: az első elektronikus számítógép, az ENIAC  áramköri eleme az elektroncső (18 ezer)  nagy energia-felhasználás, gyakori meghibásodás 

Az előadások a következő témára: ": az első elektronikus számítógép, az ENIAC  áramköri eleme az elektroncső (18 ezer)  nagy energia-felhasználás, gyakori meghibásodás "— Előadás másolata:

1

2 1943-45: az első elektronikus számítógép, az ENIAC  áramköri eleme az elektroncső (18 ezer)  nagy energia-felhasználás, gyakori meghibásodás  5.000 művelet/másodperc  programozáshoz 6000 kapcsolót kellett átál­lítani  tízes számrendszert használt  3 m magas, 30 m hosszú és 30 tonna volt 2

3 Neumann János (1903-1957) magyar matematikus  1945-ben megjelent művében leírta azokat az alapelveket, melyeket ma a tudományos világ "Neumann-elvek"- ként tart számon.  Ezek szerint a számítógépnek a következőknek kell megfelelnie: 3

4 1. Legyen soros működésű Teljesen elektronikus. A gép egyszerre csak egy műveletet vesz figyelembe és hajt végre. 2. Használjon kettes számrendszert Elektronikusan ezt sokkal könnyebb megvalósítani: van áram (1), nincs áram (0). 3. Használjon belső memóriát A belső memóriában a részeredmények tárolhatók, és így a gép egy bizonyos műveletsorozatot automatikusan el tud végezni. 4. Tárolt program elve Az utasítások is kifejezhetők számmal. Így ezek éppúgy és ugyanott tárolhatók, mint bármilyen más adat. 5. Legyen univerzális a gép Ha egy gép el tud végezni bizonyos alapműveleteket, akkor bármilyen más számítás elvégzésére alkalmas, nem kell speciális gépeket készíteni. 4

5 1.generáció 1945-1958  Elektroncsöves  nagy méret, magas működtetési költségek, gyakori meghibásodások  programozás gépi kódban, 10000 művelet/s 2. generáció 1959-1965  Tranzisztorok, 500 000 művelet/másodperc  kisebb méret, nagyobb megbízhatóság, mágnesszalagos háttértár alkalmazása  magas szintű programnyelvek megjelenése (Algol, Fortran) 3. generáció 1965-1971  Integrált áramkörök, 1millió műv./s  operációs rendszerek megjelenése  merevlemezes háttértárak alkalmazása, asztalon is elférnek 5

6 4. generáció 1971-napjainkig  Mikroprocesszor használata (1971 INTEL)  mikroszámítógépek megjelenése, elterjedése. (1981 IBM PC)  ma használatos perifériák elterjedése, hatalmas mennyiségű adat tárolására képesek,  műveleti sebességük másodpercenként több milliárd is lehet  alacsony áruk miatt szinte bárki számára elérhetőek 5. generáció – a jövő gépei  Fejlesztési kísérletek a nyolcvanas évek elején Japánban kezdődtek meg. Tulajdonságaik:  a mesterséges intelligencia megjelenése  felhasználó-orientált kommunikáció  nem a Neumann-elvek elvek alapján működő számítógépek 6

7  Adat: elemi ismeret. Tények, fogalmak olyan megjelenési formája, amely alkalmas feldolgozásra, továbbításra.  Információ: olyan új ismeret, amelyet az adatokból gondolkodás vagy gépi feldolgozás nyerünk.  Informatika: Önálló tudományág, mely információs rendszerekkel, információk rögzítésével, kezelésével, rendszerezésével, továbbításával foglalkozik 7

8 BIT (JELE: b)  A legegyszerűbb esetekben a jelek kétfélék lehetnek:  esik az eső – nem esik az eső  férfi – nő  ég – nem ég, stb.  A számítógépek és informatikai eszközök binárisan kezelik az adatokat.  A bináris digitális jelek csupán két értéket vehetnek fel.  Matematikai leírásukhoz a kettes számrendszert használjuk, a két állapotnak a 0 és az 1 felel meg. 8

9 Az 1 bit igen kicsi mennyiség, ezért a gyakorlatban ennek többszörösét használják. Az informatikában az adattárolás egysége a bájt (byte). 1 bájt=8 bit  byte: 1 B = 8 bit,  kilobyte: 1 KB =1024 B =2 10 B,  megabyte: 1 MB =1024 KB = 2 20 B,  gigabyte:1 GB = 1024 MB = 2 30 B,  terabyte:1 TB = 1024 GB = 2 40 B,  petabyte:1 PB = 1024 TB = 2 50 B, További prefixumok: exa-, zetta-, yotta 9

10 Az információkat jelek segítségével rögzítjük. A jelek nagyon sokfélék lehetnek.  A kód megállapodás szerinti jelek vagy szimbólumok rendszere. Pl: beszéd, írás, közl. táblák, Morse  A kódolás információ átalakítása egyezményes jelekké, közleménnyé.  A dekódolás információ kiszűrése a közleményből.  Kódolási rendszerrel szembeni követelmények:  Egyértelműség  Mindent ki lehessen fejezni  Tömör legyen 10

11  A számítógép fizikai felépítése miatt minden adat végső gépi formája egy bitsorozat.  A számítógépes tárak logikailag legkisebb egysége a byte.  Egy byte-on 2 8 =256 egymástól különböző bitsorozat helyezhető el. A számítógépben alapvetően kétféle módon tárolják az adatokat. 1. Karakterek kódolt ábrázolása. 2. Számok műveletvégzésre alkalmas tárolása, az ún. gépi számábrázolás. 11

12  Karakter: tetszőleges betűkből, számjegyekből, írásjegyekből és egyéb jelekből álló információ  Ábrázolására bináris kódokat használunk. Az ábrázolandó karakterek száma nem haladja meg a 256-ot, az ábrázoláshoz elegendő 2 8 lehetőség, azaz egy byte.  Nagyon fontos, hogy ugyanaz a bitkombináció ugyanazt a karaktert jelentse mindenütt a világon. Ezt biztosítják a nemzetközi kódszabványok.  Legelterjedtebb az ASCII (American Standard Code for Information Interchange) szabvány pl: 12 A (ALT) 65 01000001 @ (ALT) 64 01000000 a (ALT) 97 01100001

13 13

14 A számítógépen kétféle számtípust különböztetünk meg, az egész és a valós számokat. (nem a megszokott matematikai értelemben) 1. Egész számok ábrázolása Egy byte-on 2 8 =256 egymástól különböző bitsorozat helyezhető el. Pozitív egész: 0-255 között, pl.:137= Egész számok:  Előjel bit segítségével ábrázolja a negatív számokat Előjel bit értéke 0 – ha pozitív, 1 – ha negatív  -127….+127 között Pl.: -9=  Ha nagyobb számot akarunk kifejezni, akkor több byte-ot kell egymáshoz illeszteni. (általában 2 vagy 4) 14 10001001 10001001

15 2. Valós számok ábrázolása  A számok hatványkitevős (normál) alakjának segítségével történik.  A tizedespont helye a számon belül nem fix, ezért ezt a számábrázolást lebegőpontosnak nevezzük. 0,003= 9000= -0,000 0088= 15 számnormálmantisszakarakterisztika 0,0030,3*10 -2 3-2 9 0000,9*10 4 94 -0,000 0088-0,88*10 -5 -88-5 11010110 1000001000000011 0000010000001001 10000101

16