: az első elektronikus számítógép, az ENIAC áramköri eleme az elektroncső (18 ezer) nagy energia-felhasználás, gyakori meghibásodás művelet/másodperc programozáshoz 6000 kapcsolót kellett átállítani tízes számrendszert használt 3 m magas, 30 m hosszú és 30 tonna volt 2
Neumann János ( ) 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
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
1.generáció Elektroncsöves nagy méret, magas működtetési költségek, gyakori meghibásodások programozás gépi kódban, művelet/s 2. generáció Tranzisztorok, művelet/másodperc kisebb méret, nagyobb megbízhatóság, mágnesszalagos háttértár alkalmazása magas szintű programnyelvek megjelenése (Algol, Fortran) 3. generáció Integrált áramkörök, 1millió műv./s operációs rendszerek megjelenése merevlemezes háttértárak alkalmazása, asztalon is elférnek 5
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
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
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
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
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
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
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 (ALT) a (ALT)
13
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: 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)
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, = 15 számnormálmantisszakarakterisztika 0,0030,3* ,9* , ,88*