átvitel: ha az egyik helyi érték kereke a 9-es állásból a 0-ba fordul, akkor a következő nagyobb helyi érték kerekét egy foggal elfordítja. Leibniz számológépe Az 1670-es években Gottfried Wilhelm Leibniz német filozófus és matematikus Pascal gépét továbbfejlesztette ben (más forrás szerint 1671-ben, illetve ban) készítette el gépét, amivel már szorozni, osztani és gyököt vonni is lehetett. Ez volt az első olyan számológép, amellyel mind a négy alapműveletet el lehetett végezni. Tulajdonképpen két külön részből állt: az összeadómű Leibniz szerint is megegyezett Pascal megoldásával, a szorzómű tartalmazott új megoldást. A gép nyolcjegyű számokkal való számoláshoz készült, de a tízes átvitel során felmerülő mechanikus problémák miatt sosem működött kielégítően. A bordás henger jelentette egészen a XIX. sz. végéig az egyetlen gyakorlatban is kivitelezhető mechanikus megoldást a szorzás gépesítésére és A XX. században is alkotórésze maradt az összes mechanikus számológépnek. Jacquard automata szövőgépe Folyamatok vezérlésére már évszázadok óta alkalmaztak különböző vezérlési módokat. Joseph Marie Jacquard ( ) francia feltaláló 1810-ben olyan automatikus szövőszéket tervezett, amelynél fából készült vékony, megfelelően kilyuggatott lapok ( kártyák ) vezérelték a bonyolult minták szövését. A lyukkártyákat láncra fűzte, ezzel lehetővé téve a minták (azaz a szövőszék vezérlésének) gyors és könnyű megváltoztatását. Babbage munkássága A XIX. században Charles Babbage brit matematikus és feltaláló kidolgozta a modern digitális számítógép alapelveit. Több új típusú gépet is kigondolt. Ilyen volt a Difference Engine (differenciagép), amit logaritmustáblázatok készítésére tervezett az 1820-as évek elején. A gép 20 jegyű számokkal dolgozott volna. Babbage csak a gép egyes részeit tudta elkészíteni, a munkát azonban nem tudta befejezni: részben anyagi okok miatt, részben pedig a kor technikai lehetőségei nem voltak elegendőek ben a differenciagép előállítási költségeit fontra becsülték (egy gőzmozdony ugyanekkor 1000 fontba került). 16

17 A londoni Science Museumban 1991-ben Babbage részletes rajzai alapján megépítették az eredeti differenciagép egyszerűsített változatát korszerű anyagokból. A gép négyezer alkatrészből áll, méretei is tekintélyesek: 3,4 m 0,5 m 2,1 m. A berendezés tökéletesen működött: hibátlanul kiszámította a 7. hatványok táblázatának első száz értékét ban a differenciagép elveinek továbbfejlesztésével tervezte meg Babbage az Analytical Engine-t (analitikus gépet). A gép elkészítéséhez a kormánytól kapott előlegként font támogatást, de a saját tőkéjéből is ráköltött mintegy fontot (más forrás szerint a támogatást nem az analitikus géphez, hanem a differenciagéphez kapta). A kormány 1842-ben, miután még mindig nem voltak látható eredmények, megvonta támogatását Babbage munkájától. Ez a gép teljes egészében sohasem épült meg, pedig a modern számítógépek sok sajátságával rendelkezett. Babbage univerzális gépet tervezett, amely adatbeviteli és eredmény-kiviteli egységből, számolóműből és részeredmény-tárolóból állt volna. A gép lyukkártyákról olvasta volna be az információkat, tudott volna utasításokat és adatokat tárolni, matematikai műveleteket végrehajtani és adatokat kinyomtatni. A tárolómű 200 részeredmény tárolására lett volna alkalmas. Erre a célra 1000 db, egyenként 50 fogaskereket tartalmazó oszlopot tervezett Babbage. Haláláig ezen a gépen dolgozott, bár az építése már kezdetben megakadt: a kor finommechanikai lehetőségeivel ezt a gépet nem lehetett elkészíteni. Ha megépült volna, egy futballpálya területét foglalta volna el és öt gőzgép energiája kellett volna a működtetéséhez. Ada Byron Babbage általános célú számoló berendezésének tervei annyira jól meghatározottak voltak, hogy Ada Byron a gép működését meghatározó utasítássorozatokat készített el, holott maga a gép soha nem épült meg. Ezt tekintjük az első ismert számítógépes programnak, Ada pedig az első programozó ( Ada programozási nyelv). Elektromosság kora Boole George Boole angol matematikus, tudását önképzés útján szerezte, tanárként dolgozott. Az általa bevezetett, azóta Boole-algebrának nevezett terület célja, hogy egyesítse a matematikát és a logikát. Munkássága sokáig visszhang nélkül maradt, halála után C. E. Shannon doktori értekezése tárgyalta, hogy az elektromechanikus relék rendszerével logikai műveletek sorát lehet elvégezni. Hollerith lyukkártyás adatfeldolgozása Az Egyesült Államok 1880-as népszámlálásán 55 millió ember adatait gyűjtötték öszsze. Az adatokat 500 ember összesítette 36 szempont szerint 7 éven keresztül. Herman Hollerith német származású amerikai statisztikus ennek láttán találta ki, hogy a Jacquard deszkalapjaihoz hasonló perforált kártyákat adatfeldolgozásra is lehet használni. Egy kártyára egy ember adatait lyukasztotta. Maga a lyukasztás kézi munkával történt. Az adatok feldolgozására olyan rendszert használt, ahol a lyukkártyák elektromos érintkezők között mentek át. Ahol a kártyán lyuk volt, az áramkör bezárult. Így a lyukakat meg lehetett számolni. Miután készülékére 1889-ben szabadalmat kapott, ezzel dolgozta fel az USA 1890-es népszámlálási adatait mindössze négy hét alatt! 1896-ban alapította a Tabulating Machine Company nevű céget, amelyből aztán 1924-ben megalakult az IBM. Turing-gép Alan Turing ( ) 1936-ban az On Computable Numbers című művében leírta egy olyan számítógép matematikai modelljét, amely mint a lehető legegyszerűbb univerzális számítógép bármilyen véges matematikai és logikai problémát meg tud oldani. Ez a ma Turing-gép néven ismert eszköz fontos volt a digitális számítógépek kifejlődésében. 17

18 Tevékenysége fontos részét képezte a második világháború alatt az angol titkosszolgálati munkának, a kódfejtésnek. Fontos szerepet játszott az Enigma kód feltörésében. Számítógépek és gondolkodás című tanulmányában vezette be a róla elnevezett, Turing-teszt fogalmát, aminek célja eldönteni, hogy a velünk kommunikáló partner számítógép vagy ember. Konrad Zuse Konrad Zuse 1936 és 1938 között otthon, szülei lakásának nappalijában épített Z1 néven az első olyan szabadon programozható számítógépet, amely kettes számrendszerben működött és lebegőpontos számokkal dolgozott. Az adatbevitelre billentyűzet szolgált, az adatkivitel pedig kettes számrendszerben egy világító tábla (fénymátrix) segítségével történt. A számolómű és a tároló telefonrelékből készült. A gép 24 bites szavakkal dolgozott, a memóriája 16 adat tárolását tette lehetővé. A gép tartalmazott decimális-bináris és bináris-decimális átalakítót is. Ilyen eszközt Zuse készített először. A következő modell, a Z2 már lyukfilmes adatbeviteli egységet tartalmazott. Ez a gép 16 bites fixpontos adatokkal dolgozott és 16 szavas tárolója volt. Az első teljesen működőképes, szabadon programozható, programvezérlésű számítógépet, a Z3-at Zuse 1941-ben fejezte be. Ez a gép 22 bites szavakat használt és lebegőpontos számokkal dolgozott. A tárolóegység 1600 mechanikus reléből állt, 64 szám tárolására volt képes. A számolómű 400 relé felhasználásával készült. A műveletek jellemző végrehajtási ideje 3 másodperc. Zuse felajánlotta Hitlernek, hogy két év alatt elkészíti a hadsereg számára a gép javított változatát elektroncsövek felhasználásával. Hitler az ajánlatot azzal utasította vissza, hogy még a gép elkészülte előtt meg fogják nyerni a háborút. A Z ben készült el és 1954-ig használták. Mark I Az első teljesen automatikusan működő általános célú digitális számítógépet az Egyesült Államokban, a Harvard egyetemen fejlesztették ki Howard Aiken vezetésével. A tervezéshez az IBM 5 millió dollárral járult hozzá és a gép megépítését is az IBM végezte. Ez volt a Mark I., vagy más néven Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC). Relékből épült fel, 3304 db kétállású kapcsolót tartalmazott, összesen kb alkatrészből állt és 500 mérföld (800 km) huzalt használtak fel hozzá. A gép kb. 15 m hosszú és 2,4 m magas volt. A memóriája a mechanikus számológépekhez hasonlóan fogaskerekekkel, tízes számrendszerben tárolta az adatokat, 72 db 23 jegyű számnak volt benne hely. Az adatbevitel lyukkártyákkal történt. A programot lyukszalag tartalmazta, ez vezérelte a gép működését kezdték el építeni, 1944-ben készült el és 1959-ig használták. Számítógépes generációk 0. generáció: 1943 előtt Az elektromechanikus megoldás, pl. relék jellemzik az ide sorolt gépeket. Az adattárolás fontos eszköze a lyukkártya vagy lyukszalag. Ilyen gépek pl. Konrad Zuse jelfogós Z-1, Z-2, stb. gépei. 1. generáció: Az elektroncsövet 1904-ben találták fel. Felfedezték azt is, hogy nemcsak erősítőként, hanem kapcsolóként is alkalmazható. Az elején azonban a csövek drágák, megbízhatatlanok és rövid életűek voltak, csak az 1940-es évektől használták őket számítógépek készítésére. Az elektroncsövek sokkal gyorsabb gépek építését tették lehetővé, mint a relék. 18

19 1943-tól, az első elektronikus számítógép, az ENIAC megalkotásától számítjuk ezt a szakaszt. Jellemző áramköri eleme az elektroncső. A programozása kizárólag gépi nyelven történt (gépi kód). Az ENIAC tervezését a második világháború alatt kezdte el katonai célokra John Presper Mauchly és John William Eckert. A gépet a Pennsylvania egyetemen építették, a munkát 1946-ban fejezték be. Ezt a számítógépet már szabadalmaztatták. Az ENIAC elektroncsövet tartalmazott, több mint 100 kw elektromos energiát fogyasztott és 450 m2 helyet foglalt el (több mint 30 m hosszú termet építettek az elhelyezéséhez). A gép tömege 30 tonna volt, megépítése tízmillió dollárba került. Három szor gyorsabb volt, mint a relés számítógépek: az összeadást 0,2 ms, a szorzást 3 ms alatt végezte el. A programja azonban fixen be volt drótozva a processzorba és csak mintegy kétnapos kézi munkával, villamos csatlakozások átkötésével lehetett megváltoztatni. A gép memóriája 20 db tízjegyű előjeles decimális számot tudott tárolni. Az ENIAC utóda, az EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator) ugyancsak Mauchly és Eckert vezetésével épült 1944-től ig (véglegesen csak 1951-ben helyezték üzembe). Ez a gép már Neumann János ( ) magyar matematikus elvei alapján úgy készült, hogy a programot és az adatokat a memóriában tárolta. Az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban gyártott univerzális számítógép a UNIVAC (UNIVersal Automatic Calculator) volt. Ez volt az első számítógép, amely a számok mellett már szöveges információt is tudott kezelni. Többen ezt a gépet tekintik az első generáció igazi kezdetének. ezt is John Presper Eckert és John Mauchly tervezte. A gép 5600 elektroncsövet és diódát tartalmazott, 19 tonnát nyomott és egymillió dollárba került. A memóriája higany-késleltetővonalas megoldású volt, háttértárként itt használtak először mágnesszalagot. Neumann János december 28-án született Budapesten. Már egész kisgyermekként rendkívüli nyelvtehetségnek számított és kivételesen jó emlékezőtehetségű volt. Hat éves korában már folyékonyan tudott ógörögül, apjával e nyelven viccelődött. Tudott latinul is, anyanyelvi szinten beszélt németül től a budapesti Evangélikus Gimnázium tanulója volt egészen 1921-ig, amikor is leérettségizett. Ez az iskola volt ez időben az ország egyik legjobb középiskolája as tanévben elnyerte az V. osztály legjobb matematikusa címet, 1920-ban pedig az ország legjobb matematikus-diákja kitüntetést szeptemberétől beiratkozott a Budapesti Tudományegyetem bölcsész karára, ahol a fő tárgya a matematika volt, melléktárgyai a fizika és a kémia március 12-én - 22 éves korában - a Budapesti Tudományegyetemen doktorált matematikából. Hiába ajánlották azonban jelentős tudósok, pályázatát a szegedi és a budapesti egyetemen is elutasították. Így külföldön alkotott. Göttingenben, majd Berlinben és Hamburgban dolgozott ban, Hitler hatalomra kerülése után az Egyesült Államokba költözött. Neumann János figyelemre méltó képessége volt, hogy nagyon bonyolult számításokat volt képes meglepően gyorsan fejben elvégezni. Emiatt igen tisztelték és csodálták. Remek előadó volt, tisztán és világosan adott elő. Ez főleg annak volt köszönhető, hogy nem csak a bizonyításokat mondta el, hanem a bizonyításhoz vezető útról is beszámolt, a kitérőket is megemlítette. A második világháború elejére a lökés- és robbanási hullámok vezető szakértője lett végén csatlakozott az atombomba előállításán dolgozó csoport munkájába től a princetoni Elektronikus Számítógép projekt igazgatója lett. Neumann az elektronikus számológépek tervezése terén fontos újítást vezetett be. Olyan jelöléseket vezetett be, amely alkalmas volt arra, hogy konkrét műszaki megoldástól függetlenül a számítógép logikai felépítését teljes részletességgel ábrázolja (Neumannféle vázlat). Gondolatai alapvetően hozzájárultak a modern digitális számítógép kialakulásához ben megjelent írásában foglalta össze a Neumann-elveket ben bal vállában súlyos fájdalmak léptek fel, csontrákot állapítottak meg nála. A betegség kialakulását nagy valószínűséggel az atombomba előállításakor szerzett sugárfertőzése okozhatta február 8-án halt meg. Neumann munkásságából nem a számítástechnikára vonatkozó rész a leggyümölcsözőbb, hanem közgazdasági vonatkozású játékelmélete és a matematikai gondolkodás egyik legabsztraktabb vidékén mozgó operátorelmélete. 19

20 Neumann-elvek A mai értelemben vett számítógépek működési elveit a haditechnikában megszerzett tapasztalatok felhasználásával dolgozta ki június 24-re készült el az a kivonat - First Draft of a Report on the EDVAC (Az EDVAC-jelentés első vázlata) címmel -, amely teljes elemzését adta az EDVAC tervezett szerkezetének. Tartalmazta a számítógép javasolt felépítését, a részegységek megépítéséhez szükséges logikai áramköröket és a gép kódját. A legtöbb számítógépet napjainkban is a jelentésben megfogalmazott elvek alapján készítik el. Fő tételeit ma Neumann-elvekként ismerjük. A számítógép olyan matematikai problémák megoldására szolgál, amelyekre az ember önállóan is képes lenne. A cél a műveletek végrehajtási idejének meggyorsítása. Ennek érdekében minden feladatot összeadások sorozatára kell egyszerűsíteni, ezután következhet a számolás mechanizálása. Soros működésű, teljesen elektronikus, automatikus gép Neumann János rámutatott a mechanikus eszközök lassúságára és megbízhatatlanságára, helyettük kizárólag elektronikus megoldások használatát javasolta. A gép a műveleteket nagy sebességgel, egyenként hajtja végre, melynek során a numerikusan megadott adatokból - az utasításoknak megfelelően - emberi beavatkozás nélkül kell működnie, és az eredményt rögzítenie. Kettes számrendszer használata A kettes számrendszer használatának alapja az a tapasztalat, hogy az elektronikus működést könnyebb hatékony, kétállapotú eszközökkel megvalósítani. Ehhez elegendő egy olyan rendszer használata, mely két értékkel (igen/nem) dolgozik. A tízes számrendszert a kettessel felváltva az aritmetikai műveletek egyszerűsödnek, nő a sebesség, csökken a tárolási igény, így az alkatrészek száma is, megoldandó feladat marad viszont a folyamatos átváltás. Megfeleljen az univerzális Turing-gépnek Az univerzális gép elvi alapja A. M. Turing ( ) elméleti munkásságának eredménye, aki bebizonyította, hogyha egy gép el tud végezni néhány alapműveletet, akkor bármilyen számításra képes. Ez az aritmetikai egység beiktatásával érhető el, amelynek az összes számítási és logikai művelet végrehajtása a feladata. A műveleti sebesség fokozása érdekében került alkalmazásra a központi vezérlőegység, amely meghatározza a program soron következő utasítását, szabályozza a műveletek sorrendjét, és ennek megfelelően vezérli a többi egység működését. Turing kutatása megteremtette a programozható számítógép matematikai modelljét és a digitális számítások elméleti alapját. Belső program- és adattárolás, a tárolt program elve A legfontosabb újítás a belső program- és adattárolás elve, melynek segítségével a műveletek automatikusan következnek egymás után, lassú emberi beavatkozás nélkül. A külső tárolás és szakaszos betöltés helyett az adatok és a programok egy helyen, a belső memóriában kerülnek tárolásra. Innen veszi a központi egység a végrehajtandó utasításokat és az azokhoz szükséges adatokat, valamint ide helyezi vissza az eredményt is, így a műveletvégzés sebessége nagyságrendekkel nőhet. Külső rögzítőközeg alkalmazása A számítógépnek a bemeneti (input) és kimeneti (output) egységeken keresztül befelé és kifelé irányuló kapcsolatot kell fenntartani a - lehetőleg - elektronikus vagy mágneses tárolóeszközökkel. A bemenő egység a külső tárolóeszközről beolvassa a memóriába a szükséges adatokat, majd a műveletvégzések után a kimenő egység átviszi az eredményeket egy leolvasható tárolóközegre. Neumann idejében a programtárolás és végrehajtás mechanikus úton - például lyukkártyák vagy tárcsák segítségével - történt. Az elektronikus programtárolás és végrehajtás, valamint a kettes számrendszer használatának bevezetése áttörést jelentett mind a sebesség, mind pedig a felhasználási lehetőségek tekintetében. 2. generáció: Jellemzőjük a félvezető alkalmazása: az elektroncsövet felváltotta a tranzisztor (William Shockley). Az első tranzisztor 1947-ben készült el, lehetővé tette az energiafogyasztás és a méret csökkenését, emellett sokkal üzembiztosabb építőelemnek bizonyult. Lényegesebben olcsóbbak lettek a tranzisztorra épülő számítógépek. A memória tipikus alkotóeleme a ferritgyűrű, háttértáraként pedig mágneslemezt, később mágnesdobot használtak. Fontos fejlődési lépcső, hogy megjelentek a magasszíntű programnyelvek, pl. Fortran. Az 1950-es évek közepén építették az első különlegesen nagy és különlegesen gyors számítógépeket, népszerű nevükön a szuperszámítógépeket. 20

21 3. generáció: Az integrált áramkört (IC-t) 1958-ban fedezte fel Jack S. Kilby a Texas Instrumentsnél és Robert Noyce a Fairchild Semiconductornál. Ez az eszköz a harmadik generációs számítógépek jellegzetes építőeleme. A tömegtermelés 1962-ben indult meg, az első integrált áramköröket tartalmazó számítógépek pedig 1964-ben kerültek kereskedelmi forgalomba. Megjelenik a bájt-szervezés és az input-output processzor is. A számítógépek több tevékenységet tudnak párhuzamosan végezni. Előrelépések történnek a távadatátvitelben. Az integrált áramkörök tovább csökkentették a számítógépek árát, méretét és meghibásodási gyakoriságát. Ez tovább növelte a számítógépek iránti keresletet: az 1970-es évek elejére több mint nagyszámítógépet és ugyancsak több mint miniszámítógépet helyeztek üzembe. Megjelenik a monitor és a billentyűzet, a lyukkártya kezd visszaszorulni ben ennél a gépcsaládnál választották szét először a hardvert és a szoftvert: külön tételként jelentek meg számlázáskor (ez tovább növelte a szoftver jelentőségét) és nem volt kötelező együtt megvásárolni őket. A gépek operációs rendszereket használta. Továbbra is jellemző a ferritgyűrűs operatív tár, de már megjelennek a félvezetős, IC-kből felépülő memóriák. Terjedtek az időosztásos rendszerek is, amik lehetővé tették, hogy interaktív, párbeszédes üzemmódban egyidejűleg több felhasználó férhessen a számítógéphez. 4. generáció: Az 1970-es évek közepe óta számíthatjuk az idejét és a mai napig tart. A gépek igen nagy integráltságú (VLSI) áramkörökből épülnek fel. Általánossá válik a félvezetős, integrált áramkörökből készült memória is. Nincsenek alapvető változások a számítógépek szervezésében, a korábban már bevezetett megoldásokat tökéletesítik. Az új technológiának köszönhetően tovább csökken a hardver ára, egy számítógéprendszer árának már akár 75%-a is lehet a szoftver. A számítógépek programozása szinte kizárólag magas szintű nyelveken történik. A távadatátvitel lehetővé teszi gyakorlatilag bármelyik két gép összekapcsolását és napjainkra már szinte mindegyik számítógép kapcsolódik valamilyen hálózathoz. Megjelenik a mikroprocesszor, majd ezt felhasználva megjelenik és rohamosan elterjed a személyi számítógép. Általánossá válik használatuk szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre, grafikára, adatbázis-kezelésre, stb. A korszak általános jellemzői : Az operatív tár mérete jelentősen nő: egy közepes második generációs gép (IBM 1401) memóriájának mérete jellemzően 4 és 16 Kb között volt, a negyedik generációs IBM 4341 nek már ezerszer akkora, 4 16 Mb volt a memóriája. A gépek mérete, energiafogyasztása és ára jelentősen csökken, a teljesítményük és megbízhatósá guk nő. Általános a másodpercenkénti néhány millió utasítás végrehajtása. Általánossá váltak a közvetlen gép hozzáférést lehetővé tevő perifériák: billentyűzetek, képernyők, fényceruzák, egerek, vonalkódolvasók. Az ope rációs rendszerek ennek a felhasználási módnak megfelelően fejlődnek tovább. Egyszerűbbé válik a gépek használata. Elterjednek az adatbázis kezelők, táblázatkezelők, szövegszerkesztők. Az 1980 as évek közepére már több millió számítógépet használnak világszerte. Ezek nagy része személyi számítógép. Mikroprocesszor: olyan integrált áramkör, amely betölti a központi egység szerepét. 1971: az Intel elkészíti az első mikroprocesszort 4004 néven. Másodpercenként mind össze 60 ezer művelet elvégzésére volt képes, és csak 4 bites adatokkal tudott dolgoz ni. A 4040 est követték a 8 bites Intel 8008 és 8080 as processzorok. Ezeknek a pro cesszoroknak a tömeggyártása tette lehetővé az első home computerek megjelenését. Az első gépek egyike az 1975 ben az USA ban megjelent MITS cég gyártotta AL TAIR 8800 as számítógép. Ez egy lemeztelenített, házilag összeszerelhető gép, amely egy Intel 8080 as mikro processzort és 256 bájtnyi memóriát tartalmazott az alaplapon. Hamarosan megszülettek az olcsó perifériák és szoftverek is. Az Altair mintájára sorban készültek az otthoni számítógépek. A gyártók sorába beállt a Tandy, Commodore, Sinclair, Apple, az IBM. 21

