Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Számítástechnikai alapismeretek. A Modul szerkezete A Neumann-típusú számítógép működésének alapelvei, a digitális számítógépek csoportosítása Hardver.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Számítástechnikai alapismeretek. A Modul szerkezete A Neumann-típusú számítógép működésének alapelvei, a digitális számítógépek csoportosítása Hardver."— Előadás másolata:

1 Számítástechnikai alapismeretek

2 A Modul szerkezete A Neumann-típusú számítógép működésének alapelvei, a digitális számítógépek csoportosítása Hardver ismeretek A szoftver fogalma Az operációs rendszer A WINDOWS grafikus felhasználói felület kezelői szintű megismerése

3 A Neumann-típusú számítógép működésének alapelvei, a digitális számítógépek csoportosítása

4 4 Neumann elvű számítógép I. bináris (digitális) elektronikus belső programvezérlés memória tárolja a programot és az adatokat soros feldolgozás

5 5 Neumann elvű számítógép II. A (központi egység) részei:  a vezérlõ egység (control unit),  az aritmetikai és logikai egység (ALU),  a tár (memory) és  a ki/bemeneti egységek.  Mindezek teljesen elektronikusak legyenek és bináris számrendszert használjanak. Az ALU képes legyen elvégezni az alapvetõ logikai és aritmetikai mûveleteket (néhány elemi matematikai és logikai mûvelet segítségével elvileg bármely számítási feladat elvégezhetõ). Tárolt program elvû (a program és az adatok ugyanabban a belsõ tárban tárolódnak). A vezérlõ egység határozza meg a mûködést a tárból kiolvasott utasítások alapján, emberi beavatkozás nélkül.

6 6 Egyszerű gép vázlata op x y a memória (program+adat) műveleti egység művelet választás következő utasítás címe 1. adat címe 2. adat címe 1. adat 2. adat eredmény

7 7 2 tárolós egyszerű logikai gép vázlata („feltételes elágazás”) op x y a program tároló adat tároló műveleti egység művelet választás következő utasítás címe 1. adat címe 2. adat címe 1. adat 2. adat eredmény

8 8 1. Generáció (1) 1941 Konrad Zuse, Z3, elekromágneses relék, repülő és rakéta tervezés 1943 Alain Turing, Colossus, német rejtjel visszafejtés (célgép) 1944 Howard H. Aiken, Mark I., lövedékpálya táblázatok, fél focipálya méret, 800km vezeték, relé, 3-5 sec/számolás, alapműveletek, komplex egyenletek

9 9 1. Generáció (2) (ENIAC) 1946, ENIAC John Presper Eckert, John W. Mauchly, első elektronikus digitális számítógép vákuumcső, ellenállás, 5 millió forrasztás, 160 kW fogyasztás /sec, 400 * /sec, 10 jegyű számok, 20 regiszter, 1000* gyorsabb mint Mark I. külső programvezérlés (huzalozás) 30 Tonna, MTBF 40sec MTBF = Mean Time Between Failures (meghibásodások közt eltelt átlagos idő)

10 10 1. Generáció (3) 1945 EDVAC, Neumann János (John von Neumann ) memória tárolja az adatokat és a programot feltételes vezérlés átadás központi vezérlő egység 1951 UNIVAC I. első kereskedelemben kapható számítógép 1964 IBM 360 első „igazi” általános célú számítógép

11 11 1. Generáció blokkvázlata Aritmetikai logikai egység Operatív tár (Memória) Vezérlő egység Beviteli egység (Input) Kiviteli egység (Output) Processzor vezérlés adatátvitel perifériák

12 12 1. Generáció összefoglalás Rendelésre készült műveletek, az elvégzendő feladathoz : tudományos műszaki számítások Binárisan kódolt gépi nyelvű program (minden gépnek különböző) Programozás gépi kódban Processzorcentrikus Soros feldolgozás

13 13 1. Generáció összefoglalás Vákuumcsövek (nagy méret) adat tárolók : mágnesdobok Elektroncsöves 10e3..10e4 művelet/sec kW teljesítményfelvétel Kis megbízhatóság Magas ár Néhány darab

14 14 2. Generáció Tranzisztor felfedezése Félvezetős áramkörök (tranzisztor, dióda) 10e4..10e5 művelet/sec Megbízhatóbb, kisebb méret, teljesítmény felvétel csökken Teljesítmény/ár arány megnő

