I. A Hardver

1. A számítógépek felépítése és működése Napjaink számítógépének ki kell elégítenie azt a követelményt, hogy az információk kezelése pontos és gyors legyen.

A sínrendszerű számítógép funkcionális modellje

A. Operatív tár, vagy memória A programok és adatok tárolására szolgáló funkcionális rész. Az itt tárolt adatok a kikapcsolás után törlődnek. Egy memória kapacitása az az érték, amely megadja, hogy a memóriában mennyi információ (pl. hány bájt) tárolható. Az elérési idő az az időmennyiség, amely alatt a tár egy beírási vagy egy kiolvasási műveletet végrehajt.

A memória két nagy csoportja: RAM (RandomAccess Memory - írható és olvasható közvetlen-hozzáférésű tároló) , a kikapcsoláskor tartalmát vesztő félvezető tárolókat Fajtája: DRAM=dinamikus (jelfrissítést igényel), olcsó SRAM=statikus (nem igényel frissítést), költséges ROM (Read Only Memory - csak olvasható memória), amelyek tartalma a kikapcsolás után sem vész el. Fajtája: PROM=egy alkalommal írhatunk bele, programozhatóak EPROM=újraírható EEPROM=utólag mdosítható a tartalma Flash-ROM=utólag módosítható a tartalma

Memóriatárolók ROM EPROM EEPROM

B. Központi feldolgozó egység A CPU (Central Processing Unit)=központi feldolgozó egység. Feladatai: Parancsbeolvasás a memóriából, értelmezés és végrehajtás A hardwer egységek közötti kommunikáció időzítése és végrehajtása Aritmetikai-logikai műveletek elvégzése Jellemzői: A neve mellett frekvenciát látunk pl.: Pentium II.400 MHz. (100 MHz= 400 millió művelet) Ezzel a hatalmas frekvenciával a RAM nem tud lépést tartani  átmeneti memória = cache. Nagy hőtermelés  hűtés ventillátorokkal

A sínrendszerű számítógép funkcionális modellje

A processzor részei: Vezérlőegység(CU) Ez irányítja lépésről lépésre a feldolgozás folyamatát A számítógép működését ütemezi belső órajel-generátorral (MHZ-ban mérik) Aritmetikai-logikai egység (ALU) Ez végzi a matematikai-logikai műveleteket Egyszerű logikai áramkörökből épül fel (összehasonlítani, összeadni, léptetni és invertálni tud) Regiszterek Nagyon kicsi elérési idővel rendelkező átmeneti tárolók Kapacitás max néhány 100 byte Pl: akkumulátor(ACC), programszámláló(IP), utasításregiszter(IR), bázisregiszter(BR),

C. Belső adatforgalom szervezése A processzoron belül és annak környezetével az ún. sínrendszer (buszrendszer) biztosítja a forgalmat, ami az egységek összeköttetését biztosító vezetékek összessége. Funkcionálisan három csoportja van: az adatsín az adatbiteket továbbítja párhuzamosan, a címsín az előbbi helyét (memória, periféria) azonosító címinformációt szállítja a vezérlősín az adatokat kísérő vezérlőjeleket továbbítja. Multiplex sín= amikor az adat- és címinformációkat ugyannazon a vezetéken továbbítják, de időben elválasztva külön-külön.

D. Kapcsolat a perifériákkal A számítógéphez nagyon sokféle eszköz csatlakozhat. beviteli célú eszközök (billentyűzet, egér, szkenner, kamera, digitális fényképezőgép, mikrofon stb.) kivitelre valók (képernyő, nyomtató, rajzgép, hangszóró stb.). A háttértárak mind a két célt szolgálják. Mindezek forgalmát a beviteli/kiviteli (B/K vagy I/O) alrendszer irányítja a processzor felügyelete alatt.

Az összekapcsolás alapvető célja: Majdnem minden számítógép rendelkezik szabványos soros és párhuzamos interfésszel. A soros vonal = egy időben csak egy bitet indít Párhuzamos adatátvitel esetén 4-8 bit küldhető (ezekhez nyomtató, egér, modem kapcsolódik) A számítógépeinket összekapcsolhatjuk számítógépekkel is. hálózati illesztők (hálózati kártyák). Az összekapcsolás alapvető célja: információcsere és egymás eszközeinek felhasználása.

