Számítógép. Hardware (hardver) - fizikai komponensek Software (szoftver) - programok

Átírás

1 Számítógép A számítógép működéséhez egyaránt szükség van magára a gépre (megfelelő tartozékokkal együtt), valamint a fizikai alkotóelemeket működtető programokra is. Hardware (hardver) - fizikai komponensek Software (szoftver) - programok A továbbiakban előbb a Hardware komponensekről lesz szó, majd a második prezentációban a Software-rel kapcsolatos tudnivalók bemutatására kerül sor.

2 Számítógép típusok Szuperszámítógép Mainframe (nagyszámítógép) PC (Personal Computer, mikroszámítógép) egy gép hálózat peer to peer kliens-szerver LapTop (diplomatatáska méretű) NoteBook (napjaink közkedvelt hordozható gépe) PalmTop (PDA, Personal Digital Assistant)

3 Az alapgép Moduláris szerkezetű Könnyen javítható, bővíthető A központi házban találhatók: alaplap, ezen találhatók: processzor belső memória bővítőhelyek, csatlakozók háttértárolók (HD, Floppy, stb) tápegység belső hangszóró

4 Hardvereszköz csoportok Mikroprocesszor (CPU) Belső memória Perifériális eszközök Kimeneti eszközök (O=Output) Bemeneti eszközök (I=Input) Ki- és bemeneti eszközök (I/O) Tartozékok

5 Mikroprocesszor (CPU) A gép agya. Az alaplapon található kis alkatrész. Central Processing Unit (Központi vezérlő egység) Aritmetikai és logikai műveleteket végez Működését kódolt utasítások vezérlik (programok) Minden utasítás 0 és 1 jelek (BIT-ek) sorozatából áll A rendszeróra által egyenlő időközönként generált elektromos impulzusokkal szinkronban dolgozik A jelzések frekvenciájának (gyakoriságának) mértékegysége a hertz (Hz). 1 MHz = 10 6 jelzés/s A frekvencia a CPU működési gyorsaságát jelzi Két egymás utáni impulzus között több művelet! MIPS millió művelet másodpercenként (Million Instructions per Secund)

6 Mikroprocesszor (CPU) Példák mikroprocesszorokra: Intel 8086 frekvencia: 4.77 MHz, MIPS: 0.33 (1980) 486 DX4 frekvencia: 75 MHz, MIPS: 60 (1993) Pentium Pro frekvencia: 200 MHz, MIPS: 450. (1996) Pentium III frekvencia: 800 MHz, MIPS: 1800 (1999) Az újabb processzorok frekvenciája elérheti a 3000 MHz et (3 GHz) is. (Pentium IV, 2004) A processzorok gyorsasága nem az egyetlen mutató, ami a számítógép teljesítményét adja. A számítógép gyorsasága függ a belső memóriától, a perifériális eszközök elérési idejétől és más tényezőktől is.

7 Adatok kódolása a memóriában a számítógép belsejében közlekedő információk bináris jelsorozatok (csak 0 és 1 jelek). a memorizálásuk (tárolásuk) is ilyen formában történik. A bit (binary digit) a memória elemi egysége. Egyetlen bináris jel: 0 vagy 1 tárolására alkalmas. A legkisebb olvasható (értelmezhető, címezhető) memóriaegység a byte (olvasata: bájt). Egy byte nyolc bitből áll: (ez például a D betű kódja)

8 Címzés. Mértékegységek A byte-ok a memóriában sorszámozva vannak. Egy byte sorszáma a memóriában az adott byte címét adja. A byte többszörösei: 1 KB (kilobyte) 2 10 byte (1024) 1 MB (megabyte) 2 10 KB 1 GB (gigabyte) 2 10 MB 1 TB (terrabyte) 2 10 GB

9 A belső memória egységei Felépítés alapján két típust különböztethetünk meg: ROM memória (Read Only Memory) csak olvasható memória. Olyan kódolt programokat tartalmaz, melyeket a gyártó rögzített. A ROM tartalma megmarad a gép kikapcsolása után is RAM memória (Random Acces Memory) olvasható és írható is Ha a számítógépet kikapcsoljuk, a RAM tartalma megsemmisül, ezért illanó memóriának is nevezik. Minél nagyobb a belső memória, annál gyorsabban futnak le a programok az adott számítógépen. Fizikailag a belső memória néhány cm 2 felületű integrált áramkörlap, amely az alaplapra csatlakozik.

10 A belső memória egységei CMOS memória elemmel (akkumulátorral) táplált írható és olvasható memória tartalma megmarad a gép kikapcsolása után is óra/dátum technikai adatok (pl. a merevlemez paraméterei) a gép működésével kapcsolatos paraméterek beállítása (boot szekvencia, használható lemezegységek és lemeztípusok, password)

11 A floppy egység Rövidített neve FDD (Floppy Disk Drive) Lehetővé teszi a floppy lemezek írását és olvasását, tehát egy bemeneti/kimeneti eszköz. Leggyakrabban a központi egységbe építik, néha külön egységként csatlakoztatják.