15 15 2. Generáció Önálló (a központi feldolgozó egységtől függetlenül) párhuzamosan működő csatornák (I/O) Memória centrikus Perifériák, háttértárak Ferritgyűrűs memória (megbízhatóbb, olcsóbb, gyorsabb, nagyobb kapacitás)

16 16 2. Generáció processzor Csatorna Vezérlő egység Aritmetikai logikai egység Operatív tár (memória) perifériákháttértárak Csatorna vezérlés adatátvitel

17 17 2. Generáció összefoglalás Gépcsaládok Assembly nyelv (rövidített kódok), COBOL, FORTRAN, ALGOL, software ipar... Kötegelt (batch) feldolgozás, gazdasági adatfeldolgozás, ipari folyamatirányítás

18 18 3. Generáció Jack Kilby (Texas Instruments) Integrált áramkör (IC) 3 elektronikus elem 1 szilícium lapkán

19 19 3. Generáció Integrált áramkörök ( egy tokban) 10e5..10e6 művelet /sec Modularitás, bővíthetőség Párhuzamos működés, több processzor I/O processzorok Olcsó nagy tárak

20 20 3. Generáció Tár modul Átviteli sínrendszer (busz) Aritmetikai, logikai processzor I/O processzor Tár modul I/O processzor adatátvitel

21 21 3. Generáció Operációs rendszerek, szoftverek Multiprogramozott üzemmód Időosztásos rendszerek (Time sharing), távoli terminálok IBM 360 / 370, PDP 11 (DEC másolat)

22 22 4. Generáció 1971-napjainkig (1) Egyre több elem egy tokban (chipben) LSI, VLSI, ULSI (1e6 ) Csökkenő méret, csökkenő ár Növekvő teljesítmény, megbízhatóság 1971 Intel 4004 : központi feldolgozó egység, memória, I/O vezérlés 1 chipben Egy mikroprocesszor - több feladatra programozva Mikroszámítógépek

23 23 4. Generáció 1971-napjainkig (2) 1976 Cray 198 MFLOPS Mini-számítógépek (Commodore, Apple, Atari) 1981 IBM PC „személyi számítógép” 1981: 2Millió, 1982: 5.5Millió, 1990: 65millió Desktop, laptop, palmtop 1984 Macintosh Apple, grafikus operációs rendszer Hálózatok, LAN, internet

24 24 5. Generáció Jelen és Jövő HAL9000 (2001 Űrodüsszea...) Mesterséges intelligencia... Párhuzamos (nem Neumann elvű) feldolgozás Problémák ? (Hő, vékony réteg,...) Új technológia, új elvek ? Kvantum számítástechnika...

25 25 Fejlődés Technológia : eletroncső, tranzisztor, integrált áramkör, LSI, VLSI Operatív tár : művonal, ferritgyűrű, félvezető Struktúra : processzorcentrikus, tárcentrikus, moduláris Méret csökken („teremnyi” -> „körömnyi”), darabszám nő (1- 2db. -> 10e6 db/típus.) Alkalmazás : tudományos-műszaki számítások, gazdasági adatfeldolgozás, ipari folyamatirányítás, általános Programozás : gépi, assembler nyelv, magas szintű nyelvek, operációs rendszerek Árarány : hardver / szoftver csökken

26 Hardver ismeretek A hardver legfontosabb rendszertechnikai elemei, feladatuk A PC helye a számítógép-kategóriák között. A CPU (központi egység), A legfontosabb periféria-típusok A perifériák feladata (az ember-gép kapcsolat eszközei) A monitor, billentyűzet, egér, nyomtatók, típusai, legfontosabb jellemzői a felhasználók számára A háttértárolók típusai (floppy, winchester), tulajdonságai, összehasonlításuk. Az adattárolás a lemezen (sávok, szektorok) Tipikus konfigurációk Alapkonfiguráció - konfiguráció – bővített konfigu­ráció fogalma

27 A hardver legfontosabb rendszertechnikai elemei, feladatuk Központi egység Alaplap Operatív tár Háttértár Perifériák –Beviteli eszközök –Kiviteli eszközök Ház A gép lelke, a vezérlés a feladata A memória, itt futnak a programok Adatok tárolására szolgál Az ember és a gép közti kapcsolattarás eszközei. Billentyűzet, egér, monitor, nyomtató A CPU-t, alaplapot, memóriát, háttértárat különíti el a külvilágtól