22 5. generáció: 1990 től Jellemzőjük a Neumann elvtől eltérő, párhuzamos vagy asszociatív működésű mikroprocesszo rok alkalmazása. Az eljárás orientált programozási nyelvek helyett a probléma orientált nyelvek megjelenése várható. Erre egy kezdeti kísérlet a PROLOG programozási nyelv. Az egyik jelenlévő trend a számítógépek fejlesztésében a mikrominiatürizálás, az az igyekezet, hogy mind több áramköri elemet sűrítsenek mind kisebb és kisebb méretű chipekbe. Az ötödik generációs számítógép létrehozására irányuló kutatás egy másik trend. Ezek a gé pek már komplex problémákat tudnának alkotó módon megoldani. Ennek a fejlesztésnek a végső célja az igazi mesterséges intelligencia létrehozása lenne. Az egyik aktívan kutatott te rület a párhuzamos feldolgozás, azaz amikor sok áramkör egyidejűleg különböző feladatokat old meg. A párhuzamos feldolgozás alkalmas lehet akár az emberi gondolkodás utánzására is. Robottechnika fejlődése órási méreteket ölt. Másik meglévő trend a számítógépes hálózatok fejlődése. Ezekben a hálózatokban már mű is felhasználnak a számítógépek világhálózatának működtetésére. Folynak kutatások az optikai számítógépek kifejlesztésére is. Ezekben nem elektromos, hanem sokkal gyorsabb fényimpulzusok hordoznák az információt. A jövő Fejlődés ellen nincsen gyógymód Neumann János 22

23 Kommunikáció Kommunikáció fogalma A kommunikáció egyfajta információ csere, mely mindig valamely jelrendszer segítségével jön létre. Ilyen jel rendszer például az emberi nyelv. Tágabb értelemben a kommunikáció jelent tájékoztatást és közlést is. Csoportosítása 1. résztvevők száma szerint interperszonális (2 személyes pl.: párbeszéd) csoport kommunikáció (1 ember és 1 csoport közt pl.:újság, könyvkiadás) tömegkommunikáció (a hallgatóság tagjai egymástól és az üzenet küldőjétől térben és időben távol vannak egymástól pl.:reklámok) 2. résztvevők távolsága szerint közvetlen (a kommunikáció személyesen történik) közvetett (időben vagy térben egymástól távol vannak pl.: chatelés, telefonálás) 3. alkalmazott kódrendszer szerint verbális (nyelvi jelek használatával történő kommunikáció) nem verbális (nem nyelvi jelek használatával történő kommunikáció pl.: testbeszéd) 4. kölcsönösség szerint egyirányú (a fogadó fél nem küld semmiféle visszajelzést a küldő félnek) kölcsönös (oda vissza ható folyamat, a befogadó ill. küldő szerepek fel is cserélődhetnek) 5. résztvevők viszonya szerint egyenrangú nem egyenrangú Kommunikáció tényezői 1949 ben Claude Shannon és Warren Weaver publikálták kommunikációs modelljüket, melyet később minden emberi kommunikációs szituációra elfogadhatónak tartottak. Céljuk a telefonkábelen való üzenet átadás minél hatékonyabb módjának kidolgozása volt. Adó: Akitől az üzenet ered, az üzenet küldője. Ő szeretne közölni valamit. Kódolás: Az adó átalakítja az üzenetet, hogy az a csatornán való áthaladásra alkalmas jelformát öltsön. Csatorna: Melyben az üzenet eljut az adótól a vevőig. Közvetíti az üzenetet. Ilyen például a telefonkábel. Zaj: Zavaró tényező, mely csökkenti az üzenet befogadásának hatékonyságát. Csoportosítása: csatorna zaj (pl.: mikrofon hiba, térerő hiány, telefonkábel hiánya) környezeti zaj (pl.:külső zaj) szemantikai zaj (pl.:akcentus, fogalmazási és beszédhibák) 23

24 Dekódolás: A vevő visszakódolja az üzenetet, hogy megértse. Vevő: Aki fogadja az üzenetet. Redundancia Köznyelvi értelemben bőbeszédűség, terjengősség, felesleges elemeket tartalmazó közlemény. Azonban a re dundancia fogalma nem mindig negatív. Ugyanis egy szövegnél a redundancia biztosíthatja a jobb megértést. Ugyanakkor a redundancia teszi lehetővé, hogy felfogjunk, megértsünk pontatlanul v. hiányosan közvetített jel sorozatokat (helyesírási hibákat, hiányzó betűket tartalmazó szövegek, rosszul hallható beszéd) is lényeges in formációk elvesztése nélkül. Például a magyar nyelv redundáns. Információelméleti értelemben a redundancia több jel felhasználása, mint amennyire adott információ közvetí téséhez feltétlenül szükség van. Azaz egy redundáns közegben nagyobb az adatmennyiség, mint az információ. A számítástechnika területén a redundancia mindig valamiféle megbízhatóságot növelő többszörözést jelent (p.: mentés két merevlemezre). Ezt csökkenteni lehet adattömörítéssel. Informatikai alapfogalmak Informatika Az informatika az információ megszerzésével, tárolásával, feldolgozásával és továbbításával foglalkozó tudo mány. Az informatikában manapság a legtöbb feladatra számítógépeket alkalmaznak, mindazonáltal az infor matika tudománya nem kizárólag a számítógépekkel foglalkozik. Információ Az információ az informatika alapfogalma, sokféle meghatározása létezik. Ezek közösek abba, hogy az infor máció valamivel kapcsolatban csökkenti a bizonytalanságunkat, és új ismerettel szolgál számunkra. Az információ valamely jelenségre vonatkozó értelmes közlés, amely új ismereteket szolgáltat az információ felhasználójának. Valójában információnak tekinthető minden inger, amely a környezetünkből hozzánk érkezik. A hangok, a látvány, az ízek, a hőérzet, továbbá a gondolatok, amelyeket hallunk, vagy olvasunk stb. Jel A jel érzékszerveinkkel vagy műszereinkkel felfogható mérhető jelenség, amelynek jelentése van, ezt a jelen tést valamilyen egyezmény, szabály rögzíti. Jelek csoportosítása Érzékszervi szempont szerint: vizuális jel(minden ami látható és jel szerepet tölt be legtöbbször 2D rajzok, képek, szimbólumok, de lehetnek 3D tárgyak vagy virtuális tárgyak is (pl. hologram)) vagy audiojelek (az in formációközlés szempontjából a beszéd és a zene a legfontosabb.) A jeleket a lehetséges értékei alapján is csoportosíthatjuk, így megkülönböztetünk analóg és digitális jelet. Analóg és digitális jel Egy jelet analógnak nevezünk, ha két érték között tetszőleges értéket felvehet. Ilyen például az ember magassá ga vagy tömege. A digitális jel csak előre meghatározott számú, véges sok értéket vehet fel. Ilyen például egy felnőtt ember gye rekeinek a száma, vagy a boltban kapható cipők mérete. Ugyanaz az információ megjelenhet akár mindkét módon is: például az analóg és a digitális órák esetén az idő jelzése. Az analóg jel mindig digitálissá alakítható (digitalizálható). Jelrendszer A jelek a használati szabályaikkal együtt jelrendszert alkotnak. Ahhoz, hogy az információt tárolhassuk, feldolgozhassuk, és továbbíthassuk, valamilyen jelrendszer segítségé vel rögzítenünk kell. Ilyen jelrendszerek például az írás különféle változatai, vagy a zenei kotta. 24

25 Az információt mindig jelek, jelsorozatok hordozzák. Fontos, hogy a jeleket értsük, különben nem kapunk in formációt. Nem minden jel hordoz számunkra információt, ennek az okai, hogy nem értjük, vagy már ismerjük a tartalmát. Az üzenet információtartalmát számítással meghatározhatjuk. A problémát az okozza, hogy az információk sokfélék lehetnek. A feldolgozandó információ lehet egy kép, egy szöveg, egy elektronikus jel is. Jellemzőik megmérése után a számítógép számára fogadható jellé kell alakítani az információkat. Ha az adatot kétféle jellel tudjuk leírni, akkor a két jelet együtt bináris jelnek nevezzük. Pl.: világít a lámpa nem világít a lámpa férfi nő A számítógépek mindenféle információt számok formájában írnak le, azaz rögzítenek. Így válik az informá ció a számítógép által feldolgozható adattá. Adat Azokat az információkat, amelyekből valamilyen konkrét tényt tudunk meg adatnak is nevezzük. Az informá ció értelmezett adat. Az adat elemi ismeret. Az adat tények, fogalmak olyan megjelenési formája, amely alkal mas emberi eszközökkel történő értelmezésre, feldolgozásra, továbbításra. Az adatokból gondolkodás vagy gépi feldolgozás útján információkat, azaz új ismereteket nyerünk. Az adat az információnak a számítógépes rendszerben való megjelenési formája. A feldolgozásban az informá ció helyett az adatokkal végezzük el a kívánt műveleteket. Az első számítógépekben az adatokat tízes szám rendszerben tárolták. Később azonban Neumann János javaslatára áttértek a kettes számrendszerre. Manap ság a legtöbb számítógép a kettes számrendszert használja. Az adattárolás és adatátvitel mértékegységei Az informatika világában éppoly fontos szerep jut a mértékegységeknek, mint a többi tudományban. A számító gépen leggyakrabban az adatok mennyiségét és a mozgatásuk gyorsaságát (sebességét) mérjük. A betáplált adatok a lehető legkisebb egységekre lebontva kerülnek tárolásra a számítógépben. Ez a legkisebb adategység a bit (Binary Digit). A bit az információmennyiség alapmértékegysége. A binary digit kifejezés szó szerinti jelentése: kettes számrendszerbeli számjegy. 1 bit az az információmennyiség, amely egy kettes szám rendszerbeli számmal kódolható. A bitnek két állapota lehetséges: 0 vagy 1. Egy bitnyi információ nagyon kevés: egy igen nem válasz, egy fejbólintás, kacsintás. Ennél kisebb mennyiségű információ már nem jelent semmit. A számítógép minden adatot egyesek és nullák sorozataként ábrázolva (kódolva) tárol. A tárolandó adat meny nyiségétől függően több kevesebb bitből álló sorozat szükséges a tároláshoz. A számítógépek a biteket nyolcas csoportokba szervezve kezelik. Egy ilyen nyolcas csoport egy nyolcjegyű kettes számrendszerbeli (bináris) számnak felel meg, a neve pedig Bájt (Byte). A számítógéppel végzett munkánk során több ezer (millió) bájtból álló adathalmazokkal találkozhatunk. Ezért az adatmennyiségek mérésének megkönnyítéséhez a mértékváltásnál megismert előtagokat, (az ún. prefixumokat) használjuk. A mértékegységek váltószámait az alábbi táblázat foglalja össze. Adatátviteli sebesség Amennyiben az adatokat egyik számítógépről a másikra kívánjuk átjuttatni, fontos jellemző lehet az adatátviteli csatorna sebessége. Adatátviteli sebesség alatt az időegység alatt átvitt adatmennyiséget értjük, amelyet legin kább a bit/s ban, illetve többszöröseiben (kbit/s, Mbit/s, kbyte/s) szokás megadni. A hagyományos (analóg) te 25

26 lefonvonal adatátviteli sebessége például 56 kbit/s, ami azt jelenti, hogy egy másodperc alatt bitnyi ada tot képes átvinni. Digitalizálás Analóg jel: Makroszkopikus fizikai jel, általában folytonos vagy annak tekinthető (bármilyen értéket felvehet két határérték között, például idő, szín, áramerősség, feszültség, hőmérséklet, óramutató szöge). Digitális jel: Számjegyekkel leírható binárisan kódolható (diszkrét jelek halmaza, amelyeket számokkal je lölünk). A gyakorlatban az analóg jelet elegendően sok számmal jól lehet közelíteni amelyekből nagy pontossággal vissza is állítható az eredeti analóg jel. A digitalizálás fogalma A digitalizálás az információ számokká ("digitekké") alakítása. Erre az átalakításra azért van szükség, mert a számítógép számokat tárol és dolgoz fel. A digitalizálás általában egy analóg digitális átalakítás. Különböző típusú információkat digitalizálhatunk: szöveg, kép, hang. Veszteségmentes és veszteséges digitalizálás A digitalizálással szemben támasztott egyik fontos követelmény, hogy az információ minél kisebb mértékben torzuljon, vagy vesszen el. Ennek megfelelően kétféle digitalizálást különböztethetünk meg. A veszteség men test és a veszteséggel járót. Veszteségmentes digitalizálásról akkor beszélünk, ha a digitalizálás után a teljes információ tartalom megma rad. Például, amikor a levélborítékra írt irányítószámot a postai elosztórendszer automatikusan felismeri. Ehhez úgy kell digitalizálnia az írott számokat, hogy egyértelműen el lehessen dönteni, hogy milyen irányítószámot írt rá a feladó. A valóságban ez nem mindig sikerül. Veszteséges a digitalizálás, ha a digitalizálás után az információnak csak egy részét kapjuk meg. A zene digita lizálása mindig veszteséggel jár, legalábbis a ma rendelkezésre álló eszközökkel, csak közelíteni lehet azt a ze nei élményt. Ebben az esetben kompromisszumokat kell kötni, például abban, hogy milyen minőségben elegen dő a hangot digitalizálni. Például a mobiltelefonos beszélgetés esetén elegendő, ha felismerhető a telefonálók hangja, de például ha zenét akarunk hallgatni, igény van a minél jobb hangminőség elérésére. Hasonlóan a képi információnál, az okmányirodában készített digitális arckép (igazolványkép) minősége sokkal alacsonyabb, mint például egy fotókiállításon szereplő portréé. Minél több információt őrzünk meg a digitalizálás során, annál nagyobb adatmennyiség keletkezik. A digitali zálás során keletkezett adatmennyiség tárolása és kezelése további feladatokat vet fel. A nagy mennyiségű adat tárolásának egyik lehetséges megoldása az adattömörítés. Szöveg digitalizálása A szöveg szó szerinti visszaadása fontos, de lehet fontos az az információ is, hogy egy adott nyomtatott szöveg milyen tipográfiával készült. (betűtípus, sortávolság, margók, stb.) Tehát az alapfeladat a nyomtatott vagy írott formában rendelkezésre álló szöveg karaktersorozattá alakítása, és ezen felül bizonyos alkalmazások a tipográ fiai információk felismerésére is képesek. Nyomtatott (írott) szövegek digitalizálása OCR technológiával történik. OCR: Optical Character Recognition, magyarul optikai karakterfelismerés. Ez a technológia az egyes betűk optikai képét próbálja felismerni és a be tűknek megfelelő karakterekké alakítani. A kifinomultabb OCR eljárások a minél pontosabb felismerés érdeké ben nem csak az egyes betűket veszik figyelembe, hanem a szöveg nyelvét illetve a megadott nyelv szavainak ismeretét is felhasználják a felismerésben. Az OCR programok egy fajtája a kézírás felismerő, aminek a szerepe olyan adatbevitelnél fontos, amikor az adatbevitelnél nem, vagy nem minden esetben használunk billentyűzetet, például digitális tábla, érintő képernyős eszközök. 26

27 A felismerési folyamat részei az írás képének beolvasása (scanning); a képen szereplő szövegblokkok, szövegsorok vizsgálata; a blokkokban, sorokban szereplő betűk vagy betűpárok felismerése; és a felismert szöveg ellenőrzése (például helyesírás vagy nyelvtani ellenőrzés). Hang, zene digitalizálása A hang A hang a légnyomásváltozás hullámszerű terjedése. Ha nem lenne levegő, nem hallanánk hangokat. Az űrben nincs hang. Azért hallunk, mert a fülünk érzékeny a légnyomásváltozásra. A gyakoribb hangok periodikus hullámmal adhatók meg. Az amplitúdó a hangerőt, a frekvencia pedig a hang magasságot határozza meg. Mintavétel Az átlagember 20 és Hz közötti hangokat érzékel, ezért például zene esetében elegendő ebben a tarto mányban digitalizálni a hangot. A zenei CD szabványa 20 és Hz közötti frekvenciákat tárol. A digitali zálás mikrofonnal történik. A mikrofon egy olyan membránt tartalmaz, ami a levegő rezgését elektromágneses hullámokká alakítja. Tipiku san magasabb légnyomásértékhez nagyobb feszültség tartozik, alacsonyabbhoz kisebb. Digitális hangrögzítés kor a mikrofon által felvett analóg jelet egy analóg digitális átalakító diszkrét számsorozattá alakítja. A diszkre tizálás úgy történik, hogy az analóg jelet valamilyen gyakorisággal megmérjük, és a mért értékeket tároljuk. A digitális felvétel minősége két paramétertől függ: A mintavételi frekvencia azt rögzíti, hogy másodpercenként hányszor mérjük meg az analóg jelet. A kereske delmi forgalomban kapható hangfelvételek általában 44 khz esek. A minta formátum (bitmélység) azt adja meg, hogy a mért értékeket hány bites számokkal ábrázoljuk. Az audio CD k minta formátuma 16 bites. A digitalizált hangot tárolhatjuk tömörítetlenül (pl. WAV, AIFF) és tömörítve (MP3, OGG, WMA). Képi információ digitalizálása Képi információ digitalizálásánál a két legfontosabb jellemző a képfelbontás és a színmélység. Képfelbontás A digitális kép pixelekből (képpontokból) áll. Minél több pixel alkot egy képet, annál finomabb rajzolatú (rész letesebb) lesz a kép. Színmélység A színmélység egyetlen pixel lehetséges színeinek számát adja meg. Például, ha a színmélység 1 bites, azaz ezt az információt egy biten ábrázoljuk, ennek csak két értéke lehet (0, 1), ezért ez csak tipikusan fekete vagy fehér képpontot reprezentálhat (szürke árnyalatosat még nem). Ez elegendő lehet vonalas rajzok (kifestő), illetve nyomtatott szöveg képi digitalizálásánál. Minél több bit tartozik egy képponthoz, annál több színárnyalatot (mint információt) lehet megőrizni. A tipikus digitális fényképek 24bites színmélységgel kódolják a képeket. A képi információ digitalizálása leggyakrabban szkennerrel vagy digitális fényképezővel történik. Kódolás Kódolás és dekódolás A kódolás olyan eljárás, amelynek során a kiindulási adatokat más formátumúvá alakítják át. (Általában táro lás, vagy adatátvitel céljából.) Ehhez szükség van egy kódrendszerre, illetve egy kódolási eljárásra. A kódolt in formációból aztán a dekódoló eljárás segítségével kapjuk meg az eredeti adatokat. Kódolás például az a művelet, amikor egy zene hangjait hangjegyekkel leírjuk (kottában), vagy amikor egy ver set leírunk a papírra. Kódolás történik akkor is, amikor egy digitális fényképezőgép számok formájában rögzíti a képet. 27

28 Dekódolás történik akkor, amikor a zenész a kotta alapján eljátssza a zenét, felolvassák a verset, vagy a nyom tató kinyomtatja a képet. A kódolást gyakran azért végzik, hogy az adatátvitel során esetleg lehallgatott üzene tet illetéktelen személy ne tudja elolvasni. Ezt a fajta kódolást titkosításnak nevezzük. Máskor azért végeznek kódolást, hogy az adatok tárolásához kisebb tárolóhelyre legyen szükség. Ezt a fajta kó dolást tömörítésnek nevezzük. Karakterkódolások Szövegek bináris alapú kódolása A szöveg karakterek sorozata, minden karaktert egy egy (bináris) számmal kódolunk. A kódtábla írja le, hogy melyik karakterhez, melyik számot rendeltük. Ha egy szöveget helyesen szeretnénk megjeleníteni, tudnunk kell a kódolását, hiszen különböző kódtáblák léteznek. Kezdetben 7 bites ASCII kódolás volt az elterjedt, ez 128 (=27) karaktert jelent. A legtöbb fontosabb karakter benne volt, de a különböző nyelvek sajátos karakterei nem voltak megjeleníthetőek. Létrejött a 8 bites ASCII kódolás, ez 256 karaktert jelent, a második 128 karaktert minden nyelv a saját karak tereivel töltötte fel, létrehozva sok sok kódtáblát. A többféle kódtábla miatt ügyelni kellett, hogy milyen szöve get milyen kódtáblával nyitunk meg, mert ha nem a megfelelőt választjuk, akkor nem azt a szöveget kapjuk vissza, amit szerettünk volna, pl. webböngészésnél, e mail olvasásnál. (Ennek kiküszöbölésére jött létre pl. a HTML ben a META tag ek között a charset beállítás, amely tudatja a böngészővel, hogy milyen kódolást/kódtáblát használjon, így az olvasónak nem kell foglalkoznia vele.) Manapság már szinte mindenhol az UTF 8 kódolást használják, hiszen egy kódoláson belül a legtöbb nyelvet meg tudjuk jeleníteni, így egy dokumentumon belül többféle nyelvű szöveget is el tudunk olvasni, és nem kell figyelni, hogy ide oda konvertáljunk. Tipográfiai követelmények Ha szövegeinket a szigorúbb tipográfiai elvárásoknak megfelelően szeretnénk elkészíteni, akkor az ékezetes ka raktereken kívül további speciális karakterekre is szükségünk lehet. Például a vízszintes vonal karakter több kü lönböző formája létezik, ezeknek más más jelentése van, máskor kell használni őket. A kötőjel rövid és tömzsi, ezt használjuk elválasztásra, toldalék illesztéséhez, szóösszetételeknél. A nagykötőjel jóval hosszabb és vékonyabb, ezt használjuk például tulajdonnevek kapcsolatának jelölésére, illetve intervallu mok megadásakor. A nagykötőjellel azonos írásjel funkcionál gondolatjelként is, ekkor azonban előtte szóköz, utána pedig szóköz vagy írásjel található. pl. Fő u ben Boyle Mariotte törvénye (két ember) Gay Lussac törvényei (egy ember) További speciális jelek a pénznem megjelölése: pl., matematikai szimbólumok: pl. π. ASCII kód (American Standard Code for Information Interchange) A számítástechnika történetének kezdetén, a '60 as években megalkották az ASCII kódkészletet, ami még 7 bi ten kódolta az amerikai ABC kis és nagybetűit, a számjegyeket és írásjeleket valamint különböző vezérlőjele ket. A karakterek különböző jellemző csoportokba rendezhetők. Ezek: vezérlőjelek, írásjelek, számjelek, kis és nagybetűk. Az első oszlop jelentése: LSB = Least Significant Bits, ez az utolsó 4 bitet adja meg. A táblázat első sora: MSB = Most Significant Bits az első három bitet tartalmazza. 28

