A személyi számítógép felépítése A számítógépet, illetve az azt felépítő részegységeket összefoglaló néven hardvernek (hardware) nevezzük. A gépház doboz alakú, lehet fekvő, vagy álló attól függően, hogy normál, vagy toronyépítésű gépről beszélünk. A gépházból, billentyűzetből és monitorból álló összeállítást alapkonfigurációnak nevezzük. Konfiguráció alatt azt az összeállítást értjük, amely a teljesen működőképes rendszert alkotja. Gyakorlatilag ahány gép, annyi fajta konfiguráció. Két gép akkor kompatibilis egymással, ha ugyanazokra a feladatokra képesek. A kompatibilitás a számítástechnikában a készülékek, berendezések, programok együttműködését, egymással való helyettesíthetőségét vagy összekapcsolhatóságát jelentő tulajdonság. 1
A gépház felépítése moduláris szerkezetű, ez annyit jelent, hogy a gépet alkotó elektronikus áramkörök nincsenek megbonthatatlanul egybeépítve. Mindegyik részmodul egy-egy külön feladatot lát el, és ezek megfelelő egymáshoz csatlakoztatása alkotja a működőképes gépet. A moduláris felépítésnek nagy előnye, hogy meghibásodás esetén a számítógép könnyen javítható, ugyanis elegendő csupán a meghibásodott modult kicserélni. A moduláris felépítés további előnye a bővíthetőség, hiszen ezen felépítés segítségével számítógépünk újabb egységgel való kiegészítése gyorsan és egyszerűen megvalósítható az új modul behelyezésével, vagy a régi nagyobb teljesítményűre cserélésével. A moduláris felépítés ad lehetőséget továbbá arra is, hogy lehetőségünk legyen egyedi konfigurációk összeállítására. A gépházba épített modulok között találjuk a számítógép árammal való ellátását szolgáló tápegységet, a központi egység részeit, a csatolókártyákat, a háttértárolókat, és az alaplapot, amelyre az összes alkatrészt csatlakoztatni tudjuk. Maga a gépház lényegében csak esztétikai tényező, de meghatározza, hogy hány darab meghajtó (CD, winchester, SSD) építhető a gépbe. A PC központi egységét a processzor és a memória alkotja. Ezek tehát az alaplapon foglalnak helyet. Az összes többi alkatrészt, azaz perifériát is az alaplaphoz csatlakoztatjuk, ezért az alaplapon kell elhelyezni azokat a csatlakozókat is, amelyek a kapcsolatot biztosítják a központi egység és a perifériák között. Ezekbe a csatlakozókba helyezhetők azok a vezérlőkártyák, amelyek feladata a képernyő kezelése (videokártya), a hálózat kezelése (hálózati kártya), a hangképzés (hangkártya). Ezeken a kártyákon helyezik el azokat a portokat (kapukat), amelyeken keresztül a megfelelő kábellel összeköthetjük a központi egységet a különböző perifériákkal. Például a videokártya végén van D-SUB vagy DVI vagy HDMI port, amibe a monitorunk zsinórját bedughatjuk. A processzor, a memória és a vezérlő egységek ugyanazon az nyomtatott áramköri lapon, az alaplapon helyezkednek el. Az adatáramlás az alaplapi buszvonalakon történik. Ide csatlakoznak a vezérlőkártyák is. Az adatáramlás sebességét nagyban befolyásolja az alaplap órajel frekvenciája. Ennek értékét MHz-ben (megahertz) adják meg. 2
Processzor = CPU (central processing unit) A számítógép legfontosabb egysége. Feladatai közé tartozik a műveletek, számítások elvégzése, a gép többi egységének irányítása, és a feldolgozás alatt álló adatok tárolása. 3
Jellemzői: Három fő része van: CU vezérlő egység, ALU matematikai és logikai egység, regiszterek gyorselérésű memóriák. Sebesség: Ezt az adatot az órajellel adjuk meg. Minél nagyobb ez a szám, annál gyorsabban "dolgozik" a processzor, vagyis annál több műveletet tud végrehajtani egységnyi idő (1 másodperc) alatt. Manapság 4 GHz körül van ez az érték. 1 MHz = 1 millió művelet másodpercenként. Adatméret: Ez a szám azt mutatja meg, hogy hány bitnyi adattal tud egyszerre dolgozni. A mai processzorok leginkább 32, vagy 64 bitesek. Cache mérete: Cache-nek a CPU-ba épített másodlagos gyorsító memóriát nevezzük. Feladata, hogy tárolja az aktuálisan, vagy a leggyakrabban használt adatokat. Előnye abban van az operatív memóriához képest, hogy gyorsabb annál, tehát a benne lévő adatokhoz is gyorsabban jut hozzá a processzor. Folyamatosan hűteni kell. Többmagos processzor: A gépek teljesítményének növelése érdekében néhány éve kitalálták, hogy nem egy, hanem több különálló részből, úgynevezett magból építik meg a processzorokat. Vagyis igazából nem egy, hanem két, vagy több processzor kerül egy lapkára, ezáltal olyan, mintha több processzor dolgozna egy gépen belül. A processzor az alaplapon található foglalatban helyezkedik el. Mivel nagyon sok adattal dolgozik egyszerre, ezért több nagyon sok apró lábbal illeszkedik ebbe a foglalatba. Behelyezésekor nagyon kell ügyelni, hogy a lábak közül egy se hajoljon el, mert akkor a processzor nem fog működni. 4