28 28 A központi feldolgozó egység feladata, kapcsolata a többi egységgel részei, felépítése működése megvalósítása

29 29 A központi feldolgozó egység részei A központi feldolgozó egység (Central Processing Unit - CPU) részei : műveleti egység (aritmetikai logikai egység) (Arithmetic Logical Unit - ALU) vezérlő egység (Control Unit - CU) regiszterek (registers) sínek (bus)

30 30 A CPU működése A processzor utasításciklusa

31 31 Utasítás ciklus Fetch („elérés”) : Utasítás kód beolvasása Utasítás kód értelmezése (dekódolás) Operandusok beolvasása Execute („végrehajtás”) : Műveletvégzés (ALU) Eredmény tárolása Következő utasítás címének kiszámítása

32 32 Utasítás végrehajtás funkcionális vázlata utasítás számláló utasítás regiszter ütemező vezérlő jelek adat regiszterek tár puffer- regiszter tár cím- regiszter utasítás dekodoló aritmetikai logikai egység címsínadatsín operatív tár címképzés

33 33 Utasítás végrehajtás lépései 1. meghatározni (címképzés) a tár címregiszterébe tölteni az 1. adat címét adat a tárból az egyik adatregiszterbe

34 34 Utasítás végrehajtás lépései 1. utasítás számláló utasítás regiszter ütemező vezérlő jelek adat regiszterek tár puffer- regiszter tár cím- regiszter utasítás dekodoló aritmetikai logikai egység címsínadatsín operatív tár címképzés

35 35 Utasítás végrehajtás lépései 2. meghatározni (címképzés) a tár címregiszterébe tölteni az 2. adat címét adat a tárból egy másik adatregiszterbe

36 36 Utasítás végrehajtás lépései 2. utasítás számláló utasítás regiszter ütemező vezérlő jelek adat regiszterek tár puffer- regiszter tár cím- regiszter utasítás dekodoló aritmetikai logikai egység címsínadatsín operatív tár címképzés

37 37 Utasítás végrehajtás lépései 3. utasítani az aritmetikai logikai egységet a művelet elvégzésére eredmény tárolása egy adatregiszterben

38 38 Utasítás végrehajtás 3. utasítás számláló utasítás regiszter ütemező vezérlő jelek adat regiszterek tár puffer- regiszter tár cím- regiszter utasítás dekodoló aritmetikai logikai egység címsínadatsín operatív tár címképzés

39 39 Utasítás végrehajtás lépései 4. meghatározni (címképzés) a tár címregiszterébe tölteni az eredmény címét az eredmény az adatregiszterből a tárba

40 40 Utasítás végrehajtás 4. utasítás számláló utasítás regiszter ütemező vezérlő jelek adat regiszterek tár puffer- regiszter tár cím- regiszter utasítás dekodoló aritmetikai logikai egység címsínadatsín operatív tár címképzés

41 41 Utasítás végrehajtás lépései 5. meghatározni a következő utasítás címét és a tár címregiszterébe tölteni az utasítást a tárból az utasításregiszterbe tölteni

42 42 Utasítás végrehajtás 5. utasítás számláló utasítás regiszter ütemező vezérlő jelek adat regiszterek tár puffer- regiszter tár cím- regiszter utasítás dekodoló aritmetikai logikai egység címsínadatsín operatív tár címképzés

43 A CPU-k INTEL AMD Athlon és Athlon XP-k: Thunderbird, Palomino és Thoroughbred

44 Alaplapok

45 Házak, Hütők

46 Billentyűzet, egér

47 Monitorok CRT vs. TFT CRT monitorok –Katód sugárcsövesek –Múlt : Monocrom,Herkules, CGA, EGA, VGA :14 colos méret –Jelen : VGA,SVGA : 15,17,19,21 colos méret TFT kijelzők –A jövő, folyadék kristályos un. LCD megjelenítők –Kisebb hely igény, alacsony fogyasztás –15, 17, 19 colos kijelzők kaphatóak

48 Monitorok, videokártya


Letölteni ppt "Számítástechnikai alapismeretek. A Modul szerkezete A Neumann-típusú számítógép működésének alapelvei, a digitális számítógépek csoportosítása Hardver."

Hasonló előadás


Google Hirdetések