29 Például az 'A' karakter kódja kettes számrendszerben: " ", ami tízes számrendszerben "65", tizenhatos ban pedig "41". Az ASCII kiterjesztései Mivel az adatok tárolásának alapegysége a 8 bites "bájt" (byte), célszerű a 8. bitet is felhasználni karakterek kó dolásakor. Az ASCII kiterjesztései olyan kódok, ahol 0 tól 127 ig az ASCII kód szerepel, a 128 és 255 közötti kódok pedig speciális karakterek, nemzeti írásjelek megadásához használhatók. A magyar nyelvterületen használatos ASCII kiterjesztések: ISO (latin1), ISO (latin2), CP 1250 (winlatin), IBM 852. Unicode 1987 ben a XEROX cég egy új 16 bites kód fejlesztésébe kezdett. Meg is született, sőt, állandóan fejlődésben van egy ilyen kódkészlet, a Unicode, UCS (Universal Character Set), avagy ISO szabvány amely egy magában képes az összes nyelv összes karakterét ábrázolni. Az Unicode elnevezést az egyik fejlesztő javasolta, mivel: unique (egyedi), universal (univerzális) és uniform (egységes) karakterkódolást biztosít. Eleinte még úgy képzelték, hogy 216 (65536) elég lesz, de 231 (bő kétmilliárd) az elvi határ, ugyanakkor a becslések szerint 221 (bő kétmillió) fölé nem fognak eljutni a számokkal, elég lesz az összes elő, halott és mesterséges kultúra írásje leinek ábrázolására. Az összes korábbi 8 bites kódkészletben megtalálható karakter belefért a Unicode kezdeti alsó os tarto mányába, amelyet Basic Multilingual Plane nek (BMP) is neveznek. Az alsó 128 érték megegyezik a hagyományos ASCII val. Sőt, az alsó 256 megegyezik a Latin 1 gyel. A ma gyar ő és ű betűk tehát 256 nál nagyobb azonosítót kaptak. Önálló azonosítót kapott minden egyes írásjel, így például van alsó 99 es idézőjel, van felső 99 es, felső 66 os stb., mind mind különböző azonosítóval. A Unicode értékeket általában hexadecimálisan, nagy ritkán decimálisan adjuk meg. Sokszor U+ bevezetés után írjuk le a hexa értéket legalább 4 számjegyen. Például az ó betű kódja U+00F3 (decimális 243), az ő betűé pedig U+0151 (decimális 337). A kifejlesztett kezdeti specifikációkat tartalmazó Unicode 1.0 kódrendszer a világ összes írott ABC jének kódo lását tartalmazza. A fejlesztés során követett alapelvek a következők voltak: Teljesség: A Unicode t úgy tervezték, hogy a szövegek létrehozásához használt összes karaktert tartalmazza, ebbe még olyan "holt" nyelvek is beletartoznak mint pl. a szankszkrit. Egyszerűség és hatékonyság: Minden Unicode kód azonos, 16 bites hosszúságú és mindegyik egy tényleges lé 29

30 tező karaktert reprezentál. Nincsenek sem vezérlő kódok sem vezérlő kódsorozatok. Ezek mind bonyolultabbá teszik a számítógépes szövegkezelést és feldolgozást. Egyértelműség: Minden kód egyértelműen egy karaktert jelent. Ezért egy karakter hibás olvasásakor csak egy a hibás és nincs előre mutató következménye. Pontosság: Minden kódolt karakter szabványos, a nyelvi szakértők által ismert és elfogadott. Magyar nyelvű szövegekhez használt kódolások latin1 ISO Nyugat európai latin karakterkészlet (Microsoftéknál néha Western European ISO). Egy igen elterjedt kódolás. Nem tartalmazza a magyar umlautos (hosszú umlautos) betűket, mint amilyen a hosszú ö és a hosszú ü. Ere dendően ez volt a HTML kódolása. Később az alap CCS az UCS lett, a használt kódolást pedig a dokumentum hoz explicit meg kell(ene) adni. Az UCS első 256 karaktere megegyezik az ISO el. latin2 ISO Kelet európai (Microsoft éknál néha közép európai, azaz Central European ISO névre hallgat) latin karakter készlet. Ide tartozunk mi, magyarok. A magyar és német szöveg az elterjedtebb ISO kódolással értel mezve is olvasható marad, csak a magyar umlautos betűk helyett más karakter jelenik meg: ő és Ő helyett õ és Õ (tildés o), ű és Ű helyett û és Û (kúpos ékezetes u) lesz látható. utf 8 UCS Transformation Format 8, egy UCS CCS en alapuló charset. A kódolt szöveg egész byte okból (8 bit) áll. A 128 alatti kódú karakterek ábrázolása megegyezik az ISO szerintivel (1 byte, ami a karakter kódját tartalmazza), így egy csak 128 alatti kódú karaktereket tartalmazó szöveg egyben szabályos ISO szöveg is. A 127 nél nagyobb kódú karakterek ábrázolása több byte on történik, minél nagyobb a szám, annál több byte on. Dokumentumformátumok A szöveg és dokumentumszerkesztő programok sokféle dokumentum formátumot használnak a szöveg tárolá sára, ez sokszor problémákhoz vezet, főleg ha a formátum leírása nem nyilvános. A dokumentumformátum dönti el, hogy milyen módon kell kódolni a karaktereket, a szöveg formai tulajdonságait, a beágyazott objektu mokat és grafikai elemeket. Néhány elterjedt formátum (szokásos kiterjesztésükkel címkézve őket): TXT, RTF, TEX, ODT, PDF, HTML, XML, DOC, DOCX..TXT Egyszerű és platformfüggetlen dokumentumformátum, formázást, beágyazott objektumokat és grafikai eleme ket nem tartalmaz..rtf Formázott szöveget, képeket és más objektumokat tartalmazhat. A Microsoft fejlesztette ki, kifejezetten a plat formfüggetlen dokumentcsere céljára..odt Az OpenOffice és a LibreOffice használja..pdf Az Adobe Systems által kifejlesztett PDF formátum formázott szöveget, képeket és más objektumokat (például interaktív mezőket) tartalmazó dokumentum leírására szolgál, eszköz és felbontásfüggetlen formában. Az irodai programcsomagokban készített dokumentumokat gyakran PDF formátumban publikálják. Előnye a platformfüggetlen megjelenítés, továbbá nyomtatáskor is változatlanul jelenik meg a dokumentum..html A Tim Berners Lee által fejlesztett leíró nyelv a mai napig a weboldalak szabványos nyelve..doc,.docx A Microsoft dokumentumformátumai. Az első zárt (propietary) a második részben nyílt, és már XML alapú. Hang kódolása 30

31 A hang (hanghullám) analóg jel. Ahhoz, hogy a számítógépben ábrázolni tudjuk, a hanghoz bináris kódot kell hozzárendelni (digitálissá kell alakítani), ezt a hangkártya végzi el. A hanghullám szinuszgörbék összege. A kódoláshoz időnként megállapítjuk a görbe amplitúdóját és ezt egész számra kerekítve, bináris számmá alakít juk, és az kapott számsorozattal ábrázoljuk a hangot. Ezt az átalakítást (és a fordítottját) végzi a hangkártya. Hangformátum WAV tömörítetlen állomány, pl.cd MP3 (Motion Picture Expert s Group), CD minőség,12 96% os tömörítés ASF (Microsoft) Interneten, Windows Media Player (8 KHZ) ADPCM, IMA (Microsoft) jó minőségű, 4:1 arányú, videóra ideális, 44.1 KHZ DSP beszédhangokra, 8 KHZ PCM tömörítetlen hangot ad, 8 48 KHZ Számos egyéb formátum. Wav A fájl digitális hanghullámokat ("Wave") tartalmaz, melyek azonban különböző mintavételi fokozatúak lehet nek (11,025 khz, 22,05 khz, 44,1 khz; mono vagy sztereo), bár sok fajtája van általában tömörítésmentes, minden kezeli. MIDI A MID fájlok MIDI (Musical Instrument Digital Interface) utasításokat tartalmaznak, egy MIDI szekvencer program és megfelelő hardvereszközök segítségével lehet őket lejátszani. A MIDI egy szabványosított hang szerkészletből építkezik. Ez a készlet minden számítógépen közel ugyanúgy kell, hogy megszólaljon. Hátránya a korlátozott hangkészlet, előnye, hogy kis helyen tárolható. Mp3 Az MP3 egy tömörített verziója a digitális hangnak. Különféle kódolási eljárásokat használnak az eredeti hang anyag méretének csökkentésére, úgy hogy az érzékelhető minőség minél kevésbé romoljon. Meghatározó adata a kódolásnak a bit ráta, vagyis a lejátszó egységnek másodpercenként küldött hangadat. Ogg A Vorbis egy szabad és nyílt hangtömörítési eljárás (kodek), amit a Xiph.org Alapítvány fejleszt. Általában az Ogg konténerrel használják, ezért gyakran nevezik nem teljesen pontosan Ogg Vorbisnak vagy még ke vésbé pontosan Oggnak is. Kép kódolása Alapfogalmak Pixel: Nem osztható, önálló képelem, más néven képpont. Egy pixelt meghatároz elhelyezkedése (két koordi nátával), illetve információtartalma (színe, az intenzitása és a köztük lévő kontrasztarány, összefoglalva a denzitás értéke). Felbontás: a képet alkotó pontoszlopok és pontsorok száma pl. 300 x 200. Mértékegysége a képpont/hüvelyk (pixels per inch, ppi). Ha egy kép felbontása 72 ppi, az azt jelenti, hogy egy négyzethüvelyknyi területen 72 X 72 = 5184, nagyobb felbontás esetén arányosan több képpont található. Színmélység: a pontok színét leíró bitsorozat hossza, azaz a képernyőn megjeleníthető színek száma Színmodellek RGB (vagy 24 Bit Color): Egy képpont a piros, a kék és a zöld féle árnyalatából áll össze, összesen 16 millió színárnyalattal. 24 biten tárolja az információt. Ez additív színrendszer, tehát a három alapszín egyforma keverése fehér, hiányuk fekete színt eredményez. Ezeket a szí neket használja minden elektronikus kivetítőeszköz (monitor, kivetítő). CMYK(Cyan Magenta Yellow Black): A színes képek nyomtatásakor a CMYK modellt alkal mazzák. Ez az RGB vel szemben nem additív, hanem szubtraktív, vagyis kivonó színkeverés. 31

32 Nem a színelméleti alapszíneket veszik alapul, hanem amelyek a legpontosabb gyakorlati színeket eredménye zik. Ezek a cián, lila, sárga, és egy előre meghatározott szín, mely általában a fekete. Ha ebben a színrendszer ben is minden alapszínre 1 bájtot szánunk, az összesen 4 byte=32 bit, 232 féle színárnyalat, pedig az emberi szem már 16 millió árnyalatot sem tud megkülönböztetni! (Technikai szempontból mégis így használjuk, hiszen az 1 bájt olyan egység, aminél a számítógép kisebb egységet nem kezel egy lépésben. CYM: Ugyanaz, mint az előző, csak fekete nélkül. A fekete nehezen keverhető ki (ezért veszik bele gyakran az alapszínek közé). A CYM alapszínei az RGB alapszíneinek komplemens színei. Ez szubtraktív színrendszer. A színek hiánya fehéret eredményez. Ponttérképes képábrázolás rasztergrafikus A kép képpontok (pixelek) oszlopokba és sorokba rendezett halmazából épül fel. Az oszlopok és sorok száma adja a kép felbontását (pl.: 512 x 320 esetén a kép szélessége 512, magassága 320 képpont). Minden egyes képpontról tárolni kell a színét. A kép minőségére jellemző, hogy mekkora a szín mélysége, azaz mennyi színt tartalmazó palettából került ki a képpontok színe. A legegyszerűbb eset, amikor a kép fekete fehér, azaz kétszínű. Ilyenkor a minden egyes képpont 1 bittel jelle mezhető (és tárolható): pl. fekete pont esetén a bit értéke 0, fehér pont esetén pedig 1. Mentéskor azonban a kép formátumára (BMP,GIF, JPG, stb.), méretére, színmélységére vonatkozó információk is a fájl fejrészébe íródnak, így a tényleges helyfoglalás ennek megfelelően nagyobb. A mai grafikai igényeket azonban nem elégítik ki a kétszínű képek. A következő fokozatot a 4 bites színmély ségű képek jelentik, ahol a használható színek száma 16 (24). Már elfogadható látványt eredményez, ha a képen a színek száma 256 (28) lehet, ez a színszám 8 biten kódolható. Igazi megoldást az RGB színmodell jelent, ahol minden képpont színe három összetevő, a vörös (Red), a zöld (Green) és a kék (Blue) adott kombinációjából alakul ki. Mindegyik összetevő erőssége között állítható, tehát 1 bájton (8 biten) kódolható. Így minden képpont színe 3 bájton (24 biten) tárolódik. Ezt a színmélységet true color nak (valódi szín) is nevezik. Így egy képen akár 16 millió (224) féle szín is megjeleníthető. Vektoros képábrázolás vektorgrafikus A grafikus állományok másik típusa a vektorgrafikus kép, amely elsősorban rajzok megjelenítésére használt, mértani képletekkel leírható vonalakból és görbékből álló kép. A képfájl csak a kép előállításához szükséges in formációkat tartalmazza. Előnye a kis fájlméret és a minőségromlás nélküli nagyíthatóság (mivel nem egy fix koordináta rendszerben kerülnek ábrázolásra). A vektorgrafikus képek jobb minőségűek, jobban szerkeszthe tőek, kevés helyet foglalnak, de fényképszerű képek készítésére nem alkalmasak. A legfőbb különbség a raszteres és vektoros képek között az, hogy a vektoros képek szabadon nagyíthatóak, a raszteres képek nem. Képformátumok csoportosítása tömörítés nélküli (BMP, TIFF) tömörített veszteséges (JPEG) veszteségmentes (PNG, GIF) Fájlformátumok Bmp (bitmap): ez a hagyományos Windows féle képábrázolás, melynél képpontonként közöljük az adott kép pont színkódját. 4 színmélység létezik ebből a fajtából: 256 féle szín, fekete fehér árnyalatos, 16 és 32 bites színmélység. Hátránya, hogy semmiféle összefüggést nem használ ki a képpontok hasonló részletei vagy azo nos színű pontjaiból. Ez az egyik legnagyobb méretű, viszonylag kisebb az információvesztés, nem tartalmaz tömörítést, a képfelbontás a létrehozáskor megadható, az azonos képfelbontású képek mérete egyenlő, feltéve, ha azonos a színmélység. Jpg, jpeg: az interneten elterjedt képfájltípus, az egyes képeknek állítható a tömörítési aránya, nem érdemes 100% ot beállítani, mivel a 80% os tömörített kép is jó minőségű. A tömörítés azon az elven működik, hogy feltételezi, hogy két szomszédos pixel nem tér el oly jelentős mértékben egymástól, ami főleg fényképekre ab 32

33 szolút igaz is. A képet felbontják négyzetekre, és egy/néhány megkülönböztetett képkockát lekódolnak teljesen az összes szükséges biten, majd a többi pixelre csak azt mondjuk meg, hogy mennyivel tér el szomszédjától, vagyis a relatívan a változást adjuk meg neki csak. Mivel feltételezzük, hogy két szomszédos pixel között kicsi az eltérés, ezért sokkal kevesebb biten kell ábrázolni az eltérést, mint a teljes színt. Amennyiben mégis hirtelen nagy változás van két pixel között, az sem probléma, hiszen az emberi szemnek a túl közeli pontok összemo sódnak, vagyis az, hogy a színváltás 1 vagy több pixel alatt zajlik, többnyire nem számít, esetleg kicsit kevésbé lesz éles a kép. Gif: tömörített fájlformátum, főleg rajzok ábrázolására használják. A módszer lényege, hogy feltételezzük, hogy adott színmélység mellett nem fog előfordulni az összes létező szín. Vagyis amikor beolvasunk egy képet, akkor a kép készít magának egy színpalettát, amelyben részletesen leírja, hogy az első, második sokadik szín milyen komponensekből áll, ekkor a szükséges összes bitet felhasználja. Utána az egyes pixelekbe már nem a teljes szín kódját írja be, hanem csak az adott szín pozícióját. Ezt főleg akkor érdemes alkalmazni, amikor való ban nem túl sokféle szín létezik, pl. számítógépes grafikáknál, rajzoknál, rajzfilmeknél. Fényképek kódolására kevésbé hatékony vagy jelentősen veszteséges. PNG: W3C konzorcium szabványa, kifejezetten internetes alkalmazásra. Rendkívül hatékony, veszteségmentes tömörítés. 1 bitestől 16 bitesig bármilyen kép tárolására képes. Átlátszóság maszkját is képes tárolni. Szöveges adatokat, színkorrekciós adatokat is meg tud őrizni. Beépített átviteli hibaellenőrzés, interlace megjelenés. Ré gebbi böngészők nem támogatták. Mozgóképek tárolására is képes. Számrendszer Számrendszer fogalma A számábrázolási rendszer vagy számrendszer meghatározza, hogyan ábrázolható egy adott szám. A számjegy egy szimbólum (vagy azok csoportja), ami egy számot ír le. A számjegyek éppen úgy különböznek az általuk leírt számtól, mint egy szó attól a dologtól, amit valójában jelent. A "11" jelek a "tizenegy" és a "XI" különbözőek, de ugyanazt a számot írják le. Egy számrendszer (vagy számábrázolási rendszer) egységes szabályok alapján meghatározza, hogy számjegyek sorozata milyen számokat jelenít meg. A használt ábrázolási rendszer meghatározza, hogy a "11" számot a a bi náris háromnak, vagy a decimális tizenegynek, vagy a hexadecimális tizenhétnek, vagy a használt számrendszer alapszámának függvényében más számnak kell érteni. Elméletileg egy számrendszernek meg kell határoznia: A használt számok egy csoportjának ábrázolási szabályait; Egy egyedi ábrázolást (vagy ábrázolási szabályt) minden számhoz; Az aritmetikai szabályokat. Például, a leggyakrabban használt decimális számábrázolás minden számhoz egy egyedi, a jegyek egy véges sorozatát rendeli, megadja a megfelelő aritmetikai műveletek szabályait (összeadás, kivonás, szorzás és osztás) illetve meghatároz egy algoritmust a számláláshoz. Egy helyi értékes számrendszerben, aminek alapszáma b, ennyi szimbólumot vagy számjegyet használnak az első b természetes szám leírására, beleértve a nullát is. A többi szám előállításában a szimbólumok helyének is szerepe van. Az utolsó pozícióban álló számjegy megegyezik a saját értékével, a tőle balra lévő pedig a b alap számmal meg van szorozva. Ezzel a módszerrel véges számú szimbólummal bármely szám leírható. Számrendszerek Használt számrendszerek: 10 es számrendszer: (Decimális) alapszám: 10, 33

34 számjegyek: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9. 2 es számrendszer: (Bináris) alapszám: 2, számjegyek: 0; os számrendszer: (Hexadecimális) alapszám: 16, számjegyek: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9, A (10), B (11), C (12), D (13), E (14), F (15). Számrendszer átváltás általánosan Átváltás menete 10 ből X számrendszerbe: 1. Készítsünk egy két oszlopos táblázatot. 2. Írjuk fel a szám számjegyeit a bal felső sarokba. 3. Osszuk el a számot X szel. 4. Az osztás eredményét írjuk a szám alá. 5. Az osztás maradékát írjuk a szám mellé a jobb oszlopba. 6. Az osztást ismételgessük, amíg a bal oldalon 0 t nem kapunk. 7. A jobb oldali oszlop számjegyeit olvassuk össze lentről felfelé, ez az X számrendszerbe átváltott szám. Átváltás menete X ből 10 es számrendszerbe: 1. Írjuk fel az átváltandó számot. 2. Írjuk a számjegyek fölé X hatványait, jobbról kezdve növekvően.. 3. Szorozzuk össze a számjegyeket a fölöttük lévő hatványokkal. 4. Adjuk össze a szorzatokat. 5. Az összeg lesz a végeredmény. Átváltás 10 es számrendszerből 2 es számrendszerbe 1. Készítsünk egy két oszlopos táblázatot. 2. Írjuk fel a szám számjegyeit a bal felső sarokba. 3. Osszuk el a számot 2 vel. 4. Az osztás eredményét írjuk a szám alá. 5. Az osztás maradékát (0 v. 1) írjuk a szám mellé a jobb oszlopba. 6. Az osztást ismételgessük, amíg a bal oldalon 0 t nem kapunk. 7. A jobb oldali oszlop számjegyeit olvassuk össze lentről felfelé : = Átváltás 10 es számrendszerből 16 os számrendszerbe 1. Készítsünk egy két oszlopos táblázatot. 2. Írjuk fel a szám számjegyeit a bal felső sarokba. 3. Osszuk el a számot 16 tal. 34

35 4. Az osztás eredményét írjuk a szám alá. 5. Az osztás maradékát (0,1,..,9,A,,F) írjuk a szám mellé a jobb oszlopba. 6. Az osztást ismételgessük, amíg a bal oldalon 0 t nem kapunk. 7. A jobb oldali oszlop számjegyeit olvassuk össze lentről felfelé. : D A =A1D016 Átváltás 2 es számrendszerből 10 es számrendszerbe 1. Írjuk fel az átváltandó számot. 2. Írjuk a számjegyek fölé 2 hatványait, jobbról kezdve növekvően. 3. Szorozzuk össze a számjegyeket a fölöttük lévő hatványokkal. 4. Adjuk össze a szorzatokat. 5. Az összeg lesz a végeredmény *25+0*24+1*23+0*22+0*21+1*20= = =4110 Átváltás számrendszerből 10 es számrendszerbe 1. Írjuk fel az átváltandó számot. 2. Írjuk a számjegyek fölé 16 hatványait, jobbról kezdve növekvően. 3. Szorozzuk össze a számjegyeket a fölöttük lévő hatványokkal. 4. Adjuk össze a szorzatokat. 5. Az összeg lesz a végeredmény F C 2 8 1*164+15*163+12*162+2*161+8*160= = = =

36 Számítógép Számítógép Számítógépnek nevezzük azokat az elektronikus gépeket, amelyek program által vezérelve adatok befogadásá ra, tárolására, visszakeresésére, feldolgozására és az eredmény közlésére alkalmasak. A számítógépeket eredetileg bonyolult számítások elvégzésére fejlesztették ki innen ered az elnevezés. Ma napság azonban sokkal többféle feladatra használhatjuk a számítógépeket. Például: szövegszerkesztés (írógép helyett), adattárolás (nyilvántartás, könyvelés, katalógus), mérnöki segédeszköz (tervezés, műszaki rajz), közgazdasági, pénzügyi segédeszköz (táblázatkezelés), vezérlési feladatok (robotok, űrhajók), nyomdai grafika, filmipar (animáció, trükkök), reklámok, marketing (Internet), oktatás (multimédia, repülőgép szimulátor), tudományos kutatás (természet és társadalomtudományok), személyes kommunikáció (E mail, chat), A számítógép használatának készsége manapság már az általános műveltség része. Algoritmus és program A számítógép tehát a benne tárolt program által vezérelve végzi az információfeldolgozást. Mit is jelent ez pontosan? A program nem más, mint a számítógépnek szóló utasítások sorozata. Ha egy problémát számítógép pel szeretnénk megoldani, meg kell adnunk a megoldás menetét, szakszóval algoritmusát, a számítógép számá ra érthető utasításokkal. A megoldás módját tehát nekünk kell kitalálni, mert a számítógép nem tud gondolkoz ni. A gép csak a neki adott utasítások pontos végrehajtására képes. Algoritmusnak nevezzük azt a véges számú lépésből álló utasítássorozatot, amely egy feladat megoldásához ve zet. Az algoritmus fogalma még nem kötődik szorosan a számítógéphez. Algoritmusokat már mindenki látott az iskolában, például a merőleges szerkesztésének algoritmusa, a papíron való szorzás algoritmusa, az egyenletek megoldásának algoritmusa, stb. A számítógép azonban csak nagyon egyszerű utasításokat tud végrehajtani. A számítógépeknek is megvan a sa ját nyelvük, pontosabban nyelveik. Az algoritmust a számítógéppel valamilyen programozási nyelv segítségé vel kell közölni. Azt a folyamatot, amelynek során egy feladat megoldási algoritmusát megalkotjuk, majd az al goritmus lépéseit egy programnyelv utasításaival leírjuk, programozásnak nevezzük. Az így létrejött utasítássorozat a program. Programnak nevezzük tehát egy algoritmus valamelyik számítógépes programozási nyelven való leírását, amely a számítógép működését a kívánt feladat megvalósításának megfele lően vezérli. Hardver, szoftver A hardver (hardware) a számítógép fizikailag létező, kézzelfogható alkatrészeinek összessége. Ebbe a fogalom körbe beletartoznak a különféle kiegészítő eszközök és tartozékok is. A hardver tehát az, amit kiveszünk a do bozból és összeszerelünk, miután hazahoztuk az áruházból. A szoftver (software) a számítógépet működtető programok és a számítógépen tárolt adatok összessége. Mond hatjuk azt is, hogy a szoftver a számítógépben lévő szellemi termék. A szoftver tehát első ránézésre nem látszik, nincs súlya, nem lehet összetörni. Ha a két fogalmat egy verseskötetre szeretnénk értelmezni, akkor a szoftver az, amit a költő alkotott, a hardvert pedig a nyomda készítette. Számítógép jellemzői A számítógépet kapacitásával és teljesítményével tudjuk jellemezni. Kapacitás: A számítógép tároló képességét jelenti. Megadja, hogy a memóriák és háttértárolók mekkora meny nyiségű adatot, programot tudunk tárolni. 36

