1 A számítógépek felépítése jellemzői, működése

2 A számítógép feladata Az adatok Bevitele Tárolása Feldolgozása Kivitele (eredmény megjelenítése)

3 Neumann-elvű számítógépek soros működésű teljesen elektronikus, külön vezérlő és végrehajtó egységgel kettes számrendszert használ az adatok és a programok ugyanabban a belső tárban, a memóriában helyezkednek el univerzális

4 A számítógép elvi felépítése I/O vezérlő Aritmetikai és logikai egység vezérlőegység Operatív tár (ROM, RAM) bemeneti egységek (input) kimeneti egységek (output) Terminálok (párbeszédes berendezések) háttértárak

5 Központi vezérlőegység (CPU) (Central Processing Unit) A számítógép „agya” Feladata:  A gépi utasítások értelmezése  A számítógépnek és környezetének a vezérlése Elhelyezkedése  A mikroprocesszor tartalmazza, ami az alaplapon helyezkedik el

6 A CPU szerkezete

7 A CPU részei: Vezérlőegység (CU) (Controll Unit) Vezérli és koordinálja a folyamatokat A programot utasításonként hívja be az operatív tárból a helyes sorrendben Értelmezi az utasításokat és megfelelő jeleket küld a CPU egyéb részeinek

8 A CPU részei: Aritmetikai és logikai egység (ALU) (Arithmetic and Logical Unit) A tényleges matematikai műveleteket és A logikai műveleteket végzi Kettes számrendszerben ábrázolt számokkal dolgozik

9 A CPU részei: Regiszterek A használt adatok átmeneti tárolására szolgálnak Elérésük nagyon gyors Fontos jellemzőjük, hogy hány bites adatokat tudnak tárolni Típusai, pl.:  Utasításszámláló  Veremtár mutató  Akkumulátor  Állapotregiszter

10 A CPU részei: Külső csatlakozások A központi vezérlőegység részei különböző vezetékekkel kapcsolódnak egymáshoz Ezeken bonyolódik az információ-csere Buszok (sínek) A buszok méretét a vezetékeik száma határozza meg Csoportjai:  Címbusz  Adatbusz  Vezérlő busz

11 A CPU részei: Cash (Gyorsítótár) A processzorba, vagy a processzor környezetébe integrált memória, ami a viszonylag lassú rendszermemória-elérést hivatott kiváltani azoknak a programrészeknek és adatoknak előzetes beolvasásával, amikre a végrehajtásnak közvetlenül szüksége lehet. A mai PC processzorok általában két gyorsítótárat használnak:  egy kisebb, gyorsabb elsőszintű,  egy nagyobb másodszintű.

12 Processzorok fejlődése Cél: A műveletvégzés sebességének növelése CISC processzor  Az utasításkészletet bővítették  Az ALU mellett más műveletvégző egységeket is elhelyeztek  PC-kben elsősorban ez terjedt el (olcsó) RISC processzor  Az egyes utasítások végrehajtási idejét csökkentették  Főleg nagy teljesítményű szerverekben, grafikus munkaállomásokban alkalmazzák (drága)

13 Többmagos processzor Többmagos processzornak nevezzük azt az integrált áramkört, ahol több CPU-t ugyanarra a szilícium-chipre helyeznek el. A tokozás, és a buszokhoz való csatlakozás azonos, de belül funkcionálisan önállóak az egyes magok.

14 Multiprocesszor Multiprocesszoros az a rendszer, amelyben ténylegesen több, fizikailag külön tokozott processzor jelenik meg. Ezek a processzorok közösen használják a rendszer erőforrásait (memória, cache, buszok), így meg kell oldani ezek megosztását.

15 Processzorok jellemzői Azt a sebességet határozzák meg, amellyel adatokat lehet feldolgozni:  szóhossz (bitszám, vagy bitszélesség)  órajelfrekvencia Az órajel-frekvenciát a vezérlőkvarc (órajeladó) hozza létre, amely vagy közvetlenül integrálva van a processzorba vagy azon kívül helyezkedik el. Az órajel a PC munkaüteme, MHz mérik. Pl.: 8 MHz  a kvarc másodpercenként 8 milliószor rezeg. Minél magasabb az órajel, annál gyorsabban tud a számítógép dolgozni.

16 Perifériák az adatok be- és kivitelét valósítják meg  Egyfunkciós perifériák (az adatáramlás csak egyirányú lehet, pl: billentyűzet, monitor)  Párbeszédes vagy kétfunkciós perifériák (az adatáramlás kétirányú lehet, pl.: terminál)  Háromfunkciós perifériák (háttértárak)

17 Illesztőegységek fizikailag és logikailag összekötik a CPU-t és a perifériákat Típusaik:  soros illesztők (soros port): bitenkénti adatátvitelre alkalmas (pl: egér illesztése)  párhuzamos illesztők (párhuzamos port): egyszerre 8 bit átvitelére alkalmas (pl: nyomtató illesztése)