12 A floppy lemez a külső memória egyik egysége használathoz a lemezegységbe kell helyezni. Az adatok a lemez vas oxiddal bevont felületére elektromágneses úton rögzíthetők Négyzet alakú műanyag borítóban található Írásvédelmi kapcsoló kapacitás: 1,44 MB átmérő: 3½ inch (1 inch = 2,54 cm)

13 A merevlemez egység Rövidített neve HDD (Hard Disk Drive) bemeneti/kimeneti eszköz. a központi egységbe építik (általában) 7200 fordulat/perc (általában) többfejes író/olvasó eszközzel van ellátva Rack megoldás

14 A merevlemez (Hard Disk) a külső memória egyik egysége adatok rögzítése: elektromágneses úton a HDD-be van zárva, írható és olvasható partíció: logikai egység (C: D: E:) kapacitások: 800 MB, 2 GB, 20 GB, 80 GB Az adatok eléréséhez szükséges idő kicsi, de sokkal nagyobb, mint a belső memória esetén. A legfontosabb programokat (pl. a Windows-t) tartalmazza!

15 CD és DVD egységek A CD és DVD lemezek olvasását/írását végzik a központi egységben találhatók Az írási/olvasási sebesség x többszöröse, ahol x értéke 150 Kb/s. Típustól függően az írási/olvasási sebesség változó, jelenleg 52x ig terjed.

16 CD meghajtók (egységek) CD-ROM Drive bemeneti eszköz, a CD ket csak olvassa (Read Only Memory) CD-RW Drive bemeneti/kimeneti eszköz, ír és olvas CD ket (ReWritable)

17 Kompakt lemezek (CD-k) CD-ROM csak olvasható külső memória, operációs rendszerek, felhasználói programok, játékok tárolására és forgalmazására használják CD-R (Recordable) megírás után már nincs lehetőség tartalmuk módosítására, tehát ROM típusú memóriát képeznek. Biztonsági másolatok, fontos adatok hosszú távú tárolása, illetve a gépek közötti adatátvitelre használják. Áruk viszonylag alacsony, és bármilyen CDegységgel olvashatók. CD-RW (ReWritable) a merevlemezhez hasonlóan használható, írható, olvasható, törölhető. Ára ezért nagyobb, mint a CD-R-nek.

18 Kompakt lemezek (CD-k) A CD-k írását sajátos program vezérli, például ilyen a Nero Burning Rom, az Ahead cég szoftverterméke. Az adatok CD-n való ábrázolása eltér az audio CD-n található hanganyag ábrázolásától (CD-Digital Audio). Az audio CD-ről nem lehet zeneszámokat egyenesen a merevlemezre másolni, előbb sajátos program által vezérelt átalakításra van szükség (pld. Audio Catalyst) Kapacitás jelenleg 650 vagy 700 MB (74 v. 80 perc)

19 DVD meghajtók (egységek) A DVD rövidítés kezdetben Digital Video Disk-et jelentett, később Digital Versatile Disk-re módosították. Két típus: DVD-R és DVD-RW Egy DVD egység CD-ket is olvas, és ha írásra is képes, akkor CD-ket is ír. Bemeneti (ha csak olvas) vagy ki- és bemeneti Ránézésre nem különbözik a CD egységtől

20 DVD-k A DVD egy újabb, nagy tárolókapacitású optikai lemeztípus, 4.7 Gb-től akár 17 Gb-ig terjedő adatmennyiség tárolását teszi lehetővé. Méreteit tekintve a kompakt lemezekkel megegyezik, de a rá rögzített információk sűrűsége sokkal nagyobb. A DVD-k olvasásához illetve írásához speciális DVD lemezegység szükséges. Egyes DVD egységek csak olvasni, mások írni is tudják ezeket a lemezeket. A DVD egységeket a központi egységbe szerelik. Ez ránézésre nem különbözik a hagyományos CD egységektől. Egy DVD egység CD-ket is olvas, és ha írásra is képes, akkor CD-ket is ír.

21 ZIP lemezegység zip lemezek írására és olvasására használjuk bemeneti/kimeneti eszköz külső eszköz, csatlakoztatni és telepíteni kell ZIP lemezek (külső memória) 100 Mb nyi információmennyiség fér el rajta átmérője megegyezik a floppy lemezekével

22 JAZ lemezegység JAZ lemezek írására és olvasására használjuk bemeneti/kimeneti eszköz külső eszköz, csatlakoztatni és telepíteni kell JAZ lemezek (külső memória) 1-2 GB nyi információmennyiség fér el rajta átmérője megegyezik a floppy lemezekével

23 Memory Stick Külső memória Írható, olvasható Kb. 256 Mb nyi információmennyiség fér el rajta Az USB portra csatlakozik Kis méretű, hordozható eszköz A My Computer -ben lemezegységként jelenik meg és ugyanúgy használható, mint egy lemez

24 Alaplap (motherboard) Az alaplapon találhatók a következő eszközök: A mikroprocesszor egy téglalap alakú, alig néhány négyzetcentiméternyi felületű alkatrész, amely aritmetikai és logikai műveleteket végez. Cooler hűti. A belső memória (RAM) tárolja ideiglenesen a végrehajtásban vagy várakozásban levő programok utasításait, valamint a kapcsolódó adatokat is. A bővítőkártyák olyan eszközök, amelyek helybővítőkbe (slot) csatlakoznak. A ROM és a CMOS is az alaplapon található A különböző alkotóelemek, amelyeket az alaplapra csatlakoztatnak bővítőbuszokon keresztül kommunikálnak egymással. A bővítőbuszok olyan többszálas vezetékek, amelyeken adatokat vagy parancsokat továbbító elektromos jelek közlekednek.