37 Teljesítmény: A számítógép azon adata, amely megadja, hogy egy adott időegység alatt hány elemi utasítást képes végrehajtani. Processzor határozza meg, tulajdonképpen a processzor sebessége a teljesítmény. Konfiguráció: Egy számítógép különféle részegységekből épülhet fel, különböző eszközöket csatlakoztatha tunk hozzá. A számítógép konfiguráció a különböző részegységeket tartalmazó számítógép összefoglaló neve, hardver összeállítása. A felhasználási cél határozza meg, milyen elemeket tartalmaz. Pl. alapkonfiguráció (csak a szükséges: monitor, billentyűzet, egér), irodai (nyomtatót is tartalmazza). Kompatibilitás: A számítógépes piac elképzelhetetlen méretű. A gyártók oldaláról a kompatibilitás azt jelenti, hogy egy termék (szoftver,hardver) fejlesztésekor tekintettel kell lenniük a már meglévő termékekre. Az új esz köz együtt tudjon működni a korábbiakkal. A felhasználó részéről a jelentése, hogy egy új eszközt, a már kiala kított rendszerbe be tudja illeszteni. Számítógépek csoportosításai A számítógép kifejezést többféle számítógéptípus összefoglaló neveként használjuk. Méret és teljesítmény szerint az alábbi csoportokba sorolhatjuk őket. Szuperszámítógép A leggyorsabb és legdrágább számítógéptípus. Nagy, akár szobányi méretűek lehet nek. Használják pl.: időjárás előrejelzés, mozifilm animációk, szimulációk elkészíté séhez, orvosi és fizikai kutatásokhoz. Egyik ismert típus a Cray. A Cray a kiépítéstől függően akár több millió dollárba is kerülhet. Nagyszámítógép (mainframe) Nagy cégeknél (bankok, kereskedő és gyártó cégek, kormányhivatalok) ezek vég zik az adatfeldolgozást. Nagyszámú terminál kapcsolódhat hozzájuk. Üzemelteté sük általában klimatizált helyiségben történik. Sok program gyors futtatására képe sek. Áruk megközelítheti a szuperszámítógépekét. Általánosságban igaz, hogy a szuperszámítógépek a korlátozott számítási kapacitások miatti problémák, a nagy számítógépek pedig a megbízhatósággal és korlátozott ki bevitelből adódó problé mák megoldására készülnek. Miniszámítógép (szerver) Hasonló a mainfremehez, de kisebbek, lassabbak és olcsóbbak azoknál. Nincs különleges környe zeti működési feltételük, az iroda sarkában is állhatnak. Kis és középvállalatoknál, iskolákban használják őket szerverként. Pl.: HP Proliant szerverek, IBM szerverek Mikroszámítógép Mikroprocesszort használó eszközök. Asztali számítógépek: Személyi számítógépnek (Personal Computer röviden PC) is nevezik. Nagy valószí nűséggel ez a géptípus található meg egy átlagos család otthonában. Jó mert: relatíve olcsó (sorozatgyártás), mindenki számára elérhető. Egy ideig nagyon népszerű géptí pus volt, de napjainkban a hordozható eszközök térnyerésével népszerűségük csök kent. Hordozható számítógépek: Laptop (nagyobb), notebook (kisebb), netbook (legkisebb), tablet (érintőképernyős kivitel). Hordozható kivitelük miatt nehezebben bővíthetők, mint az asztali gépek. Napjainkban egyre népszerűbbek (Japánban már 2003 óta több notebookot értékesí tenek, mint asztali gépet. Az USA ban 2005 ben már volt olyan hónap, hogy több laptop került eladásra, és a történelemben először a kiskereskedelem egész évben többet forgalmazott, mint asztali PC t. 37

38 Kéziszámítógépek: PDA k, okostelefonok, navigációs rendszerek, stb. Olyan kézi eszközök, melyek számítógé pes funkciókat nyújtanak. Számítógép felépítése Neumann elvű számítógép felépítése Neumann elvek Korábban már szó volt Neumann Jánosról és az elveiről, most ezeket csak felsoroljuk: 1. Soros utasítás végrehajtás (az utasítások végrehajtása időben egymás után történik, ellentéte a párhuza mos utasítás végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg is végrehajtható). 2. Kettes (bináris) számrendszer használata. 3. Belső memória (operatív tár) használata a program és az adatok tárolására. 4. Teljesen elektronikus működés. 5. Széles körű felhasználhatóság, alkalmasság bármilyen adatfeldolgozási feladatra (a számítógép univer zális Turing gépként működik). 6. Központi vezérlőegység alkalmazása. 38

39 Központi egység alaplap Az alaplap egy nyomtatott áramköri lap, amely tartalmazza a számítógép bizonyos alapvető áramköreit, és ame lyen különböző méretű és alakú csatlakozók helyezkednek el, melyek biztosítják az összeköttetést az egyes al katrészek között. Valójában az alaplap foglalja egységbe a számítógép alkatrészeit. Az alaplapon található csatlakozók határozzák meg, hogy milyen alkatrészekkel bővíthető a számítógép. Az alaplap típusa meghatározza a hozzá csatlakoztatható processzor és memória típusát is. Részei: központi feldolgozó egység, operatív tár (memória), be és kiviteli vezérlő egység. Központi feldolgozó egység A központi feldolgozó egység, processzor (CPU) végrehajtja minden utasításunkat. A processzor egy viszony lag nagy, általában négyzet (vagy téglalap) alakú chip, melyből alul apró fémtűk állnak ki. A chip en belül egy kis szilíciumlapka található, melyre akár több millió elektronikus elemet is beépíthetnek. Legfontosabb feladatai: a számítógép működésének vezérlése, kapcsolattartás a perifériákkal, matematikai műveletek végzése, memórián belüli adatforgalom lebonyolítása, adatforgalom lebonyolítása a perifériákkal. Egy több magos processzor Kezdetben a mérnökök a teljesítmény növekedését főleg az órajel emelésével érték el. Azonban több problémai is felmerült. A processzor sebességének növekedésével nem tudott lépést tartani a memóriafejlesztés, előfor dult, hogy a processzornak várnia kellett az adatokra. A másik nagy probléma az volt, hogy a nagyobb órajel el éréséhez nagyobb feszültségre volt szükség, ami nagyobb hővel is járt. Más megoldást kellett keresni a teljesítmény növelésére, az ötlet az volt, hogy a processzormagok számát emel jék. Az első kétmagos (dual-core) processzorok nem új tervezésű chipek voltak, hanem a meglévő felépítést felhasználva, csak összedrótoztak két egymagos processzort és egy tokozásban kiadták őket. Ez a megoldás rövidtávra jelentett megoldást. A másik fejlesztés esetén nem utólag vannak összekapcsolva, hanem már a tervezés során több független feldolgozó rész kerül beleépítve. Az egymagos mikroprocesszorok egy időben csak egyetlen utasítás végrehajtására képes. A többmagos proceszszor egy időben több utasítás is képes végrehajtani párhuzamosan. A legjelentősebb processzorgyártó cégek: Intel, Centaur, AMD, Cyrix. Az Intel mikroprocesszorai (időrendi sorrendben) Pentium I 4040 Pentium Overdrive 8008 Pentium Pro 8080 Pentium II 8085 Pentium II Overdrive 8086 Celeron 8088 Pentium III Pentium 4 Intel iapx 432 Pentium M Celeron M Intel Core Wikipédia alapján 39 Intel Pentium Dual Core Itanium Xeon Pentium D Intel Core 2 Intel Atom XScale (StrongARM) Intel Core i3 Intel Core i5 Intel Core i7 Intel Core M

40 Az AMD processorai (időrendben)3 FX Bulldozer APU Opteron Athlon FX Phenom X6 Phenom X4 Phenom X3 Athlon X2 Athlon64 Sempron Turion Az AMD mobil processzora. Turion64, Turion64 X2 Processzor részei: vezérlőegység(cu), aritmetikai és logikai egység (ALU) be és kiviteli vezérlőegység Vezérlőegység (CU) A vezérlőegység (angolul: Control Unit) gondoskodik az utasítások lehívásáról, értelmezéséről és végrehajtásá ról. Ez az egység rendszerint a következő négy részegységből épül fel: Programszámláló A programszámláló (PC Program Counter) a soron következő utasítás címét jelöli ki. Minden egyes utasítás kiolvasása után az órajel generátor a programszámláló tartalmát eggyel megnöveli. A prog ramszámláló így biztosítja az utasítások lépésről lépésre való elérését. Veremtár (memória cím) mutató A veremmutató (SP Stack Pointer) és a veremtár (Stack) szerepe alprogramok (más néven szubruti nok) alkalmazása esetén nyilvánul meg. A programozás egyszerűsítésének legfontosabb segédeszköze a szubrutin. Különböző vagy azonos feladatot leíró programban megtörténhet, hogy azonos részek többször fordulnak elő. Ezeket úgy célszerű felállítani, hogy a program bármelyik részén közvetlenül fel lehessen használni. Azt a programrészt, amelyet a program különböző helyein használnak fel, de csak egyszer programoznak be, szubrutinnak nevezik. Utasításdekódoló Az utasításdekódoló (angolul: Instruction Decoder) a vezérlőegység legfontosabb része. Szerepe ab ban nyilvánul meg, hogy az utasításokat ábrázoló kódszámokat megfelelő vezérlőjelekké alakítja át. A vezérlőjelek egy része közli az aritmetikai és logikai egységgel a végrehajtandó művelet típusát. A ve zérlőjelek másik része a számítógépen belüli információáramlást ellenőrzi és szabályozza. Órajel generátor Az órajel generátor (Clock Generator, Timing Unit) állítja elő a gép időbeni működéséhez szükséges vezérlőjeleket. Ezek rendeltetései a következők: az aritmetikai és logikai egység vezérlése (az utasí tásdekódoló által jelzett művelet elvégzése), az információk kiolvasása és beírása a memóriába, a ki/beviteli egység működésének vezérlése és a vezérlőegység időbeni működésének irányítása. Aritmetikai és logikai egység (ALU) Az aritmetikai és logikai egység (ALU Arithmetic and Logic Unit), aritmetikai és logikai műveletek végrehaj tását teszi lehetővé, amelyekkel a program által meghatározott számolási és logikai műveletek sorozata végez hető el. Minél többféle művelet elvégzésére képes egy számítógép aritmetikai és logikai egysége, annál köny nyebben tudja megoldani a bonyolultabb feladatokat. Általában az aritmetikai és logikai egység a következő alapvetőnek számító bináris műveleteket végezheti el: két szám összeadása, valamint kivonása, egy szám jobbra vagy balra léptetése (helyérték eltolás), két számmal végzett logikai ÉS, VAGY, valamint KIZÁRÓ VAGY művelet, egy szám komplemensének képzése és két szám összehasonlítása. E műveletek segítségével más összetettebb műveletek is elvégezhetők. Például a szor zást ismételt összeadás és helyérték eltolás segítségével, az osztást pedig ismételt kivonás és helyértékeltolás segítségével lehet elvégezni. A számok összehasonlítása, valamint az aritmetikai és logikai műveletek együttese a legbonyolultabb döntést (feltételes ugrást) meghatározó műveletek elvégzését teszi lehetővé. A döntési műve 3 Wikipédia alapján 40

41 letek a számítógép intelligens működésének alapját képezik. Be és kiviteli vezérlő egység Létrehozza és szabályozza a kapcsolatot a CPU és a perifériák között. Az egység és illesztő áramkörei (pl. vi deó kártya) lehetővé teszik a perifériák (be és kimeneti egységek) csatlakoztatását. Memória A számítógép memóriája (memóriaegysége) adattárakból (tárolókból) áll. Minden adattár címezhető memória elemekből (rekeszekből) tevődik össze, ezekben raktározódik el a program, a számok, a műveletek részeredmé nyei. Memória bájt szervezésű, egy egy memóriaelem 1 8 bájt hosszúságú is lehet. A memóriahely jelölésére szolgáló sorszámot nevezzük címnek. Megkülönböztetünk operatív tárat (memória) és külső adattárakat (utób biakról később lesz szó.). Operatív tár Az operatív tár (a munkarekeszek) közvetlen kapcsolatban van az aritmetikai egységgel és a vezérlőegységgel. A memória vagy táregység (angolul: Memory Unit, Store Unit) nagy fontosságú, és a számítógép legnagyobb egységének tekinthető, a program és az adatok tárolását teszi lehetővé. A programmemóriában található a prog ramot alkotó utasítássorozat. Az adatmemóriában találhatók a feladat megoldásához szükséges kezdeti adatok, a program futtatása során keletkezett részeredmények, valamint a program befejezése utáni végeredmények. Memória paraméterei Memóriakapacitás Az adott memóriamodulban tárolható adatok és programok maximális mérete bájtokban. Jellemző értékek: 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1024 MB. Memóriaszervezés Az adatok bájtonként, kétbájtonként vagy négybájtonként érhetők e el? Elérési idő Az az idő, amely a CPU által kibocsátott memóriacím megjelenésétől az adott címen tárolt információ elérésé ig eltelik. Jellemző értékek 100 ns tól 10 ns ig. A memóriák csoportosítása 1. Elsődleges, másodlagos vagy harmadlagos, 2. Adatmegőrzés szerint: maradandó (ROM) vagy nem maradandó (RAM), 3. Csak olvasható (ROM) vagy írható és olvasható is (EPROM, EEPROM), 4. Tetszőleges (RAM) vagy soros hozzáférésű, 5. Blokk vagy fájl hozzáférésű. 1. Az elsődleges memória a processzor által aktívan használt, gyors elérésű memória, amelyet a futó progra mok használnak, legtöbbször ez nem maradandó tároló, főmemóriának is nevezhetjük. A másodlagos memória, háttértár olyan információk tárolására szolgál, amelyek elérésére hosszabb idő is megfelelő. A háttértárak általában lassabbak, mint az elsődleges memória és általában maradandó adathordo zók. A harmadlagos memória az adatok mentésére és archiválása szolgáló, rendszerint nagyon nagy kapacitással rendelkező, maradandó memóriák, nagy kapacitású szalagos tárolóeszközök, (mágnesszalagos, vagy optikai tá roló rendszerek). A másodlagos és harmadlagos memóriák, háttértárak általában off line tárak. Lehetőséges az adattárolók levá laszthatók a számítógépről, és így alkalmasak, hogy adatainkat máshol tároljuk. Ennek a biztonságos adattáro lás szempontjából van kiemelt jelentősége. 41

42 2. Maradandó tárak A ROM (Read Only Memory) egy olyan elektrotechnikai eszköz, amely csak olvas ható adatok tárolására alkalmas memória. Tartalma nem változtatható, az egyszer beégetett adatok véglegesek (gyártáskor építik be). Az eszköz a benne tárolt adato kat típustól függően, korlátlan vagy korlátozott ideig (általában 20év) áramtalanított állapotban is megőrzi. Programok (pl. BIOS) illetve a programhoz tartozó beállított értékek tárolására használják. ROM típusai: ROM: gyártás során kerülnek elhelyezésre az adatok, és nem lehet azokat kitörölni. PROM: tartalmát a felhasználó írhatja egy speciális készülékkel, ezután viszont nem módosítható, nem ál lítható vissza, egyszer írható memória típus. EPROM: tartalmát a felhasználó írja be, majd ha szükséges, speciális eljárással (UV fény segítségével) törölheti és újraírhatja (a módosítása csak teljes újraírással lehetséges). EEPROM: vagy flash memória, tartalmát a felhasználó adja meg elektronikus beégetéssel (mint a többi nél) de ennek a tartalmát más feszültségű beégetéssel lehet törölni. Nem maradandó tárak A RAM (Random Access Memory)tetszőleges hozzáférésű memória, közvetlen hoz záférésű memória, vagy gyakran véletlen hozzáférésű memória (helytelenül terjedt el), egy véletlen elérésű írható/olvasható adattároló eszköz. A véletlen elérés kifejezés nem pontos, a memória elérése nem véletlenszerűen történik, hanem pontos címzések alapján, a random szó itt arra utal, hogy egy adott memóriarész elérésének gyorsasága független az elhelyezkedésétől. A RAM tárolja a CPU által végrehajtandó programokat és a feldolgozásra váró adatokat. Az adatok csak addig maradnak meg benne, amíg a számítógép feszültség alatt van,vagyis kikapcsoláskor a benne tárolt adatok el vesznek. A CPU és a RAM közötti összeköttetést buszrendszer biztosítja. A két legfontosabb adata, hogy mek kora a tárolókapacitása, és a memóriamodul sebessége (milyen gyorsan lehet belőle az adatokat kiolvasni, írni). RAM típusai: Dinamikus RAM (DRAM):tartalmát meghatározott időközönként frissíteni kell mivel bizonyos idő után az adatok elvesznek. FPRAM EDORAM SDRAM DDR SDRAM (pl. DDR2, DDR3) RDRAM Statikus RAM(SRAM) tartalmát nem szükséges állandóan frissíteni, törlésig ill. a gép kikapcsolásáig azt meg őrzi. Gyorsabb, de drágább és nagyobb helyet foglal el, mint a DRAM. Aszinkron SRAM Szinkron SRAM PB SRAM Mivel a RAM sokkal gyorsabban olvasható, mint a ROM, ezért a számítógépek gyorsítása érdekében szokás, hogy a ROM tartalmat átmásolják egy RAM területre, és azt használják. Ezt a területet nevezik árnyékmemóri ának (shadow memory). Cache Gyorsítótár. Általában a processzorba integrált nagyon gyors memória, amely a leggyakrabban használt adato kat tárolja a minél gyorsabb elérés végett. 4. Tetszőleges vagy soros hozzáférésű memória A tetszőleges hozzáférésű memória bármelyik részéhez hozzá lehet férni egy adott pillanatban. Például a RAM és a mágneses lemezek, optikai tárolók. A soros memóriát minden esetben végig kell olvasni, a tartalomtól füg 42

43 getlenül. Legtipikusabb soros adattároló a mágnes szalag, de egyes régebbi flash memóriák is ilyen típusú adat hordozók. 5. Blokk vagy fájl hozzáférésű memória Lemezek esetében két fajta tárolás lehetséges: blokk hozzáférés azt jelenti, hogy a lemez fel van osztva koncentrikus körökre, és ezen belül szektorok ra, amelyek véletlen hozzáférést biztosítanak az operációs rendszer számára. fájl hozzáférés esetében a lemez fájlokat és könyvtárakat (fájlrendszert) tartalmaz, erre lehet hivatkozni hozzáféréskor. Illesztőegység, interfész A perifériák egy sajátos illesztőegységen, ún. interfészen keresztül csatolódnak a ki/beviteli egységhez, azaz fi zikailag és logikailag összekötik a processzort és a perifériákat. Típusai: soros illesztők (soros port): bitenkénti adatátvitelre alkalmas (pl: egér illesztése), párhuzamos illesztők (párhuzamos port): egyszerre 8 bit átvitelére al kalmas (pl: nyomtató illesztése). Bővítőkártyák Egyéb elnevezések: vezérlőkártyák, illesztőkártyák, adapterek, csatolókártyák. Olyan, az alaplapra csatlakozó áramköri panel, amely révén a számítógép funkciói bővíthetők. Többségükhöz külön meghajtóprogram (driver) tartozik. A processzornak nem csak a memóriával, hanem a perifériákkal is kapcsolatot kell létesítenie. Ez sok problé mával jár, mivel a processzor sokkal gyorsabb, és a perifériák nagyon eltérő típusúak lehetnek. Ezért van szük ség a különböző vezérlőkártyákra. A vezérlőkártyák feladata tehát a különböző perifériák csatlakoztatása a szá mítógéphez. A buszrendszerhez többnyire az alaplapon lévő bővítő helyeken keresztül csatlakoznak, de a csat lakozási hely lehet az alaplapba beépített is. Az alaplapon lévő üres bővítőhelyekre, azaz ezekre a keskeny aljzatokra azért van szükség, hogy legyen hova dugni a később vásárolt eszközök vezérlőkártyáit. A legfontosabb bővítő helyek az alaplapon: monitorvezérlő, lemezvezérlő, multi I/O kártya, hálózati kártya, hangkártya, stb. Perifériák A perifériák a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközök, amelyek az adatok ki vagy bevi telét teszik lehetővé. Általában a ki/beviteli egység felelős a számítógép és a külvilág közti információcseréért, kommunikációért. Csoportosításuk: bemeneti/beviteli eszközök/perifériák: a számítógépbe történő adatbevitelt biztosítják, az információ a külvilág felől a számítógép központi egysége felé áramlik. Kimeneti/kiviteli eszközök/perifériák: a kimeneti perifériák láthatóvá teszik az ember számára az infor máció számítógépes feldolgozásának eredményét. be és kimeneti/be és kiviteli eszközök/perifériák: mindkét irányba képes az adat haladni, adatbevitelt és az adatmegjelenítést is biztosítja az ilyen eszköz. háttértárak: azok az eszközök, melyek alkalmasak arra, hogy programokat, nagy mennyiségű adatok tároljunk, hosszú ideig, a számítógép kikapcsolása után is. Egy másfajta csoportosítás: egyfunkciós perifériák:az adatáramlás csak egyirányú lehet, pl. billentyűzet, monitor. párbeszédes vagy kétfunkciós perifériák: az adatáramlás kétirányú lehet, adat be és kivitelre egyaránt képesek. Pl. modem, hangkártya, hálózati kártya. háromfunkciós perifériák:háttértárak, adattárolásra alkalmasak, pl. Winchester, CD, DVD, BlueRay Disc, stb. 43