2. A számítógépekről A számítógépek teljesítménye, típusai, a tárolók, be- ás kiviteli eszközök.

A. Számítógépek teljesítményjellemzői Feldolgozási sebesség MIPS (Million Instructions Per Second)-ben, azaz “millió művelet másodpercenként” egységben mérnek. A modernebb gépek sebessége eléri a 100 MIPS-et. Tárkapacitás = az operatív memória méretét jellemzi, az itt tárolt bájtok száma. Processzor regiszterméret a műveletvégzésre betölthető operandus hosszát, az egyidőben feldolgozható bitek számát jelenti. A leggyakoribb értékek: 8, 16, 32, 64 bit. Perifériákkal (segédberendezésekkel) való bővíthetőség. Az adatátviteli sebesség

B. Számítógépek típusai Szuperszámítógépek Igen nagy kapacitás, katonai célra és kutatómunkához Pl: Cray-2 vagy az IBM Bluegenie Mainframe számítógépek Univerzálisak, több 1000 felhasználó kiszolgálása egyszerre Kisszámítógépek Különböző feladatok, modulokból összeállított Pl: kórház, egyetemek Mikroszámítógépek Legismertebb típusai a személyi számítógépek

Személyi számítógépek: igen nagy hatással volt az élet szinte minden területére hosszú fejlődés eredménye  köszönhető az elektronika fejlődésének A személyi számítógépek területén két fő irányzat alakult ki: Az IBM-PC és az azzal kompatíbilis számítógépek A Macintosh személyi számítógépek. Felhasználási céljait tekintve megkülönböztetünk: asztali (desktop) hordozható (laptop és notebook) gépeket.

C. Tárolók Mivel a központi egységben lévő memória-áramkörök kikapcsoláskor elveszítik adattartalmukat, gondoskodni kell a bennük tárolt információ megőrzéséről. Erre a célra szolgálnak az ún. háttértárolók. Fajtái: Optikai tárolók optikai lemez WORM, CD-ROM mikrofilm holografikus tárolók Egyéb tárolók Mágneses tárolók Szalag alapú lemez alapú mágnesbuborék

A lemezcsomag felépítése Sáv: a mágneslemezek olyan tárolási része (kör), amelyet egyetlen író/olvasó fejállással lehet kezelni Cilinder: egymás alatti sávok

D. Beviteli eszközök Billentyűzet Az írásjelenkénti információ-bevitel eszköze. A számítógépben futó billentyűzet-értelmező programmal a billentyűzet át is definiálható, azaz a billentyűk jelentése megváltoztatható.  A billentyűzet egyes részeihez speciális funkciókat rendelnek.

Egér, rajzdigitalizáló tenyérben elférő forma, tetején két-három gombbal, és vékony vezetékkel csatlakozik a számítógéphez, többnyire a soros porthoz TRACKBALL= Hordozható számítógépekhez sokszor nem egeret csatlakoztatnak, hanem felfelé kiálló, simogatható golyót építenek be RAJZDIGITALIZÁLÓK= az egérhez hasonló funkciót látnak el feltétele egy speciális tábla, amelyre a rajzot helyezik, és a kézben mozgatható eszköz a táblával induktív csatolás révén közli saját pozícióját. a vonalas rajzok, térképek digitalizálásának eszköze

Elektronikus képdigitalizálók - szkennerek A szkennerek megvilágítják a letapogatandó tárgyat, majd a képét egy fényérzékeny félvezetőre vetítik. Színes szkennerek RGB (Red - vörös, Green - zöld, Blue - kék) alapszínekre bontják a képet. Kivitelezésük: kézi szkenner (kisebb méretű képek) asztali szkennerek (már nagyobb képek) nyomdai dobszkenner.

E. Kiviteli eszközök Monitorok A rendszer üzeneteit, a felhasználói program eredményeit (szöveg, képek) jelenítik meg. CRT (hagyományos képernyők)  LCD (folyadékkristályos) kép előállítása  monitorvezérlők piros-zöld-kék (RGB) alapszín

Nyomtatók a számítógép ún. párhuzamos kimenetére vagy az USB kimenetére speciális kábellel csatlakoztatják Terjed a vezeték nélküli (Bluetooth vagy WiFi) csatlakoztatás Felbontóképesség: dpi-ben (dot per inch - íráspont/hüvelyk) Típusok: Mátrixnyomtató tintasugaras nyomtató lézernyomtató

Rajzgép =plotter Speciális, nagyméretű nyomtató-berendezés Műszaki rajzokat készít gyorsan, jó minőségben Pozícionálási pontosság, tollgyorsulás, rajzlap mérete Típusai: Forgódobos síkasztalos