Alapfogalmak és összefüggések
1 Történet röviden, vázlatosan 2 Felépítés és működés (mese) 3 Bit internet: a fontos fogalmak rendszerezése
1 Mechanikus eszközök Wilhelm Schickard (1592-1635): mechanikus számológép Blaise Pascal (1632-1662): "Pascalin" G. W. Leibniz (1646-1716): Leibniz-kerék, kettes számrendszer leírása
Modern számítástechnika Charles Babbage (1791-1871) Difference Engine (1822) Analitical Engine (1834) aritmetikai egység vezérlő egység (lyukkártya) memória beviteli egység nyomtatás Az asszisztense Ada Byron (1815-1852), az egyetlen nő az informatika történetében! (ADA nyelv)
Herman Hollerith (1860-1929 USA) Hollerith gépe, mely 1890-ben az amerikai népszámlálás adatait dolgozta fel a világon elsőként lyukkártyát használt. Azokon a helyeken, ahol a kártyán nyílás volt, zárult az áramkör, így adott át információt a kártya a gépnek. Hollerith alapította Tabulating Machine Company-t (1896), amely később International Business Machines Corporation (IBM) néven lett ismert.
IBM megalakulása! (1924) Konrad Zuse (1910-1995 Németország) Z3 (1943): elektromechanikus számítógép bináris számrendszerben működik programozható (Plankalkül nyelv)
Howard Hathaway Aiken (1900-1973 USA) A Mark I 15 méter hosszú és 2,5 méter magas, 70000 darabból áll, 80 km vezeték köti össze az alkatrészeket benne.
Neumann János (1903-1957) 1945-ben írta meg azt a művét, amelyben a "Neumannelvek"-ként ismert megállapításait, valamint a számítastechnika, és a számítógépek általa elképzelt fejlődéséről olvashatott a világ. (A mű eredeti címe : "First Draft of a Report on the Edvac"). A Neumann-elvek: 1. A számítógép legyen teljesen elektronikus. Külön vezérlő és végrehajtó egysége legyen. 2. Kettes számrendszert használjon. 3. Az adatok és a programok ugyanabban a belső tárban, a memóriában legyenek. 4. A számítógép univerzális Turing-gép legyen. 1944-1948 épül az ENIAC utóda az EDVAC melynek építésében Neumann is már részt vesz. (18 000 elektroncső, 174000 W energiaszükséglet, 30x3x1 m, napi 2 tonna jég hűtötte.) 1950-ben készül el az első UNIVAC az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban is gyártott számítógép
70-es évek: dinamikus fejlődés kezdete, mikrochip, IC (integrált áramkör) megjelenése számítógép generációkról röviden Első genráció: 1946-1958 (The Vacuum Tube Years) ENIAC, EDVAC, Mark I. Nagy méretű, meleg, nagy fogyasztásű. Második generáció: 1959-1964 (The Era of the Transistor) Kisebb méret, nem melegszik, gyorsabb műveletvégzés. Negyedik generáció: 1981-Today (The Microprocessor) Nagy mértékben integrált áramkörök, több millió tranzisztor egy chip-ben. 1981 IBM PC megjelenése Harmadik generáció: 1965-1981 (Integrated Circuits) Kis méretben sok tranzisztor integráltan egy szilikon lapon. Évente kétszereződött az azonos területen elhelyezhető tranzisztorok száma. 1977 Commodore, az első PC. Ötödik generációs gépek mesterséges intelligencia, neuron elvű számítógépek.
2 Mese "Lóti-Futiról a számítógép működési elve. i o
Számítógép főbb részei CPU (Central Processor Unit): processzor - 2 GHz RAM (Random Access Memory): memória - 256 Mb HDD (Hard Disk Drive): merevlemez, winchester, háttértár - 80 Gb FDD (Floppy Disk Drive): "hajlékony" lemez, floppy - 1,44 Mb CD ROM/R/RW (Compact Disc Read Only Memory): CD lemez - kb. 700 Mb DVD... (Digital Versatile Disc) kb. 4,7 Gb alaplap, vezérlőkártyák, ház+tápegység... INPUT (bemeneti) egységek OUTPUT (kimeneti) egységek... A megadott méretek többségükben egy mai átlagos PC paramétereinek felelnek meg. Ezektől jelentős eltérés lehet.
FDD RAM input CPU output CD-ROM HDD
Egy sematikus ábra
Input és Output egységek?
3 BIT-től az Internetig (vázlat) bit byte file könyvtárrendszer (mappák) operációs rendszer helyi számítógép hálózatok globális számítógép hálózatok internet
BIT-től az Internetig Az adatok és utasítások(programok) binárisan tárolódnak! (Neumann-elv) Az így tárolt információ alapegysége a bit (binary digit). Két féle állapota lehet: 1/0 A bitek nyolcas csoportja, azaz 8 bit egy bájt (byte). Számok tárolása 1 v. több byte-on. (nagyságrendtől függ) Karakterek tárolása 1 byte-on = ASCII kódok Hány féle információt lehet 1 byte-on tárolni?