44 Monitor További elnevezései: display, képernyő, kijelző. Elsődleges kimeneti periféria A monitor az információk megjelenítésére szolgál. Alaphelyzetben minden szö veg, ábra és egyéb megjeleníthető információ a képernyőre kerül. A gép a memóriájából viszi át az adatokat a monitorra, tehát az adatáramlás egyirányú, a géptől a felhasználó felé közvetítenek információkat. Monitorok csoportosítása 1. Színek szerint: színes monochrom (háttérszín, előtérszín) 2. Működési elv szerint: katódsugárcsöves (CRT) folyadékkristályos (LCD) gázplazmás (PDP) 3. Megjelenített kép típusa (üzemmód) szerint: karakteres: csak karaktereket képes megjeleníteni. grafikus: bonyolult ábrák, képek megjelenítésére is alkalmas. karakteres grafikus Képpont4 A digitális képfeldolgozásban a képpont (angolul pixel) egy pont egy rasztergrafikus (vagy pixelgrafikus) képen. Általános esetben ezek egy kétdimenziós négyzetrács men tén helyezkednek el és mint négyzetlapok vagy pontok jelennek meg. A képpont a leg kisebb megcímezhető illetve szerkeszthető alkotóeleme a képnek vagy képernyőnek. Minden képpont egy minta az eredeti (a modell kedvéért végtelen felbontású) képből. Minél sűrűbb a mintavételezés, annál több képpontunk lesz, annál nagyobb lesz a kép felbontása illetve pontossága. A képpont információtartalmát a színe adja. Színes képekben minden képernyőbeli kép pontnak három tulajdonsága van, ezek a vörös (red), zöld (green) és kék (blue) intenzi tás (röviden RGB), amelyekből a megfigyelhető szín additív színkeveréssel jön létre. A különböző hullámhosszú fénysugarakat különböző színűnek látjuk. A fekete a szín a fény teljes hiányát jelenti. A fehér színnél a fénysugarak a spektrumon azonos intenzi tásúak, alapszínek egymásra vetítésével (összeadásával) tetszőleges szín előállítható. A színek ke verését úgy lehet elképzelni, mintha újabb és újabb színű áttetsző fóliákat helyeznénk egymásra. sorok száma Monitorok főbb jellemzői oszlopok száma Képátló: A monitor egyik sarkától a szemközti sarkáig terjedő távolság, hüvelykben (inch 2,54 cm) mérik. pl. 15 Felbontás: A grafikus felbontóképességet a függőlegesen és vízszintesen megjelenít ó átl hető képpontok alapján egy számpár határozza meg. A felbontás a monitor által meg kép jeleníthető pixelek száma (szorzatként). Egy képernyősorban található képpontok szá mának (oszlopok) és a képernyősorok számának szorzata. pl.:1280x1024. Maximális felbontás: Maximálisan mekkora felbontásra állítható. Optimális felbontás: Folyadékkristályos monitorok tulajdonsága. A LCD panel fizikailag kialakított felbon tását jelöli. Erre a felbontásra állítva adja a monitor a legjobb képminőséget. (Többnyire ez a felbontás egy ben az ilyen monitorok maximális felbontása is.) Képarány: A kijelző oldalhosszúságainak aránya. A hagyományos a 4:3 arány (ez a digitális fényképezőgépek aránya is), szélesvásznú képernyőnél pedig a 16:10 hez vagy mostanság a 16:9 hez arány. Kontrasztarány: Megadja, hogy a képernyő milyen árnyalatkülönbséget képes létrehozni két szomszédos kép 4 Wikipédia a forrás 44

45 pont között, a legsötétebb (fekete) és legvilágosabb (fehér) árnyalatai közötti arány viszonyszámmal kifejezve. Minél nagyobb az arány, annál kevésbé terheli a szemet a számítógéppel végzett munka. pl :1 Válaszidő: Folyadékkristályos monitorok jellemzője, ezredmásodpercben (ms) mért időegység. Azt az időt je löli, amennyi ahhoz kell, hogy egy képpont fényereje megváltozzon. A lassú válaszidő akkor lehet zavaró, ha a monitoron gyors változásokat kell megjeleníteni (filmek, játékok). Minél kisebb legyen, pl. 30ms. Fényerő: A monitor fényességét jellemzi. Főként világos térben, nagy távolságról nézve kell a nagy fényerő. Látószög: Az a paraméter mely megadja, hogy a monitoron lévő kép milyen szögtartományból látható. Általá ban két adattal jellemzik, az első a horizontális (vízszintes), második a vertikális (függőleges) adat. Pl. H:160 / V:150 Megjeleníthető színek száma: Megjeleníthető színárnyalatok száma. Általában 16,7 millió (224), de gyakran csak 16,2 millió.24 Képfrissítési frekvencia: Minden monitor a működési elvétől és a technikai megvalósításától függő módon má sodpercenként többször is megjeleníti a képet, ezt nevezzük képfrissítésnek. A képfrissítési frekvencia megadja, hogy 1 másodperc alatt hányszor történik meg a képfrissítés. Pl.: 60 Hz esetén 60 szor, 85 Hz esetén 85 ször. Szabvány képernyő felbontások Név Felbontás (megapixel) Szélesség Magasság CGA 0, EGA 0, VGA 0, SVGA 0, XGA 0, SXGA 1, UXGA 1, WUXGA 2, Monitor és a számítógép kapcsolódása A mikroprocesszor a videó kártyán keresztül küldi a jeleket a monitor felé a kábelen keresztül. Ma a VGA rendszerű monitorokat használjuk. Minden új monitor típust VGA videó kártyán keresztül illesztenek a számí tógéphez. Minden monitoron és videó kártyán van szabványos VGA csatlakozó. ALAPLAP VGA kártya VGA kábel MONITOR Monitor csatlakozók A monitorokat típustól függetlenül többféle porton keresztül köthetjük a számítógéphez. VGA: Ez egy régebbi típusú csatlakozó, nevezik még D SUB nak is. DVI: Az újabb monitoroknak már ilyen a csatlakozója van. Előnye, hogy nem nekünk kell kézzel beállítani a monitor felbontását és frissítési frekvenciáját, hanem automatikusan megtörténhet mindez. S Video: Ezen port segítségével nem monitort, hanem televíziót csatlakoztathatunk a számítógéphez. HDMI: nagy felbontású eszköz (pl. házi mozi rendszer) csatlakoztatható ezen keresztül a számítógéphez. Display Port: DisplayPort és HDMI szabványok hasonló elven, hasonló technológiákat alkalmazva működnek és ezzel együtt gyakorlatilag ugyanazt a minőséget ígérik. 45

46 Katódsugárcsöves monitorok Nevezik még CRT monitornak is az angol Cathod Ray Tube rövidítésből. Ezt a típust hasz náljuk legrégebb óta. Felépítése: 1.elektronágyú 2. elektronnyalábok (színenként egy) 3. fókuszáló, gyorsító tekercsek 4. eltérítő tekercsek 5. anódcsatlakozó 6. képernyőmaszk a megjelenítendő kép vörös, zöld és kék (RGB) részé nek szétválasztásához 7. foszforréteg vörös, zöld és kék zónákkal 8. a képernyő foszforborítású belső rétegének közel képe Működési elve Az elektronágyúból kilőtt elektronsugár gyorsítás, fókuszálás, és eltérítés után a monitor elejében található foszforrétegbe csapódik. Minden becsapódás egy képpont felvillanását okozza. Ezekből a gyors felvillanások ból áll össze a kép. A képernyő piros (Red), zöld (Green), kék (Blue) képpontokból áll. Bizonyos távolságból ezek a képpontok már nem különböztethetőek meg egymástól. A szemünk nem különálló pontoknak érzékeli őket, hanem összemossa eggyé. Attól függően, hogy milyen erős volt az egyes színeknél a becsapódás nagysá ga különböző színt látunk megjelenni helyettük a képernyőn. Ahhoz, hogy a képet folyamatosnak, és ne villo gónak lássuk egy másodperc alatt több elektronnak is be kell csapódnia ugyanabba a pontba. Azt, hogy másod percenként mekkora ez az érték a frissítési frekvenciával tudjuk beállítani. 46

47 Folyadékkristályos monitor Nevezzük még LCD (Liquid Crystal Display), vagy a modernebbeket TFT (Thin Film Transistor) monitornak is. Működési elve Itt is (mint a CRT nél) apró pontokból áll össze a látható kép. Az LCD monitorban min den egyes képpont egy egy folyadékkristályt tartalmaz. Erre a kristályra feszültséget kap csolva megváltoztatható a fényáteresztő képessége. A kristály mögött egy apró "lámpa", előtte pedig egy (piros, zöld, vagy kék) színszűrő van. A lámpából kilépő fény először áthalad a folyadékkris tályon, ahol szabályozzák az erősségét, majd a színszűrőn, ahol pedig a színét. Az így megjelenő pixelekből áll össze a monitoron megjelenő kép. Erős nagyítás mellett láthatóvá válnak ezek a pontok. A gyártás tökéletlensége miatt beragadt képpontok lehetnek, megadott szám felett számít garanciális hibának. Vékonyfilm tranzisztoros5 Az LCD technológián alapuló TFT minden egyes képpontja egy saját tranzisztorból áll, a két üvegfelületre fel vitt átlátszó elektróda között elektromos teret létesít, hatására az elektródák között elhelyezkedő folyadék kris tályai párhuzamossá rendeződnek, így nem engedik át a polarizált fényt. A tévhittel ellentétben a tranzisztorok aktív állapotban nem bocsátanak ki fényt. Az LCD panellel megegyező LED es, CCFL (Cold Cathode Fluo rescent Lamp) hidegkatódos fénycsöves vagy EEFL (External Electrode Fluorescent Lamp) külső elektródás fénycsöves háttérvilágítás szükséges a működéséhez. Az ilyen kijelzőket gyakran aktív mátrixos LCD nek is szokás nevezni. Gázplazmás monitor Nagy képernyős televízióknál viszont előszeretettel alkalmazzák jó minősége miatt. Működési elve Itt a képpontokban apró gázzal töltött kamrák vannak, amelyek energia hatására fényt sugároznak ki. Ezt a fényt látjuk megjelenni a kijelzőn. Ennek a típusnak az előnyei közé tartozik a villódzásmentes kép, nagy kontrasztarány, és hogy oldalról is jól látható. 5 Wikipédia alapján 47

48 OLED technológia6 Az OLED technológiát a természetből vették, vannak olyan állatok, amik a sötétben világítanak (medúzák, szentjánosbogarak). Ezen állatok vizsgálatánál felfedezték, hogy bizonyos anyagok elektromos behatásra fényt bocsátanak ki. Miután ezt az anyagot felviszik egy üveglapra, a megfelelő stimulálással már bármilyen képet előállíthatnak vele. Egyre több helyen alkalmazzák ma már ezt a technológiát, hiszen kis súlya, és jó tulajdonságai a mobiltelefon a PDA és a notebook, de még a TV gyártás során is kívánatosak. Hátrányai: a rövid élettartam, problémák a színegyensúllyal (Ha az egyik színkomponenst kibocsátó OLED gyorsabban veszít a fényéből, mint a többi, akkor a szín is megváltozik hosszú távon. Ezt korrigálni lehet elektronikusan, de bonyolult vezérlőáramkörök beépítését követeli meg.) energiafelhasználás (Általánosan beszélve az OLED technológia energiatakarékos: egy átlagos kép esetén az LCD technológia által felhasznált teljesítmény 60-80%-a is elég a meghajtásához. Bár sötét képek esetén ez még kedvezőbb, 40% körüli, főleg fehér hátterű képeknél (pl. egy weboldalnál) akár két-háromszorosát is fogyaszthatják a folyadékkristályos technológiájú képernyőknek.) beégés (Mivel az OLED képpontjainak élettartama a használattal csökken, ezért, ha egyes színeket vagy képpontokat sokáig azonos tartalom kijelzésére használunk, a színegyensúly vagy a fényerő megváltozhat azon a területen, a beégés jelenségét produkálva.) UV-érzékenység (Az OLED kijelzőket károsítja, ha hosszú távon UV-fénynek vannak kitéve, ezért ma a legtöbb OLED kijelző UV-szűrő panellel van védve.) 6 Wikipédia alapján 48

49 Billentyűzet (keyboard) Legfontosabb bemeneti periféria. Felépítésében nagyon hasonlít egy hagyományos írógéphez a betűk elhelyez kedése nagyjából azonos, a különbség annyi, hogy a számítógép billentyűzetén több, speciális jellel és funkció val ellátott billentyű van. Egy billentyű lenyomása úgynevezett billentyűkódot állít elő. E kódot a billentyűzet vezérlője alakítja át szám má amely bekerül a gép memóriájába. Típusait a billentyűk száma és azok nyelvi kiosztása alapján szokás megkülönböztetni. A szabványos angol bil lentyűzet 101, míg a magyar 102 vagy 105 gombos, de tetszés szerint válogathatunk a számtalan további billen tyűzettípus közül is. Csatlakozás a számítógéphez A billentyűzeteket vezetékes és vezeték nélküli csatlakozón keresztül kapcsolhatjuk a számítógéphez. Az utób biak előnye, hogy csökkenti az asztalunkon az ide oda lógó vezetékekből adódó rendetlenséget, hátránya vi szont, hogy általában elemmel vagy akkumulátorral működik, míg a vezetékes a számítógéptől kapja a szüksé ges feszültséget. vezetékes vezeték nélküli DIN PS/2 USB Billentyűzet felépítése A billentyűzet gombjait elhelyezkedésük alapján több csoportra oszthatjuk. Karakteres/írógép/alfanumerikus billentyűk: Ez a rész hasonlít legjobban az írógép billentyűzetére Segéd vagy módosító billentyűk: Önmagukban nem generálnak kódot. Másik billentyű lenyomásával hatásosak, ilyenek a Shift, Ctrl, Alt. Vezérlő billentyűk: Ezek valamilyen vezérlő funkciót töltenek be, pl. Enter billentyű. Funkcióbillentyűk: Olyan billentyűk amelyekhez gyakran kiadott parancsokat szoktak rendelni az alkal mazások készítői. Numerikus billentyűzet: Egységes nemzetközi tizedes billentyűzet, ami pénztárgépeken, zsebszámológé peken megszokott elrendezésben biztosítja a számok és az alapműveletek elérését. 49

50 50

51 51

52 Billentyűzet különlegességek ergonomikus billentyűzetek hologramos billentyűzet Egér(mouse) Bemeneti periféria, a számítógépes egér egy kézi mutatóeszköz számítógépekhez, nevét az alakjá ról kapta. Az egér mozgatása többnyire a monitor képernyőjén megjelenő kurzor helyzetét befolyá solja. Egérműveletek név kattintás dupla kattintás húzás művelet bal gomb egyszeri megnyomása bal gomb kétszeri gyors megnyomása bal gomb folyamatos nyomva tartása, egér mozgatása jobb gomb kattintás jobb gomb egyszeri megnyomása eredmény kijelölés lezárás, indítás áthelyezés helyi menü Egéralátét, egérpad A mechanikus (görgős) letapogatású egerek érzékenyek voltak a szennyeződésre és az egér alatti felület minő ségére. A felhasználók komfortérzetének növelésére valamint az egér sebességének és működésének megbízha tóbbá tétele miatt vékony (néhány mm vastagságú), vászonborítású gumilapot, úgynevezett egéralátétet (ismert még: egérpad néven is) használtak a mechanikus letapogatású egerek alatt. Az újabb kialakítású egerek nem igénylik az egérpad jelenlétét. Egér csoportosítása gombok száma szerint: három gombos két gombos görgős csatlakozó szerint: soros vezetékes PS/2 vezeték nélküli USB 52

53 működési mód szerint: mechanikus, optikai, opto mechanikus, lézer. Mechanikus egér Az egér mozgatásával az alján található golyó is elmozdul. A golyó elforgatja a mel lette lévő tárcsákat, amelyeknek mozgását potenciométer érzékeli. 1. Az egér mozdításával az alján lévő golyó is elmozdul 2. A golyó elfordítja a hengert. 3. A mozgást egy potenciométer érzékeli. A golyót és a tartórudakat folyamatosan tisztítani kellett a használhatóság miatt. Opto mechanikus egér 1. A golyó elfordul. 2. A golyó fordítja a hengert. 3. A lyukas tárcsa elfordul. 4. A LED fény érzékeli az elmozdulást, és annak irányát. 5. Az érzékelők az elmozdulás irányát továbbítják. Optikai egér Az optikai egér a mozgásokat egy optikai szenzor segítségével ismeri fel, mely egy fénykibocsátó diódát használ a megvilágításhoz. Az első optikai egereket még csak egy speciális fémes egérpadon lehetett használni, kék és szürke vonalak hálója volt felfestve, segítségül szolgált, hogy az egér mozgása követhető legyen. Később az optikai egér már bármilyen felületen érzékeli a mozgást, egy pontosabb képelemző chip beépítésének köszönhetően. A modern optikai egerek egy reflex szenzor segítségével sorozatos képeket készítenek az egér alatti területről, ezek a képek közötti eltérést egy kép elemző chip dolgozza fel, és az eredményt a két tengelyhez viszonyított el mozdulássá alakítja. Az optikai egér előnye a nagyobb pontosság, kevesebb alkatrész és az koszolódás kiküszöbölése (a mechanikus egérben lévő golyót és a hengereket rendszeresen tisztítani kell). Lézer egér 2004 ben mutatta be a lézer egeret, amely LED helyett kis lézert használ. Ez megnöveli a kép felbontását amit az egér rögzít, gyorsabb reagálás jellemzi, bármilyen felszínen használható Vezeték nélküli egerek Infravörös egér Az infravörös egér vezeték nélkül kapcsolódik a számítógéphez, az adatátvitel infravörös sugarakkal történik. Az egérben lévő adó által sugárzott infravörös fényjeleket egy USB portra csatlakozó vevő érzékeli, és alakítja át a számítógép által használható jelekké. Szükséges, hogy az adó és a vevő "lássa" egymást, az egér hatótávol sága 0,5 1méter. Rádiós egér A rádiós (vagy vezeték nélküli wireless) egér vezeték nélkül kapcsolódik a számítógéphez, az adatátvitel rá dióhullámok segítségével történik. Hasonlóan, mint az infravörös egérnél az egérben lévő adó által kisugárzott nagyfrekvenciás jeleket egy USB portra csatlakozó vevő érzékeli. A hatótávolsága 1 2 méter. 53

54 További mutatóeszközök Hanyattegér trackball Olyan egér, melynél a pozicionáló golyó nem az alján található, hanem a felső részén, mintha megfordítottuk volna az egeret, nem az egeret, hanem a golyót mozgatjuk. Mechanikus kivitelnél szintén a golyó, ami a mechanikai elmozdulást adja át a két görgőnek. Ezek végén tárcsa található, melynek nyílásai egy optikai adó és vevő előtt haladnak el. Ez a kimenetén egy impulzussal jelzi, hogy egy rés haladt el előtte. Ha két két ilyen kapunk van, akkor segítségükkel meg tudjuk határozni a mozga tás irányát és sebességét. Optikai kivitelben a golyó felülete felel meg a normál optikai egér által nézett alátétnek. A golyón olyan minta van, amely segíti az elfordulás jobb leolvasását. Ezt az ötletet a természetből vették, a rovarok mozaikszeme alapján. Érintőpad További nevei tapipad, touchpad is egy mutatóeszköz, leggyakrabban a laptopokon található meg, ez helyettesíti az egeret. Az ujjunkat mozgatva tudjuk irányítani a kurzort a képernyőn. Az alatta lévő két gomb a kattintásra szolgál (egér két gombja). Egyes érintőpadok különböző részei rendelkeznek különféle más funkciókkal, például, ha a szélén húzzuk az ujjunkat, gör getni tudunk. Tollegér Olyan optikai egér, amely toll formájú, bármilyen felületen használható, bal gombos kattin tás egy enyhe lefelé irányuló nyomással valósítható meg, míg a jobb kattintás egy gombbal valósították meg a toll orrában. A görgetés a scroll gomb megnyomása mellett a toll víz szintes vagy függőleges mozgatásával érhető el a kívánt irányú görgetés. Érintőképernyő (touchscreen) Érintőképernyő egy vizuális megjelenítő és egyben adatbeviteli felület, amelyet megérintve meghatározza az érintés koordinátáit és ennek alapján vezérelhető az érintőképernyővel ellátott eszköz. Érintőképernyőről akkor beszélhetünk, ha nem használunk közvetítő perifériát, hanem közvet lenül érintjük meg a képernyőt, ujjal vagy egy passzív segédeszközzel. Pointing stick A pointing stick vagy rudacska" egy mutató eszköz, hordozható számítógépek számára. Általában a billentyűzeten a G, H és B gombok közé van beágyazva. A gyorsan (esetleg vakon) gépelő felhasználók számára érdekes, ugyanis ez az egyetlen olyan pozicionáló eszköz, melynek használatához nem szükséges ujjainkkal elhagyni az ilyen gépeléshez használatos alap billentyűsort. 54

55 Nyomtatók A nyomtató kimeneti periféria, a szöveges és grafikus információk papíron történő megjelenítésére szolgál. A modern nyomtatóknak saját memóriájuk van, hogy ne tartsák fel a náluk nagyobb sebességen működő pro cesszort. Színkezelés A színes nyomtatók a CMYK modellt alkalmazzák. Ez szubtraktív, vagyis kivonó színkeverés. A cián, lila, sárga, és egy előre meghatározott szín, mely általában a feke te. Nyomtatók paraméterek A nyomtatási sebesség Egy nyomtató sebességét rendszerint a percenként kinyomtatott lapok (lap/perc) vagy a másodpercenkén nyom tatott karakterek számával szokták megadni (karakter/másodperc). A nyomtatási minőség A nyomtatott kép minősége annál jobb, minél sűrűbben vannak és minél kisebbek a rajzolatot felépítő pontok. Ezt jellemzi a DPI, (Dot Per Inch, azaz hogy egy hüvelyk hosszú vonal hány pontból áll). Kapcsolat a számítógéppel A nyomtatók a számítógéppel többféle módon léphetnek kapcsolatba. LPT csatlakozó Régebben a legelterjedtebb a párhuzamos porton, az LPT (Linear Print Terminal) jelű csatlakozón való kapcsolódás volt, de még ma is megtalálhatjuk egyes nyomtatók opció jaként ezt a lehetőséget. USB (Universal Serial Bus) Az USB a legelterjedtebb számítógépes csatlakozó. Vezeték nélküli Régebben az infravörös csatlakozás volt elterjedt, később Bluetooth on teremthettünk kapcsolatot, míg manapság a Wi Fi csatlakozás is elterjedt. Nyomtatók csoportosítása Alkalmazott technika szerint: ütős: kalapács vagy tű segítségével egy festékszalagon keresztül nyom a papírra egy karaktert vagy jelet. Több példány egyszerre. nem ütős: ezek a festéket a papír érintése nélkül juttatják a lapra (a nyomtatók többsége ebbe a cso portba tartozik). Egy példány egyszerre. Szín alapján: színes nyomtató, szürkeárnyalatos nyomtató. Egyszerre kinyomtatható karakterek száma szerint: pontnyomtató: pontonként nyomtat. karakternyomtató: betűnként nyomtat. sornyomtató: egyszerre egy sort nyomtat ki, miután a memóriájában összegyűjti az egy sorhoz tar tozó információkat, és a kinyomtatandó karaktereket összegyűjti egy betűhengeren, vagy betűláncon. lapnyomtató: a nyomtatás előtt az egész laphoz tartozó információt összegyűjti a memóriájában, majd a teljes lapot nyomja ki. Funkció szerint: csak nyomtató, multifunkciós (szkenner, fénymásoló, fax, multifunkcionális nyomtató). 55

