A számítógép működésének alapjai Talata István

Alapfogalmak információ adat jel kommunikáció modellje: zajos közlemény torzult hír hír közlemény Hírforrás Adó Csatorna Vevő Címzett zaj zaj zaj

Alapfogalmak (folyt.) adatmennyiség mérése: „bit”-ben (BInary digiT) jele: b vagy „bájt”-ban („byte”) 1 bájt=8 bit jele: B 1 kB=1024 B, 1 MB=1024 kB, 1 GB=1024 MB

Jelfeldolgozás analóg jelek digitális (diszkrét) jelek tipikusan használt: bináris jelek analóg - digitális jelátalakítás digitális – analóg jelátalakítás

Előforduló számrendszerek tízes számrendszer kettes számrendszer tizenhatos számrendszer: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15 átváltás közöttük egyszerűen megoldható

Bináris adatábrázolás Számok fixpontos számok előjeles számok lebegőpontos számok

Bináris adatábrázolás II. Szöveg ASCII kód: 1 bájt/karakter Unicode: 2 bájt/karakter Hangok digitalizálás

Bináris adatábrázolás III. Képek színkódolás tárolása: high color (2 bájt/pixel) true color (3 v. 4 bájt/pixel) színkódolás módja: RGB (Red-Green-Blue): monitorok CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black): nyomtatók pixelek tárolása: algoritmus alapján

Matematikai logika Logikai alapműveletek: „NEM” művelet „ÉS” művelet „VAGY” művelet Továbbiak: „KIZÁRÓ VAGY”, „MEGENGEDŐ ÉS”, „HA...AKKOR”, „NEM ÉS”, „NEM VAGY”

Matematikai logika II. Összetett logikai műveletek logikai alapműveletek kombinálásával előállíthatók minden véges változós logikai függvény megkapható így (igazságtábla alapján) többféle előállítás is lehetséges kapuáramkörökkel megvalósíthatók

Összeadó áramkörök Félösszeadó (HA – Half Adder): 1-1 bitet ad össze nincs átvitel Teljes összeadó (FA – Full Adder): átvitelt, plusz 1-1 bitet ad össze két HA-ból és egy „HA...AKKOR” kapuból elkészíthető Pl: 4-bites összeadó elkészíthető 3 db FA-ból és egy HA-ból

Számolómű ALU – Arithmetic and Logic Unit fixpontos számolást végez egész számokkal általában egybetokozzák a processzor egyéb részeivel főként kapuáramkörökből áll függvények értékét 4 alapművelettel közelítőleg ki lehet számolni

A számítógép működési sémája Központi egység Operatív memória Interfészek Perifériák CPU

A központi vezérlőegység (CPU – Processzor) Neumann-elv: adatok, parancsok ugyanabban a memóriában tárolódnak, bináris formában Felépítése Regiszterek – tárolóegységek (többféle regisztertípus van) Utasításdekódoló egység – utasításértelmező Vezérlőegység – ütemező (órajel alapján) Számolómű Csővezeték-elv: vezérlőmű nem vár a számolóműre

Utasításkészlet egy processzor által ismert utasítások halmaza Fejlesztési irányok CISC – Complex Instruction Set Computer akár 300 utasítás is lehet processzorok többsége ilyen RISC – Reduced Instruction Set Computer tipikusan 40-80 utasítás gyorsabb, drágább inkább speciális esetekben használják (pl. grafika)

Többprocesszoros rendszerek segédprocesszor célfeladatra pl. - matematikai társprocesszor - videoprocesszor szimmetrikus multiprocesszoros rendszerek - két vagy több egyforma CPU pl. Intel Pentium Core Duo

Sínek (buszok) egyetlen vezetékköteg rákötve: részei: CPU operatív memória további egységek (pl. videokártya) részei: adatsín címsín vezérsín (ütemezés órajellel) tápfeszültség-vezetékek több sín is lehet egy számítógépben közvetlen memória hozzáférés (DMA)