25 Kimeneti eszközök A képernyő (monitor) feladata képek, szövegek stb. megjelenítése. Segítségével a számítógép üzeneteket és eredményeket közöl a felhasználó számára. Két típusa van használatban: CRT képernyők: hagyományosnak számító képcsövet használnak. A képeket alacsony nyomású gázközegben vezérelt elektronsugár jeleníti meg, amely a fluoreszkáló réteggel bevont belső képernyőfalon világító képfoltokat hoz létre. LCD, TFT képernyők: működése a folyadékkristályok tulajdonságain alapszik. Kezdetben a Laptop típusú hordozható számítógépeket látták el LCD monitorral, és főleg olyan személyek használták, akiknek sokat kellett utazniuk. Ma már az asztali számítógépekhez is kapcsolnak LCD képernyőt.

26 Kimeneti eszközök A nyomtató (printer) dokumentumok, képek papírra, fóliára való nyomtatására használható. Típustól függően a nyomtatás lehet színes vagy fekete-fehér. Három nyomtatótípust használnak: Mátrix nyomtató írófeje mechanikus, oda-vissza mozgó. Az írást az írófejben elhelyezett tűk végzik. A tűk és a papír között egy speciális tintával átitatott szalag halad. Amikor a tűk a szalagot érintik, a tinta a papírra kerül. Tintasugaras nyomtató (inkjet) a papírra kis tintasugarakat dobva alakítja ki a betűk, képelemek pontjait. A tinta kis dűzniken (kis átmérőjű furatokon) áthaladva jut porlasztott állapotban a papírra. A dűznik elzárását és megnyitását piezoelektromos kristály szabályozza, amely összehúzódik, ha elektromos impulzust kap és megnyitja a dűznit. Lézer nyomtató a nyomtatáshoz lézeres technológiát használ. Kezdőállapotban a nyomtató sajátos anyagból készített hengerének felszíne teljes egészében azonos töltésű. Erre a felületre vetítődik a kép negatívja. A vetített fény által érintett felületrészek elveszítik eredeti töltésüket. Ezután a henger felületét festékanyag vonja be, ami csak a töltéssel rendelkező részeken tapad meg. Az így kialakított és a nyomtatandó képnek megfelelő festékanyag melegítés hatására a papírra kerül.

27 Kimeneti eszközök A hangfalakat zenehallgatás, hangok megszólaltatása céljából csatlakoztatják a számítógéphez Sajátos programok segítségével a számítógépet hangok, hangeffektusok feldolgozására is használhatjuk. A hangfalak a központi egységbe szerelt hangkártyára csatlakoznak. Plotter nagy méretű rajzológép (nyomtató)

28 Bemeneti eszközök egér billentyűzet trackball szkenner touchpad fényceruza joystick digitális fényképezőgép mikrofon

29 I/O eszközök Cd-író egység DVD-író egység Floppy egység Merevlemez egység Touchscreen (érintőképernyő) ZIP egység JAZ egység Modem

30 Bővítőkártyák, portok, stb. Video-kártya I/O kártya Hálózati kártya Hangkártya COM port (soros port) LPT port (párhuzamos port) AGP port, USB port Tápegység ISA slot, PCI slot

31 Szoftver (programok összessége) Rendszerszoftver Operációs rendszer Azon programok és adatok összessége, amelyek működtetik a számítógépet, megvalósítják a kapcsolatot az ember és a gép között, lehetővé teszik programok futtatását, működés közben üzeneteket jelenítenek meg, kezelik a lemezeket, könyvtárakat, állományokat (pl. DOS, Windows, Linux, MacOS). Egy O.R.-nek különbözô verziói léteznek (pl. Win98, WinXP, stb) Segédprogramok Beépített alkalmazások (Paint, WordPad, Calc) Karbantartók (ScanDisk, Defrag) Antivírusok Shell programok (Norton Commander, Windows Commander) Internet böngészők (Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, stb)

32 Szoftver (programok összessége) Felhasználói szoftver Irodai programok Szövegszerkesztő Táblázatkezelő Prezentációszerkesztő Adatbázis kezelő Levelező Oktatóprogramok Szórakoztató programok (zene, film, játék) Programfejlesztő programok (pl. Borland Pascal) Speciális rendeltetésű programok (pl. Könyvelési program)