56 Működési elv szerint: leütéses (mátrix), tintasugaras nyomtató, lézernyomtató, hőnyomtató. Leütéses nyomtató (mátrixnyomtató) Ez a nyomtató az ütős nyomtatókhoz tartozik, más néven mátrix nyomta tó. Nyomtatandó karakterek képét egy ponthálózat (pontmátrix) segítsé gével alkotják meg. Ezeket a pontokat festékszalagra ütött vékony, hosszú acél rudak segítségével hozzák létre, amelyeket elektromágnes mozgat. Az acél rudakat hosszú alakjuk miatt tűknek (pin) is nevezzük (nincsenek tűszerűen kihegyezve,kiszúrnák a festékszalagot). A tűk egymás alatt, egy oszlopban vannak elhelyezve, legtöbbször 9, vagy 24 darab, ezektől eltérő tűszámú nyomtatófejek is léteznek. Minél több pontból van összeállítva a betűkép, annál finomabb rajzolatú vonalakat kapunk. Bár a fizikai méretből adódóan nem tudunk nyomdai minőséget elérni (a túl vékony tűk elgörbülnének), mégis kedvelt eszköz lett ez a nyomtatótípus, mert olcsó nyomtatást tett lehetővé, és a grafikák megjelenítése is lehetővé vált. Többpéldányos nyomtatás is lehetséges volt. A tintasugaras nyomtatók megjele néséig szinte egyeduralkodó volt a személyi számítógépek kimeneti perifériái között. Előnyök: Hátrányok: - Alacsony ár. - Durva íráskép. - Kis üzemeltetési költség. - Színes nyomtatás csak szalagcserével lehetséges, így kevés szín áll rendelkezésre. - Többpéldányos nyomtatás. - Kicsi nyomtatási sebesség. - Nagy zajszint. Tintasugaras nyomtatók A tintapatron mozog a papír felett, az áram hatására apró fúvó kákból kilövellő tintacseppek állítják össze a képet a papíron. Egy nyomtatófej akár több száz fúvókát is tartalmazhat. Előnyök: - Alacsony ár. - Nagy felbontás. - Színes nyomtatás jó minőségben (papírminőségtől függően). - Csendes. - Nyomtatási sebességük igen nagy is lehet. Hátrányok: - Üzemeltetési költségük ugyan egyre csökken, de még mindig drágák a tintapatronok. - Csak egypéldányos nyomtatás lehetséges. 56

57 Lézernyomtatók A nyomtató egy fényérzékeny hengert tartalmaz, amelyet kezdetben pozitív elektromos töltéssel töltenek fel. A forgó hengerre a képet lézersugár rajzolja. Az érintett pontokban negatív töltés jön létre, amely magához vonzza a pozitív töltésű festékport. A kép átkerül a henger alatt áthaladó, és előzőleg pozitívra töltött papírra. Végül egy fűtőhenger a papírra égeti a festékszemcséket. Színes lézernyomatók: Az egyetlen fényérzékeny hengeren a lézersugár négyszer fut végig. A színek (cián, bíbor, sárga és fekete) egy más után kerülnek fel hengerre, majd onnan a papírra. Színes lézernyomatók fotóminőségű képek állíthatók elő. Előnyök: - Nagy felbontás. - Színes nyomtatás is, jó minőségben. - Csendes. - Igen gyors nyomtatás. Hátrányok: - Költség a fénymásolóéhoz hasonlóan néhány forint oldalanként, a színes drága. - Csak egypéldányos nyomtatás lehetséges. Hőnyomtatók A hőnyomtatók típusai: Hagyományos hőnyomtató Speciális hőérzékeny papír szükséges, amely hő hatására elszíneződik. Alacsony nyomtatási sebesség. Idővel a papír elszíneződik ill. a szöveg kihalványul. Modern hőnyomtatók Hőérzékeny festékszalag alkalmazása, melyet a nyomtatófej a papírhoz szorít. A fejben keltett hő hatására a szalagra felhordott festékréteg megolvad és nyomot hagy a papíron. Mivel a nyomtató igen kis helyen elfér, egyszerű és szinte zajtalanul dolgozik, gyakran használják kisebb számológépekben, pénztárgépekben és más kijelzőknél (pl. sorszám kiadása a bankoknál) illetve faxokban. A papír nem hasznosítható újra. Előnyök: grafika nyomtatható, jó nyomtatási minőség, nagyon jó színes nyomtatási lehetőség, Hátrányok: lassú, drága anyagfelhasználás, speciális festékek szükségesek. További perifériák Lapolvasó szkenner Segítségével a nyomtatott dokumentumokat bevihetünk a számítógépbe, bemeneti periféria. Multifunkcionális nyomtató Egyben lapolvasók is, fénymásolhatunk, esetleg faxolhatunk is az eszközzel. Be és kiviteli peri féria. 57

58 Rajzgép plotter Kiviteli periféria, segítségével ábrákat, mérnöki rajzokat lehet előállítani, de ilyet használnak EKG görbék rajzolására, és a földrengésjelző készülékek is. Ezekbe az eszközökbe egy (vagy több) toll van befogva, amelyet a papír fölött mozgatva (van ahol a papírt is mozgatják) rajzol ják ki az ábrát. Előnye, hogy nagyméretű rajzok készíthetőek vele. Digitális fényképezőgép Bemeneti periféria. Olyan fényképezőgép, ami egy elektromos érzékelővel a fényjeleket elektro nikus jelekké alakítja, ezután a processzor segítségével feldolgozza, digitális formában a memóri ában tárolja. Webkamera Bemeneti periféria. A webkamera internetkapcsolattal rendelkező számítógépekhez kapcsolt kis vi deokamera, melynek képét akár más internetezők is nézhetik. Modem7 A modem (modulátor és demodulátor szavakból) egy olyan berendezés, ami egy vivőhullám modulációjával a digitális jelet analóg információvá, illetve a másik oldalon ennek demodulá ciójával újra digitális információvá alakítja. Az eljárás célja, hogy a digitális adatot analóg mó don átvihetővé tegye. Az internethez való kapcsolódást teszi lehetővé. Be és kimeneti periféria. Router Az útválasztó vagy router a számítógép hálózatokban egy útválasztást végző eszköz, amelynek a feladata a különböző például egy otthoni vagy irodai hálózat és az internet, vagy egyes országok közötti hálózatok, vagy vállalaton belüli hálózatok összekapcsolása, azok közötti adatforgalom irányítása. Be és kimeneti periféria. Mikrofon Bemeneti periféria, a hangokat alakítja át elektromos jellé. Digitális rajztábla8 A digitális rajztábla digitalizáló tábla, grafikus tábla egy adatbeviteli eszköz, amely le hetővé teszi, hogy az ember közvetlenül, kézzel vigyen be adatokat a számítógépbe úgy, ahogy a papírra ír vagy rajzol. A tábla segítségével például saját kezűleg írhatja alá doku mentumait ahelyett, hogy egy lapolvasó (szkenner) berendezésen keresztül elkészített, kép formátumban rögzített aláírást helyezne el a kívánt helyre. A digitális rajztábla egy sík felületű tábla, amelyen a felhasználó egy tollhoz hasonló esz közzel dolgozik: rajzol, ír vagy fest. Az eredmény általában nem jelenik meg a táblán, hanem a monitoron lesz látható. Interaktív tábla9 Olyan eszköz, amely egy szoftver segítségével kapcsolja össze a táblát egy számítógéppel (és projektorral) úgy, hogy annak vezérlése a tábláról lehet séges lesz, szoftverében objektumokat tudunk mozgatni, illetve a táblára ke rült tartalmak háttértárolóra menthetővé válnak Forrás: Wikipédia Forrás: Wikipédia Forrás: Wikipédia 58

59 Háttértárak Adatok tárolására szolgáló eszközök gyűjtőneve. Tartalmukat áramellátás nélkül is megőrzik. Ha az dokumen tumainkat, adatainkat, gyűjtőnéven állományainkat vagy más néven fájljainkat a gép kikapcsolása után is sze retnénk megőrizni akkor a programjainkat célszerű háttértárakra írni. Hátértárak csoportosítása Mechanikus tárolók Lyukszalag A lyukszalag leggyakrabban perforált papírszalag, műanyag lyukszalagok is léteztek, távközlésben a távgépíró (telex) gépeknél használták főleg, illetve a számítástechnikában elsődleges program- és adatbeviteli eszközként is. A lyukszalagolvasó mechanikusan, vagy optikailag érzékeli a lyukakat, a lyukakat 1nek, ahol nincs lyukasztás az 0-nak tekintették (bináris számok). Lyukkártya A lyukkártya olyan adathordozó, ahol az információt a keménypapírból készült kártyán adott pozícióban megle vő lyukakkal ábrázolták. Mágneses elvű tárolók Hajlékonylemez floppy Régebben hajlékonylemezeket, vagy más néven floppy kat használtak a gé pek között adathordozóként, egy mágnesezhető felületű vékony, hajlékony lemezből és azt védő négyszögletes, keményebb műanyag tokból áll. Író olvasó készüléke a hajlékonylemezes meghajtó. Méretei: 8; 5,25 és 3,5 hü velykes (collos), csak 1 2 MB adatot lehetett tárolni rajta. Merevlemez winchester HDD Hard Disk Drive A merevlemez (winchester) az elsődleges háttértároló egység a számítógépben, az egyetlen lemezes adattároló, ahol az adathordozó és az író/olvasó eszköz egybe van építve, és a lemezek nem cserélhetőek. 59

60 Merevlemez felépítése Mágnesezhető réteggel bevont lemezekből áll. Amíg a floppy lemezben csak 1 db 1 vagy 2 oldalas mágnesez hető hajlékony korong van, addig a merevlemezben a merev mágneses fémkorongok egymás felett helyezked nek el. Koncentrikus gyűrűkben tartalmazza az adatokat, ezeket a gyűrűket nevezzük sávoknak (track). A sávok szek torokból állnak, a legkisebb címezhető adategység ezek, méretük 512 byte. Azonosításuk szintén sorszámozás sal történik, sávonként újra kezdve. A több szektort klaszternek nevezzük. Az egymás felett elhelyezkedő ko rongok azonos sávjait nevezzük cilindereknek. Minden koronghoz külön író olvasó fej tartozik. A merevlemez főbb tulajdonságai Tárolókapacitás Ez jellemzi a winchestert abból a szempontból, hogy mennyi adat fér rá: kezdetekben csak pár MB volt, manap ság már 40 GB 2 TB között mozog. Forgási sebesség A lemezek állandóan forognak, forgási sebességüket rpm ben (Revolutions Per Minute) vagy magyarra fordí tásban f/p ben (fordulat per perc). Jellemzően 5.400, 7.200, vagy f/p. Írási és olvasási sebessége Ezt a tulajdonságot nagyban befolyásolja a lemez forgási sebessége. A merevlemez átviteli sebességének növelésének érdekében beépítenek egy gyorsítótárat (cache). Ebbe gyűj tődnek a kiírandó adatok, majd ha elegendő összegyűlt, egyszerre kiírja a lemezre. Olvasásnál a lemezről többet beolvas, mint amennyire szükség van az adott pillanatban, arra a statisztikai tény re építve, hogy úgy is kérni fogjuk az utána lévő adatokat (előreolvasás). Nem kevésbé fontos szerepe még, hogy a csatolófelület felé szakaszosan is, de állandó sebességgel küldje és fo gadja az adatokat. A csatolófelületen keresztül történik az adatátvitel, több fajta létezik: ATA (PATA), SATA (SATA I és SATA II), SCSI, SAS (Serial Attached SCSI), FC (Fiber Channel). Egy merevlemez olvasási sebessége 300 MB/sec, írási sebessége 150 MB/sec körüli. Hozzáférési idő Azt az időt jelenti, amíg a meghajtó író/olvasó fejét egy megadott szektor fölé mozgatja, és abból az adatokat beolvassa. A gyorsítótárnak köszönhetően a merevlemez elérési ideje lényegesen lecsökkent, manapság 8,9 ms. 60

61 Átviteli sebesség Az időegység alatt átvitt bitek száma. Minél több szektor található az adott sávon, azonos fordulatszám esetén annál nagyobb lesz a meghajtó adatátviteli sebessége. Ez a mai merevlemezeknél 16,6 133 MB/s. Merevlemezzel kapcsolatos fogalmak Particionálás A merevlemezt particionálással több logikai meghajtóra oszthatjuk fel. Ezek a partíciók fizikailag egy lemezen vannak, ám az operációs rendszer több meghajtóként érzékeli, és kezeli őket. Tehát a partíció a merevlemez egy logikailag különálló darabja, melyet az adatok szervezésére használunk. A particionálás műveletét a rendszer program telepítése kezdetén szokták végrehajtani. Formattálás/Formázás Ahhoz, hogy a mágneslemezeken lévő mágneses réteg alkalmas legyen adatok tárolására, létre kell hozni a tá roláshoz szükséges rendszert. Ezt formattálásnak vagy formázásnak nevezzük. Formázáskor jönnek létre a sávok, szektorok. Formázáskor a fájlok törlődnek, bár egyes technikákkal visszaál líthatóak. Fájlrendszer A fájlok tárolásához a számítógépnek fájlrendszerre van szüksége, amely megadja a fájl nevét, helyét. Töredezettség A merevlemezen lévő fájlok egy idő után logikailag töredezetté válnak. Ennek az az oka, hogy a merevlemez nem tud egy szektornál kisebb egységet címezni, így amikor ír egy fájlt, és az nem tölti be teljesen a szektort, kihasználatlan hely keletkezik. A merevlemez lassulását az okozza, hogy amikor ír egy adott információt, de a következő szektor foglalt, akkor ettől a szektortól egy távolabbi üres szektorba kell raknia a fájl további részét az író/olvasó fejnek mozognia kell, hogy elérje és ez lassabb elérési időt okoz. Ezt az állapotot töredezettségnek, vagy fragmentáltságnak nevezzük. Ezt különböző szoftverek segítségével, töredezettségmentesítő, defragmentáló programokkal könnyen lehet orvosolni. Merevlemez mobilitása A merevlemez mobilitását több módon próbálták elérni: Egyfajta megoldás a külső merevlemez, melynek külső borítása van, valamint a számítógép általános célú interfészei közül valamelyikre csatlakoztatható (esata, USB). A külső merevlemez valamivel drágább, és csatlakozástól függően általában lassabb is, mint a belső. Mobilerack: a merevlemez könnyen kihúzható a gépből, és átvihető másikba, és sebességbeli csökke nés sincs. Optikai elvű tárolók Egy kemény polikarbonát lemez, fényvisszaverő fémréteggel bevont. Íráskor a lézerfény se gítségével spirális (nem kör) alakban apró mélyedéseket hoz létre, így tárolva az adatokat. Olvasáskor a lézerfény halad végig a mélyedések sorozatán és olvassa vissza a digitális ada tot aszerint, hogy a sugár visszatükröződik, vagy szétszóródik a lemez felületéről. A "gödrök" (pit ek) és "dombok" (land ek) mikroszkopikus méretűek. Az optikai elvű tárak a CD (Compact Disk) a DVD (Digital Video Disk). CD A CD egy 12 centiméter átmérőjű, tükröződő alumínium réteggel bevont polikarbonát korong ami információ tárolására alkalmas. Hang, kép, adat tárolását teszi lehetővé digitalizált formában. Jellemző kapacitása: 650 MB (74perc), 700 MB (80 perc). Megkülönböztetünk 3 fajta optikai lemezt: préselt lemez (gyárban sokszorosított) ezt akár egy CD olvasóval is használhatjuk (CD ROM). írható lemezt (ezt egy CD íróval mi magunk is megírhatjuk) (CD R). újraírható lemezt (ez egy speciális többször írható lemezt jelent, amit CD író/újraíró berendezéssel mi magunk írhatunk akár több ezerszer (CD RW). 61

62 DVD Az optikai lemezek egy nagyobb kapacitású változata a DVD (digital video disc; 1995), amelyet eredetileg nagy felbontású videofilmek tárolására fejlesztettek ki (innen a neve). A nagyobb kapacitás elsősorban annak köszönhető, hogy rövidebb hullámhosszú lézerfényt használ, amely le hetővé teszi a kisebb adattárolási méret alkalmazását. Így a lemezen a lyukak sűrűbben helyezkednek el, mint a CD esetén. A DVD lemezek maximális kapacitása 4,7 GB, a kétrétegű írás esetében a kapacitását 8,5 GB ra nö velték. A DVD fizikai mérete megegyezik a CD lemez méretével, így a DVD meghajtók alkalmasak CD leme zek kezelésére is. A DVD lemezeknek létezik egy és kétoldalas változata is. A CD hez hasonlóan itt is van egy szer írható (DVD R, DVD+) és újraírható (DVD RW, DVD+RW). Blu ray Az ún. Blu ray lemez a DVD lemezek továbbfejlesztett változata. Lényege, hogy amíg a szabványos DVD lemezek olvasására vörös fényű lézert használnak, addig ezeket a lemezeket rövidebb hullámhosszú ibolyaszínű lézerfénnyel lehet írni/olvasni, így az információ tárolásra szolgáló lyukacskák közti távolság tovább csökkent, ami adattároláskor jóval nagyobb adatsű rűséget jelent. Az egyrétegű BD lemez kapacitása 25GB, a kétrétegűé 50GB. Mivel az optikai háttértárak írása lassú folyamat, az adatok törlése pedig csak korlátozott mértékben lehetséges (az egész lemez törölhető egyszerre), ezért optikai lemezeken olyan adatokat szokás tárolni, amelyek nem vál toznak: fényképek, filmek, programfájlok. Elektronikus elven működő háttértárak Pendrive, memória kártyák A flash memória teljesen elektronikus elven működik, nem tartalmaz mozgó alkatrészt, ezért jobban ellenáll a mechanikai behatásoknak (pl. a rázkódásnak), mint a merevlemez. Nem felejtő, megmaradó, nincs szüksége tápfeszültségre ahhoz, hogy a benne tárolt informá ciót megőrizze. A flash memóriát olyan esetekben alkalmazzuk, amikor fontos a kis méret, a külső behatá sokkal szembeni ellenállóképesség és a hordozhatóság. Az alkalmazás példái a digitális audio lejátszók (mp3 lejátszók), digitális kamerák, mobiltelefonok, kézi számí tógépek. A flash memóriát használják az USB csatolású pendrive okban is, melyek az adatok általános tárolói és szállítói a számítógépek között. A régebbi digitális fényképezőgépek CompactFlash (CF) kártyát használtak, az utóbbi időkben a Secure Digital (SD) kártya a legelterjedtebb. A hagyományos SD kártya mel lett megjelentek a kisebb méretű MiniSD, és a még kisebb MicroSD kártyák is. Szoftverek Szoftver fogalma A hardver egységeket működtető, vezérlő programok összessége. A szoftver (software) mesterséges szó, azokat a szellemi javakat hívják összefoglalóan így, amelyekkel kihasználhatjuk a hardverben rejlő teljesítményt és le hetőségeket. A szoftvert egyrészt a gépet működtető programok, másrészt a számítógéppel való feldolgozásra előkészített adatok alkotják. Szoftverek csoportosítása funkciójuk szerint licence szerint Funkciójuk szerint Megkülönböztetünk rendszerszoftvereket, segédprogramokat, alkalmazói szoftvereket és fejlesztői programo kat. 62

63 1. Rendszerszoftverek A számítógép egyes részeinek zavartalan együttműködését biztosítják, alapvető működéséért felelős. BIOS (alapvető bemeneti/kimeneti rendszer) Olyan szoftver, amely a számítógépgép ROM típusú memóriájában található. Feladata: az alapvető gépi folyamatok vezérlése, a számítógép egységeinek bekapcsolás utáni ellenőrzése, az operációs rendszer megkeresése. Operációs rendszerek Olyan szoftverek, amelyek a számítógép működtetéséhez szükséges parancsokat értelmezni tudják és azokat végre is hajtják. Feladatai: hardver kezelése, programok betöltése az operatív tárba és azok futtatása, kapcsolattartás a futó programokkal és a felhasználóval, háttértárak tartalmának kezelése, adatok kezelése és átvitele, megszakítás és hibakezelés. A legelterjedtebb operációs rendszerek: DOS, UNIX, Windows 95 től felfelé. 2. Rendszer közeli szoftverek Az operációs rendszer működését és használatát megkönnyítik, kiegészítik a rendszerszoftverek funkcióit, meg könnyítik a felhasználó üzemeltetési munkáit (fájl és könyvtárkezelők, másolók programok, hibajavítók, stb.). Segédprogramok (Utilty): víruskereső és irtó programok,különféle tömörítő, fájlkezelő programok. 3. Alkalmazói (felhasználói) szoftverek Alkalmazásoknak is nevezik őket, a felhasználót a számítógép használatán túl mutató céljainak elérésében tá mogató specifikus programok, egy meghatározott felhasználói igényt elégítenek ki. Ide tartoznak például az iro dai alkalmazások, számlázó és könyvelő programok, képszerkesztők, média szerkesztő/lejátszók, levelező és csevegő programok, webböngészők, tűzfalak, kémprogram keresők, vírusellenőrzők, stb. Ide tartoznak még a rosszindulatú alkalmazások is amiken a vírusokat és a kémprogramokat értjük. 4. Fejlesztői programok A profi informatikusok számára készülnek, amelyek segítségével más programokat készítenek. Ide soroljuk a különféle programnyelvek (Pascal, C++, Java, Delphi) fordítóprogramjait és fejlesztői környezetét, illetve a weblapszerkesztő programokat is. Licence szerint A szoftvereket a használhatóságuk (licence) alapján is csoportosíthatjuk. Így léteznek freeware, shareware, ke reskedelmi, ingyenes, és nyílt forráskódú szoftverek is. 1. Shareware Ezek a programok ingyenesen, de csak korlátozott mértékben és/vagy ideig terjeszthető, birtokolható és fel használható szoftver. A shareware modell lényege, hogy a potenciális felhasználók számára lehetővé teszi a szoftverek kipróbálását annak megvásárlása előtt is, azonban különböző korlátozásokat szab a felhasználásra vonatkozólag. Ezek közül a legelterjedtebb az időbeli vagy a funkcionális korlátozás (pl. telepítéstől számított 30 napig használható a szoftver, vagy egyes funkciói csak a kereskedelmi változatban működnek, stb.), amelyet a szoftver gyakran technikai eszközökkel is kikényszerít (pl. megtagadja a futást a 30 nap eltelte után). Ha a szoftver a tesztidőszak alatt megtetszik a felhasználónak, úgy a gyártótól illetve a forgalmazóktól megvá sárolhatja annak az ingyenes változat korlátozásaitól mentes, kereskedelmi változatát, míg egyéb esetben a li cenc a birtokolt kópiák törlését illetve megsemmisítését szokta előírni. A "shareware" fogalom az angol "share" 63