ASCII kódok
A fájl (file) adathalmaz a gép háttértárán byte-okból épül fel mérete elvben kiszámítható különböző információt hordozhatnak, pl. szöveg (ASCII kódhalmaz) TXT, HTML, (DOC) kép (mátrix, képpontrendszer) BMP, JPG, GIF hang, mozgókép,... WAV, MP3, AVI, MPEG, MOV utasításrendszer, program EXE, COM A file-ok könyvtárrendszerben (mappákban) helyezkednek el a háttértáron. hierarcikus, fa-struktúra
Mindezek rendszerét és a számítógépet működteti az operációs rendszer (rendszersoftware) feladata: rendszer működtetése file-ok rendszerezése, kezelése kommunikáció a felhasználóval programfuttatás erőforrás elosztás stb. fajtái: karakteres (DOS, Linux) v. grafikus (Windows 95/98/ME/NT/XP, OS/2, Linux) egyfelhasználós (DOS) v. többfelhasználós (Linux, UNIX, VMS, Windows NT) single- (DOS) v. multitasking (Windows 95/98/ME/NT/XP, Linux, OS/2, VMS,...)
Felhasználói programok az operációs rendszerre épülnek konkrét feladatok végrehajtására készültek operáció rendszer specifikusak pl. MS Word, IrfanView, Paint, WinZip, Windows Commander, Excel, PhotoShop, ArchiCAD, Internet Explorer, Quake3,...
Több számítógép együttműködése: számítógép hálózat hálózatok célja: hardware-erőforrások megosztása adatok és programok közös használata kommunikáció megvalósítása LAN (Local Area Network): helyi hálózat egymáshoz közeli gépeket közvetlen kábeles kapcsolat köt össze különböző formációk léteznek (gyűrű, fésű,...) szerver és több kliens gép alkotja WAN (Wide Area Network) egymástól bármilyen távolságra levő, különböző gépeket és LAN-okat kapcsol össze hagyományos- vagy fénykábelen, telefonvonalon, mikrohullámon, lézerrel, tévékábelen, rádiós hálózaton vagy műholdas közvetítéssel kapcsolódnak a rendszerek
Az internet USA -ból indult kb. 1970-től, Európa 1982, Magyarország 1992 (Első e-mail a KFKI-ba!) az egész világra kiterjedő, gigantikus WAN kliens és szerver gépek millióiból áll decentralizált, nincs egy központi szerver pókhálóhoz hasonlít, melynek csomópontjai az egyes szerverek két gép között több út is van, valamelyik majdnem mindig járható egységes kommunikációt a közös protokoll biztosítja (TCP/IP) gépek azonosítása 4x3 jegyű számmal (IP cím) és az ehhez rendelt névvel lehetséges (domain név) (157.181.14.2=kincsem.tofk.elte.hu) (4.3 billió (2^32) IP cím)
Az internet szolgáltatásai WEB: hypertext-es, multimédiás információrengeteg (cenzúra nélkül, szabadon bővíthető, egyénileg fejleszthető ) e-mail: levelezés ftp: file-mozgatás távoli gépek között gopher: szöveges adatbázis telnet: bejelentkezés távoli gépekre news: hírújság talk: 2 ember "beszélgetése" irc, chat: több ember "csevegése" mud: szerepjáték
Internet kapcsolódási módok Mód Sebesség Havi korlátlan ár Modem 55.6 kbit/s 4-6 ezer Ft ISDN 64 kbit/s 4-10 ezer Ft 2*ISDN 128 kbit/s 6-12 ezer Ft 30*ISDN 1920 kbit/s 60-300 ezer Ft ADSL Fel: 64; Le: 384 kbit/s 10 ezer Ft ADSL Fel: 128; Le: 512 Kbit/s 10-16 ezer Ft Kábel TV 20-2000 kbit/s 5-50 ezer Ft Mobiltelefonos 10-100 kbit/s 2-20 ezer Ft Műholdas 0,5-20 GBit/s 100-500 ezer Ft T1 optikai 1,544 Mbps 100-500 ezer Ft T3 optikai 44,736 Mbps 1-50 milió Ft
Az internet fejlődése Internet Domain Survey Host Count (www.isc.org) 250 000 000 200 000 000 150 000 000 100 000 000 50 000 000 - host 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Felhasznált (online) irodalom: Teljes részletességű magyar nyelvű oldal http://www.tferi.hu/konyv5/tftanul.html Számítógép története (ANGOL) http://www.computerhistory.org/ Számítógép története (MAGYAR) http://www.ttk.pte.hu/ami/phare/tortenet/tartalom.html Bit/Byte (NÉMET) http://www.kuef.de/fascination/linkfos/computertechnik/bitsbytes.html Internet statisztika (ANGOL) http://www.isc.org/ops/ds/ Egy meglepő cikk: http://index.hu/tech/hardver/peta041020/ vége
Claude Shannon 1948-ban Claude Shannon "A kommunikáció matematikai elmélete" (The Mathematical Theory of Communication) című művében bebizonyította, hogy a mérnökök precízen tudják adataikat kódolni a számítógép felé. Ezen kommunikáció alapegysége lett a Shannon tételében a bit. (BInary digit = bináris egység) Átváltás kettes és tízes számrendszerek között 128 64 32 16 8 4 2 1 1 0 1 0 1 0 1 1 10101011 2 =128+32+8+2+1=171 128 64 32 16 8 4 2 1 1 1 0 0 0 1 0 1 197=11000101 2
Az információ mértékegysége