Legismertebb processzorgyártó cégek az Intel és az AMD, de rajtuk kívül a Sun, a Motorola és az IBM is gyárt CPU-kat. Mivel a processzor a számítógép legfontosabb alkatrésze, fontos, hogy vásárláskor helyesen válasszuk meg a kívánt típust. Előfordulhat ugyanis, hogy bizonyos programok egy olcsó kisteljesítményű processzoron nem fognak működni. A processzor típusa erőteljesen kihat a gép árára, így javasolt, hogy igényeinkhez mérten használtan is újabb típusú processzorral ellátott gépet vásároljunk. Memória Feladata állandó programok vagy az éppen futó programok tárolása. Két típusa van: a ROM, és a RAM. A ROM típusú memória nevét az angol Read Only Memory rövidítésből kapta. Ez magyarul azt jelenti, hogy csak olvasható memória. Ez korábban igaz is volt erre a memória fajtára, de ma már semmiképpen nem hívhatjuk őket csak olvashatónak. A technológia fejlődésével ugyanis ezek a memóriák is írhatók, olvashatók és törölhetők ma már, de az elnevezésük nem változott meg. A ROM modern változata a Flash ROM, azaz Flash memória. Manapság több mindenre használjuk őket. Egyrészt megmaradt az eredeti feladata, vagyis a BIOS-t tárolja, másrészt viszont könnyű használhatóságának köszönhetően különböző formában elterjedt, mint digitális eszközök (PDA, fényképezőgép, mobiltelefon, tablet) háttértárolója. Találkozhatunk vele pendriveként, vagy akár SD kártyaként is. A ROM típusú memóriák nagyon fontos jellemzője, hogy áramellátás nélkül is megőrzik tartalmukat. Vagyis ha lekapcsoljuk a számítógépet, vagy lemerül az akkumulátor, akkor sem veszítik el a rajtuk tárolt adatokat. A BIOS az angol Basic Input Output System kifejezés rövidítése, ami magyarul alapvető bemeneti kimeneti rendszert jelent. Az alaplapi BIOS tartalmazza az alapvető konfigurációs beállításokat és hajtja végre a diagnosztikai ellenőrzéseket. A BIOS-t egy az alaplapon elhelyezkedő integrált áramkör tartalmazza. A régebbi típusokban ROM-ba égetve, később EEPROM, manapság Flash ROM-ban. A BIOSban tárolt apró program indítja el a gépet. Először ellenőrzi az alkatrészeket, aztán betölti az operációs rendszert, majd átadja annak a vezérlést. 5
A RAM típusú memória (Random Access Memory), véletlen hozzáférésű memória. A processzor mellett a számítógép másik kulcsfontosságú eleme. Operatív memóriaként használjuk, vagyis itt tárolódnak a futó programok és a futáshoz szükséges adatok. Fontos jellemzője, hogy energiaellátás nélkül elfelejti a tartalmát. Kikapcsolás után tehát elveszt mindent, amit korábban tárolt. Azért használjuk mégis a RAM-ot ROM helyett operatív memóriaként, mert ez a típus gyorsabb. Ha a RAM megtelik a betöltött programokkal, akkor a PC lefagyhat. Manapság a PC-be épített RAM kapacitása, tároló képessége 1-16 GB között van. 6
A PERIFÉRIÁK Perifériának nevezzük a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközöket, melyek az adatok ki- vagy bevitelét, illetve megjelenítését szolgálják. Segítenek kapcsolatot teremteni a felhasználóval. A perifériák lehetnek gépházon belül és kívül is. Kiviteli perifériák A kimeneti perifériák láthatóvá teszik az ember számára az információ számítógépes feldolgozásának eredményét. (Ez történhet képernyőre, papírra stb.) A központi egység küld kifelé jelet a perifériának. Beviteli perifériák Bemeneti egységeknek nevezzük azokat a perifériákat, melyek jellemzően a számítógépbe történő adatbevitelt biztosítják. Az információ, a jel a külvilág felől a számítógép központi egysége felé áramlik. 7
A perifériák listája Háttértárak CD-RW DVD-RW Pendrive SSD Merevlemez Szalagos meghajtó Lyukszalag Lyukkártya Hajlékonylemezes meghajtó (Floppy) Bemeneti Billentyűzet Egér Fényceruza Botkormány (JoyStick) Gamepad Vezérlő, kontroller Kormány Érintőképernyő (be-ki) Mikrofon Lapolvasó Webkamera Digitalizáló tábla Vonalkód olvasó Kimeneti Nyomtató Plotter (rajzgép) Hangszóró Monitor Kivetítő (projektor) 8