64 (megosztás) és "software" (szoftver) fogalmak összevonásából alakult ki. 2. Freeware A Freeware program szabadon terjeszthető és felhasználható szoftverek jelölésére használt gyűjtőfogalom. A freeware licencek lényege, hogy azokban tulajdonos korlátozás és díjfizetési kötelezettség nélküli terjesztési és felhasználási jogot biztosít mindenki számára, bizonyos értelemben "közkinccsé" téve azt. Ugyanakkor a free ware szoftverek legtöbbjéhez alkotója nem mellékeli a program forráskódját, illetve nem engedélyezi módosí tott, derivált változatok létrehozását és terjesztését sem. 3. Kereskedelmi A Kereskedelmi szoftvereket nem elég csak megvenni vagy megrendelni, hanem mellé esetenként még külön licence t is kell vásárolni és azt időnként meg is kell újítani. Ilyen szoftvereket iskolákban, irodákban használ nak. 4. Ingyenes Az ingyenes szoftver mint a nevében is benne van ingyen lehet használni mindenféle korlátozás vagy határidő. Rengeteg ilyen programot be lehet szerezni, melyik között találunk például ingyenesen használható képszer kesztő programokat vagy akár számlázó programokat is. 5. Nyílt forrású A nyílt forrású szoftver egy olyan csoport amely a program forráskódjához történő hozzáférést mellett annak szabad módosítását, terjesztését, valamint ugyanezen jogok továbbadását is biztosítja és megköveteli a jogos felhasználók számára és azokkal szemben. A felhasználó szerződés A felhasználói szerződést a felhasználó a program telepítésével (egy megerősítő képernyő segítségével) auto matikusan elfogadja. A szerződésben foglaltak kötelező érvényűek, legtöbbször a program használatára, terjesz tésére vonatkozó megkötéseket tartalmaznak, de egyéb információt is hordozhatnak. Operációs rendszer Operációs rendszer fogalma Operációs rendszernek nevezzük azon programok összességét, amelyek a számítógépet vezérlik, felügyelik a felhasználást segítő programok végrehajtását, és biztosítják a számítógép erőforrásainak hatékony kihasználá sát. Tehát az operációs rendszer felelős a számítógép működéséért. Feladatai Felület biztosítása Felületet kell biztosítanunk a felhasználók számára és a futó programok azaz folyamatok számára. Memóriakezelés A memóriakezelés a leginkább kritikus rész, mivel egyszerre több programot szeretnénk a memóriába tölteni. Memóriakezelés nélkül a programok egymás memóriaterületeire írhatnak a rendszer összeomlását okozva. Folyamatok szervezése A futtatandó programok általában a merevlemezen helyezkednek el. Ha elindítjuk, azaz a memóriába töltjük, akkor futó programról vagy folyamatról beszélünk. Tehát a futó programokat kezeli. Perifériakezelés A számítógéphez csatlakozhat többféle be vagy kimeneti eszköz amelyeket perifériák néven szokás emlegetni. Az operációs rendszernek ki kell szolgálnia ezeket a hardvereket, adatokat kell átadni és átvenni azoktól. Állománykezelés Az adatokat és a programokat valamilyen módon rendszerbe kell foglalni, elérhetővé kell tenni. Ez az állo 64

65 mánykezelési feladat. Hibakezelés A hardver vagy szoftver szokatlan vagy nem kívánatos működése esetén az operációs rendszer feladata az adott helyzet kezelése a rendszer leállása nélkül. Védelem Egy működő számítógépen meg kell védjük az adatainkat, a programjainkat, folyamatainkat, eszközeinket más rosszindulatú vagy óvatlan felhasználóktól, amelyet szintén az operációs rendszer lát el. A hiba kezelés kevés haszonnal jár ha a rendszert kezelő gazda nem szerez róla tudomást. Naplózás Belépések, folyamatok indítása, leállítása, újraindítása egy számítógépen, egy hálózaton mind fontos informá ció lehet hibakövetés vagy betörésvédelem során. Az ilyen eseményeket az operációs rendszer ezért feljegyzi, vagy másként mondva naplózza. Csoportosítás 1. Felhasználói felület szerint: a) karakteres (UNIX, DOS) b) grafikus (Apple Mac OS) 2. Felhasználók száma szerint a) egy felhasználós (BeOS ) b) több felhasználós (Microsoft Windows XP) hálózati (Novell Netware) 3. Folyamatkezelés szerint a) kötegelt (Microsoft MS DOS) b) multiprogramozott valós idejű (BeOS, QNX) időosztásos (Multics, UNIX) 4. Hardver architektúrák szerint a) számítógép ketegóriák mainframe (SUN Solaris) szerver (Microsoft Windows 2000, Linux) személyi számítógép, munkaállomás (IBM OS/2 Warp) mikroszámítógép (Commodore 64) kézi számítógép (PalmOS) b) processzor architektúrák szerint CISC alapú (Linux, Microsoft Windows) RISC alapú (Hewlett Packard HP UX) c) sínrendszer alapján 16 bites (IBM PC DOS) 32 bites (Microsoft Windows XP) 64 bites (Macintosh OS X) 5. Jogállás szerint a) szerzői jogvédelem alá tartozó (SCO OpenServer) b) nyílt forráskódú (Linux) 6. Történelmi" kategóriák a) korai operációs rendszerek b) UNIX alapú rendszerek UNIX verziók, POSIX kompatibilis rendszerek linux disztribúciók c) Windows rendszerek 65

66 Felhasználói felület szerint A felhasználói felület szerint karakteres és grafikai operációs rendszereket különböztetünk meg. A karakteres (szöveges) felületen a billentyűzet segítségével tudjuk bevinni a parancsokat a számítógépbe. A parancsokat egy előre meghatározott utasításkészlet alapján adhatjuk meg, ezt ismerünk kell, hogy használni tudjuk a számítógépet. Ezeket az operációs rendszereket parancs vezéreltnek is nevezhetjük. Pl. DOS. A grafikus felület esetében nem kell tudnunk a parancsokat, a műveletek kiválasztását és elvégzését egy előre definiált grafikus szimbólumkészlet és egy pozicionáló eszközzel (pl. egér) együttes használatával oldhatjuk meg. Ezeket az operációs rendszereket eseményvezéreltnek is nevezhetjük. A grafikus felület változásait ese ményeknek nevezzük. Ezek az események a kijelölő eszköz (pl. egér) elmozdítása, aktiválása (kattintás), egy grafikus szimbólum kiválasztása. Pl. Windows XP. Felhasználók száma szerint A felhasználók száma szerint csoportosításnál az számít, hogy az operációs rendszer egy vagy több felhasználót képes kiszolgálni egyszerre. Egy felhasználós operációs rendszer egy időben csak egy felhasználót képes kiszolgálni, pl. DOS Több felhasználós operációs rendszernél egy időben több felhasználó veheti igénybe a számítógépgép erőforrá sait. Ilyenkor az operációs rendszer egyéni azonosítást végez, és párhuzamosan jogosultságokat kezel, gondos kodik arról, hogy a felhasználók ne akadályozzák egymást. Feladatok száma szerint Az egy időben futtatható programok száma szerint az operációs rendszerek egy feladatos: egy időben csak egy programot tud futtatni, pl. DOS. Illetve több feladatos, egy időben több programot is képes futtatni, pl. Win dows, UNIX. Jogállás szerint A jogállás, terjesztés szerint szerzői jogvédelem alá tartozó (kereskedelmi), csak megvásárlás után használható (pl. Windows), és nyílt forráskódú (szabad), lehetnek ingyenesek, de adhatók pénzért is. Ismertebb operációs rendszerek A legelterjedtebb operációs rendszer a Windows és a Linux. A Windows a Microsoft által gyártott kereskedelmi operációs rendszer, gyakran használt verziók: Windows XP, Windows 7. Kereskedelmi szoftverek, csak úgy használhatjuk, ha megvásároljuk. A Linuxnak többféle terjesztése létezik. Vannak, amiket cégek gyártanak és vannak, amelyeket az Interneten alakult közösségek tartanak fent. Ez az operációs rendszer szabad, több felhasználós és több feladatos. Néhány terjesztése Debian GNU/Linux, Ubuntu Linux. Fájlok (állományok) Az adatokat és a programokat a számítógépeken állományokban, más néven fájlokban tároljuk. Fájlrendszer Fájlrendszer alatt a fájlok tárolásának és rendszerezésének módszerét értjük. A fájlrendszer biztosítja az állomá nyok egyszerű elérés. A fájlok lehetnek valamilyen adattároló eszközön, mint a merevlemez vagy a CD, de lehet hálózaton vagy lé tezhet virtuálisan. A legelterjedtebb fájlrendszerek több szintűek azaz hierarchikusak, szerkezetük pedig egy fordított fához hasonlóak. A gyökértől lefele több elágazás található. A hasonlat alapján szokás faszerkezetről beszélni. Könyvtár A könyvtár másik nevén mappa, állományokat és/vagy más könyvtárakat tartalmaznak. A legfelső szintű könyvtárat szokás gyökérkönyvtárnak vagy egyszerűen csak gyökérnek nevezni. A gyökérből 66

67 újabb könyvtárak nyílnak, azokból újabb alkönyvtárak. Minden alkönyvtárból újabb alkönyvtárak nyílhatnak. A könyvtárak hierarchikus rendszere fa szerkezettel írha tó le. Windows operációs rendszerek esetén a gyökér könyvtár egy meghajtó, amit egy betűjellel azonosítunk. Ezek ben a rendszerekben több ilyen meghajtó is lehet, mindegyik más más betűjelet kap. A rendszernek van egy el sődleges meghajtója amin a rendszer helyet foglal, ami általában a C: meghajtó. Unixos, linuxos rendszerek esetén a gyökérnek nincs betűjele mert mindig csak egyetlen gyökér lehet. Ha egy másik meghajtót szeretnénk beilleszteni, akkor azt valamelyik alkönyvtárba szokás megtenni. Fájlok azonosítása A fájlokat nevükkel azonosítjuk, amelyet szabadon választhatunk. A fájl neve után szokás ponttal elválasztva egy ún. kiterjesztést is megadni. A kiterjesztés mindig utal az állomány tartalmára, formátumára. A fájlnév tartalmazhat UNICODE karaktereket, szóközöket, felkiáltójelet, több pontot (ebben a z esetben az utolsó pont mögött van a kiterjesztés). Korábban a fájlnév hosszúsága 8 karakter, a kiterjesztések hossza 3 karakter volt, ma már hosszabb fájlneveket használhatunk de ezek sem lehetnek végtelenek. Maximális fájlnév méret általában minden rendszeren 255 ka rakter, beleértve a fájl kiterjesztését is. Nem ajánlott a túl hosszú fájlnevek használata, legyünk tömörek. Például a macskákról egy általános bemutatást macska nevű fájlban szeretnénk tárolni, szöveges formátumban, akkor a fájl neve kiterjesztéssel együtt így nézhet ki: macska.txt. Ha az állomány egy macskáról egy képet tar talmaz, akkor az állomány neve és kiterjesztése így nézhet ki: macska.jpg. A.jpg kiterjesztésből tudjuk, hogy képről van szó, és azt is hogy JPEG formátumban van tárolva. Néhány fájltípus és kiterjesztése Kiterjesztés Fájl típusa avi videó fájl bmp képfájl doc szöveges fájl jpg képfájl mov videó fájl mp3 hang fájl mp4 videó fájl rar tömörített fájl sys rendszerprogram wav hang fájl wmv videó fájl zip tömörített fájl Azonosítási szabályok Egy könyvtáron belül azonos névvel és kiterjesztéssel egy fájl, azonos névvel egy könyvtár rendelkezhet. Több azonos névvel rendelkező fájl szerepelhet egy könyvtárban, de csak ha a kiterjesztésük különböző. Több nevében és kiterjesztésében azonos fájl is létezhet, de minden fájlnak eltérő könyvtárban kell szerepelnie. 67

68 Elérési út Az elérési út egy fájl vagy egy könyvtár helyét mutatja meg a hierarchikus fájlrendszerben. Az elérési út mindig a gyökér könyvtár leírásával kezdődik. Ez Windowsok esetén az adott meghajtó betűjele amit egy kettőspont (:) követ. Pl. c: Linuxok és Unix rendszerek esetén a csak egyetlen gyökér könyvtár van, ennek jele egy perjel (/). Pl.: / A továbbiakban azoknak a könyvtáraknak és alkönyvtáraknak a felsorolása következik amelyeket tartalmazzák a keresett állományt vagy könyvtárat. A Windowsos rendszerben ezeket a könyvtárakat egy vissza perjel (\) választja el, Linux és Unix rendszerek ben pedig perjel (/). Például: A petofi.txt állomány amely a gyökérkönyvtárból nyíló Dokumentumok könyvtár vers alkönyvtárában találha tó. Windows esetén legyen ez a C: meghajtón. Ekkor az útvonalat így írjuk le: c:\dokumentumok\vers\petofi.txt Linux és Unix rendszerek esetén ez így néz ki: /Dokumentumok/vers/petofi.txt Ez az útvonalak úgynevezett abszolút leírása, azaz abszolút útvonal. Abszolút azért mert a gyökérkönyvtártól írjuk le a jelzett állományt. Ha egy programban éppen a Dokumentumok könyvtárban állunk az állományra hivatkozhatunk rövidebben is az aktuális könyvtártól számítva az útvonalat, azaz Windowson: vers\petofi.txt, Linux és Unix rendszereken: vers/petofi.txt Ezt nevezzük relatív útvonalnak, mert az aktuális könyvtárhoz képest relatívan határozzuk meg annak helyét. Tegyük fel, hogy a Dokumentumok könyvtárban van egy statisztika.txt nevű állomány, de mi éppen az állatok könyvtárban állunk, amit a szintén a Dokumentumokban van. Ekkor megtehetjük azt, hogy az allat nevű könyv tárból egy könyvtárral feljebb hivatkozok, azaz a Dokumentumok könyvtárra a következő formában Win dowsos rendszerekben:..\statisztika.txt Windows és Unix rendszerekben:../statisztika.txt Vegyük észre, hogy az egy könyvtárral feljebb hivatkozásra két pont egymás után írásával hivatkozunk. Ilyennel találkozhatunk a népszerű fájlkezelőkben is, mint a Total Commander vagy a Midnight Commander. Egyetlen pont az aktuális könyvtárra utal. Könyvtárszerkezetek A Windowsokban mindig van egy meghajtó amelyen a rendszer foglal helyet. Alaptelepítés esetén a Windows a c:\windows könyvtárba telepszik. Itt találhatók az operációs rendszer működéséhez szükséges programok, adatállományok. A többfelhasználós Windows verziók óta a felhasználók könyvtárai a c:\documnets and Sett ings könyvtárba kerülnek. A Windowsos szabványt követő programok telepítés után a c:\program Files könyv tár egy alkönyvtárban telepszenek. Néhány program a telepítéskor a gyökérkönyvtárban hoz létre egy állo mányt. Az osztott könyvtárak (.dll) találhatók a Windows könyvtáraiban is, de a programok saját könyvtára ikban is elhelyezhetnek. Osztott könyvtárak olyan állományok amit több program is használ. Ilyenek a.dll ki terjesztésű állományok. A Linuxos könyvtárszerkezetek kiinduló pontja a gyökér melynek jele: /. A Linuxos rendszerek esetén egy program alapértelmezésben telepítés után nem egyetlen könyvtárba kerül. Egy bin vagy sbin könyvtárba kerül nek a futtatható, indítható programok. Külön könyvtárai vannak a dokumentumoknak (doc). Külön könyvtárba kerülnek a programhoz tartozó ikonok, képek, stb. (share). Az osztott könyvtárak szintén külön egy lib neve zetű könyvtárba kerülnek. Osztott könyvtárak olyan állományok amit több program is használ. Linuxos rend szerekben ilyenek a.os kiterjesztésű állományok. Az alapvető unixos parancsok a /bin és /sbin könyvtárban ta lálhatók. A felhasználók által futtatható parancsok a /usr/bin könyvtárba kerülnek. A rendszergazda futtatható programjai, parancsai az /usr/sbin könyvtárat foglalják el. A cserélhető adathordozók automatikus csatolás ese tén /media könyvtárba találhatók. A felhasználók saját könyvtárának szokásos helye a /home. 68

69 Könyvtár, fájlkezelés Windows és Linux különböznek helyenként, Windows/Linux. Új könyvtár létrehozása Lépjünk a szülőkönyvtárba, ahova létre akarjuk hozni! Kattintsunk a Fájl menü Új/Új mappa létrehozása menüpontjára (vagy a jobb egérgombbal az adott elemre)! Adjuk meg a nevét! Könyvtár, fájl átnevezése Válasszuk ki az átnevezni kívánt könyvtárat vagy fájl! Kattintsunk a Fájl menü Átnevezés/Szerkesztés menü Átnevezés.. menüpontjára (vagy jobb egérgomb)! Win dows nál még, a néven állva kétszer /nem duplán/kattintsunk! Adjuk meg az új nevét! Mappa törlése Válasszuk ki a megfelelő könyvtárat, vagy fájlt! Kattintsunk a Fájl menü Törlés/ Szerkesztés menü Áthelyezés a kukába menüpontjára (vagy jobb egérgomb vagy <Del> billentyű)! Mappák másolása Jelöljük ki a másolni kívánt könyvtárat, vagy fájlt! Kattintsunk a Szerkesztés menü Másolás/ Szerkesztés menü Másolás menüpontjára (vagy jobb egérgomb) vagy <Ctrl>+C! Lépjünk a másolás helyére! Kattintsunk a Szerkesztés menü Beillesztés/Szerkesztés menü Beillesztés menüpontjára (vagy jobb egérgomb) vagy <Ctrl>+V! Mappák áthelyezése Jelöljük ki a áthelyezni kívánt könyvtárat, vagy fájlt! Kattintsunk a Szerkesztés menü Kivágás/Szerkesztés menü Kivágás menüpontjára (vagy jobb egérgombbal)! Jelöljük ki az új helyet ábrázoló könyvtárat vagy meghajtót! Kattintsunk a Szerkesztés menü Beillesztés/Szerkesztés menü Beillesztés menüpontjára (vagy jobb egérgomb) vagy <Ctrl>+V! Tulajdonságok Válasszuk ki a megfelelő meghajtót, könyvtárat vagy fájlt! Kattintsunk a Fájl menü Tulajdonságok /Fájl menü Tulajdonságok menüpontjára (a helyi menüben is megta lálható) Mappák keresése Eszközök menü Keresés almenü pontja/keresés ikon. Mappák visszaállítása Lomtár segítségével. 69

70 Hálózatok Hálózat fogalma A számítógépek, perifériák és a gépeken futó programok (hálózati szoftverek) együttesét, amelyek egymással összeköttetésben állnak, és közöttük adatformalom van, számítógépes hálózatnak nevezzük. A hálózatok alapvetően interaktívak, vagyis minden létrejött kapcsolat során az adatok mindkét irányba áramol nak. A hálózat legtöbbször egy központi számítógépből (szerver) és a hozzá kapcsolódó munkaállomásokból (kli ens) áll. A számítógépes hálózatra csatlakoztatott minden számítógépet a szerverek ki vételével munkaállomásnak nevezünk. A munkaállomás lehet a hagyományos értelemben vett személyi számítógép vagy az úgynevezett terminál. 1. Terminál Önállóan nem tud dolgozni, csak ha kapcsolódik a szerverhez (Nincsenek saját erőforrásai). 2. Személyi számítógép Tud önállóan dolgozni. A szervert legtöbbször csak adattárolásra használja. Hálózatok előnyei az irodai munka leegyszerűsödik, kisebb az adatvesztés lehetősége, az Internet hozzáférés megosztása az összes gép számára, energia, idő és pénz megtakarítása, eszközök megosztása (pl. nyomtató). Hálózat hátrányai Az előnyös tulajdonságokból következnek a hátrányok. Illetéktelen hozzáférés: az adatokat olyanokkal is megoszthatjuk, akikkel nem akartuk, magas kiépítési költség, vírusok gyorsabban fertőzhetik a hálózatba kötött gépeket. Hálózat céljai, feladatai Erőforrások megosztása A hardver és szoftver erőforrások megosztása költségmegtakarítással jár. Kevesebbet is elég megvásá rolni, ha a hálózaton keresztül a többi felhasználó is hozzá tud férni. Adatvédelem A hálózati szoftver képes az egyes felhasználók megkülönböztetésére (felhasználónév és jelszó) és en nek megfelelően az adatokhoz való hozzáférést biztosítja. Megbízhatóság, biztonság Minden állomány két vagy több gépen is jelen lehet, hardverhiba következtében, ha valamelyik állo mány elérhetetlenné válik az egyik gépen, akkor annak másolata egy másik gépen még hozzáférhető marad. Egyszerre több központi egység használata is növeli a megbízhatóságot. A z egyik leállása ese tén a többi még átveheti a kiesésre jutó feladatokat, így a teljes rendszer üzemképes marad. A működés folyamatos fenntartása kulcsfontosságú a katonai, légi irányítási és más egyéb alkalmazások esetén is. Gyors kommunikáció, adatátvitel A hálózat segítségével felgyorsul a kommunikáció a felek között. Illetve a kommunikáció új formái nyílnak meg (pl. adathordozó nélkül is van adatátvitel). 70

71 Mi kell a hálózathoz A hálózathoz szükség van: a hálózatot kezelni tudó operációs rendszerre (pl. Windows Server 2003, Unix, Linux), a számítógéphez a hálózaton érkező jelek fogadására alkalmas berendezésre, hálózati kártyára, a hálózati jelek továbbítására alkalmas átviteli közegre (pl. kábel, rádiófrekvencia, stb.), a jelek erősítésére, a különböző hálózatok illesztésére alkalmas berendezésre, kapcsoló elemekre (pl. hub, switch, router). Hálózat csoportosításai A számítógép hálózatok többféleképpen osztályozhatók. Így csoportosítási szempont lehet: a hálózat kiterjedése, az átviteli iránya, az átvitel ütemezése, az átvitel sebessége, az átvitel módszere, a kapcsolat módja, az erőforrásokhoz való hozzáférés módja, a hálózat tulajdonosa szerint. Kiterjedés szerint A legkézenfekvőbb a hálózatokat méretük, kiterjedésük alapján csoportosítani. Ezek szerint megkülönbözte tünk: PAN, LAN, MAN, WAN hálózatokat, valamint a legnagyobb kiterjedésű hálózatot, az Internetet, mint a hálózatok hálózatát. PAN személyi hálózat: Personal Area Network (vagy Pikohálózat) Személyi információtechnológiai eszközök néhány méteren belüli, infravörös (IrDA), vagy mikrohullámú (Bluetooth) kapcsolata. Személyi hálózatot hozunk létre például, ha összekapcsoljuk a mobiltelefonunkat a lap toppal. LAN helyi hálózat: Local Area Network Maximum néhányszor 10 km távolságon belüli hálózat, amely általában egy intézményre terjed ki, esetleg an nak néhány közeli épületére. MAN városi hálózat: Metropolitan Area Network km távolság közötti, egy városra kiterjedő hálózat, amely több helyi hálózat összekapcsolásával jön lét re. A kapcsolatkiépítés a LAN ok között többnyire a városi távközlési hálózatra épül, hagyományos telefonvo nalon, optikai kábeleken, néha mikrohullámú adókon át is. A MAN támogatja mind az adatátvitelt, mind a hangátvitelt, és helyi kábeltelevízió hálózathoz is kapcsolódhat. WAN kiterjedt területi hálózat: Wide Area Network 100 km távolságon kívüli, nagy területre kiépült hálózat, lehet országos és földrészekre kiterjedő is. Itt az egyes MAN ok kapcsolata nagysebességű átviteli kábeleken vagy műholdon keresztül valósul meg. A LAN okat többnyire maga a felhasználó építi ki saját telephelyén belül a helyi kommunikáció lebonyolításá ra. A WAN okat legtöbbször valaki más szolgáltatásaként veszik igénybe, és arra használják fel, hogy a telep helyek közötti forgalmat bonyolítsák le. E két technológia tehát teljesen más feladatot tölt be, más megoldások kal. Az átvitel iránya szerint Szimplex (csak egyirányú) átvitelre képes rendszereket, az állomások funkciója rögzített vagy csak adó, vagy csak vevő lehet. Tipikus példája a rádió, valamint a tv. Félduplex esetén megengedett a kétirányú átvitel, de időben szétválasztva, azaz egy időben csak az egyik irány aktív. Duplex átvitelnél mindkét állomás egyszerre lehet adó és vevő is, pl. telefon. Ál duplex átvitelnél az adásra és a vételre külön csatornák használnak az állomások. 71

72 Az átvitel sebessége szerint Az adatátvitel sebességének mértékegysége a bit/s, azaz az időegység alatt átvitt bitek száma, amit korszerű számítógépek esetén általában nem az adó vagy a vevő, hanem az adatátviteli csatorna kapacitása korlátoz. Lassúnak minősíthetjük a 100 kb/s os nagyságrendű, illetve az ennél kisebb, Közepesnek a Mbit/s os nagyságrendű Nagysebességűnek a 100 Mbit/s os illetve az e fölötti adatátviteli sebességet. Érdemes megjegyezni, hogy gyakran a köznyelvben, de sokszor a szakirodalomban is szélessávú átvitelről, szélessávú Internet hozzáférésről beszélnek. Ne felejtsük el, hogy a sávszélesség analóg fogalom és a csator na által átvihető legnagyobb és legkisebb frekvencia különbségére utal. (Sávszélesség = f max f min ). Így a szélessávú jelző közvetlenül a csatornát 12jellemzi, és csak közvetve az adatátviteli sebességet, ugyanis a csa tornakapacitás egyenes arányban van a sávszélességgel. Kapcsolat módja szerint Vonalkapcsolt módszert használó hálózatokban a kommunikáló állomások között a kommunikáció idejére ál landó kapcsolat épül ki, hasonlóan a hagyományos telefonhoz. Az üzenetkapcsolt rendszerek működése a postai csomagküldő szolgálathoz hasonlít. Az üzeneteket a bennük levő címinformáció alapján store and forward módon továbbítják a csomóponti gépek. Az üzenetek méretére vonatkozóan nincs megkötés. A csomagkapcsolt hálózatok működése hasonló az üzenetkapcsoltéhoz, de mivel ennél a módszernél az egy szerre továbbítandó adatmennyiség mérete maximált, ezért az üzeneteket fel kell darabolni. Az üzeneteket így adóoldalon meghatározott hosszúságú keretekre tördelik, és csomagok formájában továbbítják. A szakiroda lomban sokszor a csomag és a keret egymás szinonimájaként használatos, a valóságban azonban a keret a cso mag kialakításának leírása, a csomag pedig az adatokkal feltöltött keret. Az erőforrásokhoz való hozzáférés módja szerint Egyenrangú (Peer to Peer) hálózat. A peer to peer hálózatba kötött gépek egyenrangúak, erőforrásaik egy ré szét a hálózat többi gépének rendelkezésére bocsátják, így minden számítógép felhasználói és kiszolgálói szere pet is elláthat. Kiszolgáló ügyfél (Server Client) hálózat. A hálózatban egy a felhasználói gépeknél nagyobb teljesítményű gép található, amely a felhasználói gépektől érkező különböző (állomány kiszolgálási, erőforrás hozzáférés ve zérlési stb.) kéréseket szolgálja ki, ugyanakkor felelős a hálózati kommunikáció lebonyolításáért, irányításáért. Elosztott rendszer (Distributed System). Az elosztott rendszerek esetén a felhasználó számára az egyébként au tonom számítógépek nem láthatóak, pontosabban nincs róla tudomása, mivel a felhasználó csak egy virtuális gépet lát. Az elosztott rendszer egy olyan speciális hálózat, melynek szoftvere a rendszer számára magasabb fo kú összefüggőséget és transzparenciát (átlátszóságot biztosít). A hálózat tulajdonosa szerint A nyilvános hálózatok (megfelelő díj ellenében) bárki számára szabadon elérhetőek, mint például a telefon. A magánhálózatok csak meghatározott használói csoportokat kiszolgáló hálózatok, szolgáltatásaikat többnyire forgalommérés és elszámolás nélkül, tehát ellenszolgáltatás nélkül nyújtják. A virtuális magánhálózatok a nyilvános adathálózatok zárt használói csoportjait úgy szolgálják ki, mintha a nyilvános használóktól el lennének különítve. Hálózati topológia A számítógépek fizikai összekötésének rendszerét hálózati topológiának nevezzük. LAN hálózatok kiépítésekor többféle kábelezési mód közül választhatunk. Sín topológia A rendszer a karácsonyfaizzókhoz hasonlóan működik, kábelszakadáskor az egész hálózat működésképtelenné válik. 72

73 Gyűrű topológia A csomópontok zárt láncot alkotnak. Az adatok csak egy irányba mehetnek. Csillag topológia Biztosabb, de drágább megoldás. Kábelszakadásnál csak 1 gép áll le. Fa topológia Minden számítógép csak egy útvonalon érhető el. A kábelszakadás egy egész alhálózatot tönkretehet. Összetett hálózatok esetén a különböző topológiák kombinálódhatnak. Hálózati modellek A helyi hálózatokat az erőforrások elérési módja szerint három fő csoportba soroljuk. Kliens szerver modell (Ügyfél Kiszolgáló) Nem egyenrangú hálózat. A szerverek szolgáltatásokat nyújtanak a munkaállomások (kliensek) részére. A szerverre ún. Szerver operációs rendszert kell telepíteni. Pl. egy böngészőt tekinthetünk kliens programnak, amely szolgáltatásokat kér egy másik számítógépen futó webszervertől. Az interneten kliens szerver kapcsolat ról beszélünk. Host terminal modell (Elosztott hálózat) Nem egyenrangú hálózat. A programok egy központi számítógépen (host) futnak, a többi számítógép (terminá lok) csupán beviszi és megjeleníti az adatokat. Ehhez nagy teljesítményű központi számítógépre (mainframe) van szükség. Pl. Érintőképernyős Internet terminál. Peer to peer modell (Egyenrangú gépek hálózata) Egyenrangú hálózat. A hálózatot egyforma gépek alkotják. Mindenki szerver és munkaállomás egyszerre, az egyes perifériák minden felhasználó számára hozzáférhetőek, az adatok több helyen tárolhatóak. Hálózat felhasználói Rendszergazda: a hálózatot telepíti, felújítja, felügyeli a működését, minden joga meg van a hálózatban. Operátor: a hálózat üzemeltetésében vesz részt, jogkörét a rendszergazda határozza meg. Felhasználó (user): a hálózat szolgáltatásait veszi igénybe, csak annyi joga van, amennyit a rendszergazdától kapott. 73

74 Hálózatba való belépés A hálózatba való belépéshez egy azonosító (login name) és egy jelszó (password) szükséges. Felhasználói jogok Keresési jog File Scan (F), Olvasási jog Read (R), Írási jog Write (W), Módosítási jog Modify (M), Létrehozási jog Creat (C), Törlési jog Erase (E), Hozzáférés ellenőrzése Acces Control (A), Rendszergazdai jog Supervisor (S). Vírusok Mi a vírus? Olyan program, amelynek rendelkezik a következő három tulajdonsággal: szaporodás: a saját kód megsokszorozásának képessége, rejtőzködés, károkozás. Vírusjelenségek Korábban elegendő memória egyszerre kevés lesz a programok futtatására. A merevlemezeken a vártnál gyorsabban fogy el a szabad lemezterület. Megmagyarázhatatlan programhibák jelentkeznek. Egyes programok működése lelassul, vagy leáll. Fájlok, könyvtárak tűnnek e1 vagy jönnek létre minden különösebb ok nélkül. A vírusellenőrző szoftver vírust jelez, stb. Vírus rokon program Egy számítógépes programot csak abban az esetben tekinthetünk vírusnak, ha mind a három kritériumot teljesí ti. Amennyiben nem teljesíti az összes feltételt, vírus rokon programnak nevezzük. Vírustípusok Fájlvírusok: csak úgy tudnak szaporodni, hogy egy program állomány belsejébe másolják be magukat. Bootvírusok: a floppy vagy merevlemez boot területeinek egyikébe írják be magukat. Akkor fertőződnek, ha fertőzött lemezről indul a gép. Makróvírusok: sok manapság használatos program, mint pl a Word, Excel lehetővé teszik, hogy sablonjaik makrókat tartalmazzanak. A makróvírusok így ilyen dokumentumhoz hozzákapcsolódó öninduló makrók, amik reprodukálódnak, s más dokumentum állományokhoz fűzik magukat. Fő terjedésük: e mailek csatolt állomá nyaival. Mailvírusok: e mailekkel terjednek, a levélkiszolgálókat és levelezőprogramokat használják ki terjedésükhöz. Ezek legtöbbször a levelek csatolt állományaival terjednek, de napjainkban már előfordulnak a levéltörzsben speciális karakterekként elrejtve, amik rákényszerítik a levelezőprogramot vagy a levelezőszervert egy speciális feladat végrehajtására. Vírus rokon programok Trójai falovak: nem szaporodnak, de a gépbe bekerülve ott valamilyen rendellenességet okoznak, pl. PC k és a hálózati forgalom lelassítása. Kémvírusok: kárt nem okoznak, hanem információkat szolgáltatnak az adott gépről és a hálózatról Interneten keresztül. Férgek: csak szaporodnak, s emiatt lecsökkentik a háttértár szabad területét, súlyos rendszerhibákat okoznak. 74

75 Honnan jönnek, kik írnak vírusokat? Egyetemi kutatólaboratóriumok: cél pl. kutatás (víruslélektan). Katonai kutatólaboratóriumok: cél pl. az ellenséges számítógép. Terrorista szervezetek program fejlesztői. Másolásvédelem melléktermékei. Munkakörülményeikkel elégedetlen programozók. Védekezés ellenük Óvatossági rendszabályok betartása: pl. idegen lemezt nem teszek be a gépembe, csak ha meggyőződ tem annak tisztaságáról; saját lemezemet idegen gépbe csak írásvédetten teszem be; ismeretlen szemé lyektől származó e mailek csatolt állományait lehetőleg nem nyitom meg. Vírusirtó programok használata, pl. F PROT, TBAV, SYSDOKI, SCAN, MSAV, OHK, stb. Ezek utó lag, lefuttatásukkor tisztítják meg a lemezt, a fájlokat a vírusoktól. Ma már nem nagyon használjuk eze ket. Vírusfigyelő programok használata, pl. Norton Antivirus, PC Cillin, Mc Affee, CA, Virus Buster, Kas persky, stb. Ezek a manapság használatos vírusvédelmi eszközeink. A gép működése közben állandó vé delmet jelentenek, ha vírust észlelnek, azt nem engedik bejutni. Ha fennáll a lehetőség, hogy korábban került vírus a gépünkbe, segítségükkel víruskeresést is elindíthatunk, s ezzel az egész gépünk tartalmát leellenőrizhetjük. A vírusirtók és a vírusfigyelők, ha vírust találnak, a lehetőségek szerint azt megölik, vagy törlik a vírusos állo mányt vagy a frissebb verziók elkészítéséig karanténba helyezik a vírusos állományt. Fontos, hogy a vírusirtókat illetve vírusfigyelőket gépünkön folyamatosan frissítsük, hogy az újabb kórokozók ellen is hatásosak legyenek. Az internet és szolgáltatásai Mi az internet? Egész világot behálózó számítógépes hálózat. Az Internet a 90 es évek végétől kezdődően meglehetősen átalakította világunkat, leginkább azáltal, hogy segít ségével nagy tömegek igen gyorsan juthatnak információhoz. Nagyon igaz, hogy aki kimarad, lemarad. Az Internetet érdemes használni, de ésszel, körültekintéssel és óvatossággal. Internet rövid története A hidegháború idején, a szovjet tudományos (1957: a Szputnyik kilövése, a világ első műholdja) fölény ki egyensúlyozása érdekében hozták létre az USA ban az ARPA (Advanced Research Project Agency Modern Kutatási Projektek Hivatala) ügynökséget. Célja a katonai jellegű kutatások támogatása volt. Ennek keretében a nagyobb egyetemeket komoly számítógépekkel látták el. A Pentagonban a 60 as évek végén született meg az ötlet, hogy kapcsolják össze ezeket a nagyszámítógépeket. Az így keletkező hálózat volt az ARPANET (később DARPANET). A kísérlet célja egy olyan számítógép hálózat kialakítása volt, amelynek tagjai mindaddig képesek együttműködni, amíg a gépek között legalább egy vonal üzemel, akkor is, ha a hálózat több eleme kiesik (például rakétatámadás miatt) ban a tervezett hálózat bemutatása az ARPA számára, 1969 az ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) létrehozása. A kísérleti csomagkapcsolt hálózat kiépítésével a BBN (Bolt, Beranek and Newman) Technologies t bízzák meg. Kezdetben négy csomópont: UCLA (University of California at Los Angeles) SRI (Stanford Research Institute) UCSB (University of California at Santa Barbara) University of Utah A feladat megoldásának kulcsa a csomagkapcsolás. A küldendő üzeneteket feldarabolták (csomagokra bontot 75

76 ták). A csomagokat önállóan megcímezték, és automatikus irányítással, a különböző csomópontokon át eljuttat ták a címzetthez. A címzett a csomagokat összeállította, így visszaállt az eredeti üzenet. Ezt a hálózatot tudósok és kutatók is használták. Meg tudták osztani egymással számítógépeik erőforrásait, ada taikat. Esetenként magántermészetű információkat is továbbítottak erre a célra született 1972 ben az elektro nikus levelezési szolgál tatás, az e mail ben oktatási és kutatási intézmények kapcsolódnak, 15 csomópont (23 számítógép) (UCLA, SRI, UCSB, Univ. of Utah, BBN, MIT, RAND, SDC, Harvard, Lincoln Lab, Stanford, UIU(C), CWRU, CMU, NASA/Ames) 1973 ban az első nemzetközi kapcsolat az ARPANET hez (Anglia és Norvégia). A 70 es évek elejére az USA ban több különböző csomagkapcsolt hálózat jött létre, amelyek nem voltak képe sek egymással kommunikálni. Szükségessé vált egy olyan egységes protokoll kifejlesztése, amelyet a hálózatra csatlakozó minden gép megért ben létrehozták a TCP/IP protokollcsaládot, amely azóta is az Internet nyelve. Az Internet bővüléséhez vezető következő lépés volt a 80 as években a személyi számítógépek megjelenése ben összekapcsolódás a MILNET tel (Military Network; amerikai katonai hálózat), további hálózatok kapcsolódása: MINET (a MILNET európai megfelelője), NFSNET (National Science Foundation Network), BITNET (Because It's Time Network; egyetemek közötti kommunikációt biztosító hálózat, eredetileg IBM nagyszámítógépeket kötött össze), EARN (European Academic Research Network), USENET (hírcsoportok, "hirdetőtáblák" elérését biztosító hálózat; eredetileg UNIX operációs rendszerű gépeket kötött össze), EUNET (hasonló célú, európai országokat összekötő hálózat) re minden műszaki feltétel adott volt az Internet széles körű használatához. Az egyetlen probléma az volt, hogy az Internet ekkor még nem volt felhasználóbarát. A genfi székhelyű CERN ben (Európai Részecskekutató Laboratórium) 1991 ben született meg a hiperszöveg (hypertext). A hiperszöveg olyan szöveges dokumentum, amely kapcsolódási helyeket (más néven: hivatkozásokat, angolul linkeket) is tartalmazhat. Ilyen módon több dokumentum egybefűzhető, egyetlen szövegként értelmezhető. A hiperszöveg továbbfejlesztése a hipermédia, amely képeket, animációkat is tartalmazhat. A hiperszöveg (hipermédia) átvitelére a HTTP protokoll (Hyper Text Transfer Protocol) szolgál. A hiperszöveges dokumentumok nyelve a HTML (HyperText Markup Lan guage). A hiperszövegeket, a weblapokat böngészőprogramok segítségével nézzük meg. A weblapokat címük alapján találjuk meg ben az USA kormányzata engedélyezte az Internet kereskedelmi célú felhasználását, amely újabb hatal mas lökést adott a fejlődésnek. Az első felhasználóbarát böngészőprogram az ingyenes MOSAIC volt. Ennek továbbfejlesztésével hozták létre az eleinte pénzért árusított Netscape Navigatort (amely később a Netscape Communicator csomag része lett). A Windows 95 kifejlesztése után a Microsoft is az Internet felé fordult, és ingyenesen piacra dobta a Microsoft In ternet Explorert. Netscape alapokon nyugszik az Opera és a Mozilla böngésző is. A HTTP szolgáltatás (a World Wide Web, röviden a web ) az Internet legdinamikusabban fejlődő része. Az Internet lehetőségei Olcsó és gyors kommunikációs lehetőség: levelezés (e mail), beszélgetés (chat, IRC, ICQ stb. segítségével), magán és üzleti céllal egyaránt. Közérdekű információkhoz jutás szolgáltatásokról, általában a web, esetleg hírcsoportok (news) segítségével. Például elérhetőek a különböző menetrendek, a rádió, tv és moziműsorok, egyszerűbb szótárak stb. Bizonyos hivatalos ügyeket intézhetünk otthonról. Termékeket vásárolhatunk (e kereskedelem). Szórakozásra használhatjuk. Rádióadókat, multimédiás anyagokat (képek, hangok, mozgóképek, animációk stb.) érhetünk el. Tanulhatunk a segítségével. Megoszthatjuk másokkal azokat az információkat, amiket fontosnak tartunk. Például reklámozhatjuk cégünket, megoszthatjuk a nagy nyilvánossággal gondolatainkat. Munkát végezhetünk otthonról (távmunka). Egyre inkább terjedő munkavállalási forma. Előnye, hogy nem kell utazással tölteni az időt, kényelmesebben dolgozhatunk, beteget ápolhatunk, gyereket gondozhatunk közben. 76

77 Szerzői jogok A szellemi alkotások (könyvek, dokumentumok, zenék, filmek, képek, programok stb.) megvásárlásakor maguk az alkotások nem mennek át teljesen a tulajdonunkba. Nem másolhatjuk és adhatjuk őket tovább szabadon, és hivatkozás nélkül nem is használhatjuk fel a bennük foglaltakat. A szerzői jogok az alkotót automatikusan megilletik (mindenféle szabadalmaztatási eljárás nélkül), amelyről részben vagy egészében lemondhat. Bűncselekményt követ el, aki illetéktelenül (engedély vagy vásárlás nélkül) birtokolja más alkotását. Jellemző példák: egy program lemásolása, feltörése, használata, illegálisan zenék vagy filmek letöltögetése az Internetről. Az internet működési elve Nagyon fontos volt, hogy megbízhatóan működjön. Ezért nincs központi számítógép. Ha valamelyik számító gép kiesik, az adatok másik úton haladnak tovább. A gépek közötti kommunikáció kisméretű adatcsomagok formájában valósul meg. Az üzeneteket a küldő pa rányi, megcímzett csomagokra bontja, melyeket a fogadó állít újra össze. Ezek a csomagok nem feltétlenül egy azon útvonalon közlekednek, csupán a végcéljuk azonos. Ahhoz, hogy a hálózat gépei együtt tudjanak működ ni, szabványosítani kellett a kommunikáció módját, ezt nevezzük protokollnak. Az internet által összekapcsolt gépek kommunikációs nyelve a TCP/IP protokoll. A TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protokollt 1983 ban vezették be, ma is a világháló alapprotokollja. A TCP felelős az üzenetek féldarabolásáért, és a címzettnél helyes sorrendben történő összera kásért. Az IP végzi a csomagok címzését, és gondosodik a címzetthez való eljuttatásért. Számítógépek azonosítása IP cím Az Internetre kapcsolódó számítógépek a kommunikációhoz címeket használnak, amit IP címnek nevezzük. Az IP szám egy 32 jegyű kettes számrendszerbeli szám, hogy könnyebben lehessen kezelni, 4 db 8 bites részre bontják. pl.: (nem létező) Domain név A DNS név (Domain Name System). A felhasználó számára nehéz az IP címet megjegyezni ezért a DNS rend szerben könnyebben megnevezhető nevet kötnek az IP címhez. Ennek is szabványa van. A domain név egyes részeit ponttal választjuk el egymástól. Ezeket az elemeket jobbról balra haladva értelmezhetjük. Minden ország saját domain nel rendelkezik, amely kétbetűs (hu, de, ro, nl, stb.) Az intézmények, cégek ezen belül saját domain nevet kérhetnek. Pl.: Szolgáltatások Az Internet felhasználási lehetőségeit az Internet szolgáltatásainak nevezzük. Elektronikus levelezés A számítógépen elkészített leveleinket a hálózaton keresztül elküldhetjük a címzettnek. A levelekhez bármilyen állományt mellékelhetünk. WWW A világháló (World Wide Web, WWW vagy röviden Web) az interneten működő, egymással úgynevezett hi 77

78 perlinkekkel összekötött dokumentumok rendszere. A rendszert webböngésző program segítségével lehet elérni. Ez a program képes megjeleníteni az egyes dokumentumokat, weblapokat. A felhasználó a lapokon található hiperlinkek segítségével további lapokat kérhet le, amelyeken újabb hiperlinkek lehetnek. A rendszer háló jellegét is ez adja, a dokumentumok a háló csomópontjai, míg a hiperlinkek a háló szálai, amelyeken keresztül egy vagy több lépésben tetszőleges csomóponthoz eljuthatunk. FTP Az FTP (File Transfer Protocoll) lehetővé teszi számunkra (ha rendelkezünk jogosultsággal), hogy a távoli szá mítógép és a saját gépünk között állományokat másoljunk, a távoli gépen fájl és könyvtárműveleteket hajtsunk végre. IRC Internet Relay Chat Az Internet olyan szolgáltatása, amely lehetővé teszi a valós idejű (on line) beszélgetést két vagy több ember között írásban. WWW működése A webhelyet tartalmazó számítógépet a webhely internetcíme azonosítja. ( Például: A számítógépen belül az adatok mappaszerkezetben helyezkednek el. Ezt a mappaszerkezetet a webszerver program kezeli, és teszi elérhetővé az interneten. A webhely megtekintéséhez böngészőprogramra van szükségünk. Böngészés közben a webhely tartalma webla pokban (weboldalakban) jelenik meg a számítógépünkön. A weblapok közötti kapcsolatot a hivatkozások (link, hypertext) biztosítják. Ha rákattintunk az egérrel egy linkre, akkor valamely másik weblapra (esetleg az adott lap egy másik részére) jutunk. Ilyenkor az egérmutató megváltozik: egy mutató ujj lesz belőle. A böngészőprogramok és a webszerverek is sokfélék lehetnek. A tartalom egységes kezelésére szabályokat al kottak. A weblapok leírását a HTML szabvány (HyperText Markup Langauge) rögzíti. Minden webszerver által kezelt weboldalhoz tartozik egy HTML kódú állomány, amely leírja, hogy az adott lapon hogyan jelenjenek meg az adatok (szövegek, képek, stb.). Webcím URL Az Interneten lévő állományokat egységesen azonosítjuk a webcímmel, az URL lel (Uniform Resource Loca tor). Felépítése: milyen protokollt kell használni az állomány eléréséhez, szerver azonosítója fájl elérési útja és neve. Szolgáltatás://szerver_azon/útvonal/fájlnév HTTP : (HyperText Tranfer Protocol) Az internet grafikus felületén keresztüli adatátvitel módját meghatározó szabvány. Böngészők A böngésző egy olyan program, amellyel a világhálón (Interneten) található oldalakat (webhelyeket, webszer vereket) megnézegethetjük vagy letölthetjük saját számítógépünkre. A böngésző programok képesek a különböző programozási nyelveken, vagy a HTML kódban megírt oldalakat képekkel, linkekkel, animációkkal, hangokkal együtt megjele níteni. Alkalmasak fájlok letöltésére (HTTP vagy FTP protokollal), teljes weboldalak, képek elmentésére. Kiegészítésekkel (plugin) képesek kezelni különböző grafikai fejlesztőesz közökkel készített programokat (Flash, Java, stb.) Manapság sokféle böngésző áll rendelkezősünkre. Használatuk egyszerű. A böngészők többsége a HTML oldalak megtekintésén kívül több szolgáltatást is tartalmaz.(kedvencek, Előzmények, Fris sítés, Leállítás) Pl.: Microsoft Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox, stb. 78