PC és az informatika alapfogalmai Nagy Gyula
Az előadás célja: ALAPISMERETEK elsajátítása Az informatika az információ elérésével, tárolásával, feldolgozásával és továbbításával foglalkozó tudomány. Az informatika egy része kapcsolódik a számítógéphez, amely hasznos segédeszköze e tudománynak. Az információ ismeretet hordozó adat, melyet kódolni kell a további feldolgozás végett.
Előzmények Napier (1614) Pascal (1642) Joseph M. Jacquard (1805). Charles Babbage (1833) : vezérelt számítógép Neumann János (1946) megfogalmazta a belső programvezérlés elvét - ez indította el a mai SZÁMÍTÁSTECHNIKÁT
Magyarok Kempelen Farkas (1734-1804) Jedlik Ányos (1800-1895) Lissajous görbék Juhász István (1894-1981) GAMMA-Juhász lőelemképző Nemes Tihamér (1895-1960) beszédíró gép Kozma László (1902-1983) elsõ jelfogós Kalmár László (1905-1976) Kemény János (1926-1992) idő osztás, basic Roska Tamás (1940-) Simonyi Károly (Charles Simonyi ,1949-) WYSIWYG: What You See Is What You Get
Neumann Elvek Bináris számrendszer alapú legyen a számítógép Tárolt program elven működjék, azaz a végrehajtási utasítások a számításban szereplő adatokkal és részeredményekkel együtt tárolva legyenek. A vezérlőegység egyszerre csak egy dologgal foglalkozik. Ezt szekvenciális végrehajtásnak nevezik Legyenek processzorok, amelyek az információt felhasználják, feldolgozzák Legyen egy memória tár az információk tárolására Adatok be és kivitelére szolgáló eszközök (perifériák)
Hátrányok A programok és adatok közös tárolásából adódóan a program utasításait a végrehajtás során át lehet írni - mintha az is adat volna. A teljesítmény növelésében akadályt jelent a processzor és a tároló közötti adatátviteli sebesség korlátozottsága, amelyet a közös program- és adattárolás, vagyis az utasítások soros feldolgozása csak fokoz. A Neumann-elvű gépek az SISD (Single Instruction Stream Single Data Stream: egyetlen utasításfolyam és egyetlen adatfolyam feldolgozása) csoportba tartoznak. A működésük gyorsításához, a teljesítmény növeléséhez kevés lehetőség van.
Informatikai alapfogalmak Információ: a címzettje számára új (általa még nem ismert) adat Az információ mértékegysége a bit: a legkisebb értékű (1 bit) információ: csak 2 alternatíva (lehetőség) közül választhatunk. 1 bináris jegy (digit) biztosít 21 = 2 lehetőséget 8 bináris jegy biztosít 28 = 256 lehetőséget. Egy 8 bites csoportot bájtnak hívunk, a bájt (byte) a számítógépes adatmennyiség általánosan használt mértékegysége.,
Informatikai alapfogalmak 8 bit = byte (nyolcjegyű, kettes számrendszerbeli szám) ( pl. 00100010 = 1*25 + 1*21 = 32 + 2 = 34 ) A számítógépek mindent a kettes számrendszerben értenek meg, de a tömörebb írásmód miatt decimális,hexadecimális módban írják az adatokat 00011010BIN = 26DEC = 1AHEX
Informatikai alapfogalmak ASCII kódrendszer: American Standard Code for Information Interchange) pl. 01000001=A (65) , 00111001=9 (57)
Unicode UTF-8 Transformation Format, 8 bites Unicode átalakítási formátum) változó hosszúságú Unicode karakterkódolási eljárás Az UTF-8 kódolás a 7 bites ASCII kódtábla karaktereit az ASCII kódjukkal jelöli, egyéb karakterek kódját pedig „feldarabolja”, és a darabokat egy vezérlőjelet követő több egymás utáni bájtban helyezi el úgy, hogy a bájtok mindegyike 127 felett van (azaz nem téveszthető össze a 7-bites ASCII kódok egyikével sem).
Az Információk tárolása Az információkat (adatokat és programokat vagy szoftvereket) a MEMÓRIA tárolja HASZNÁLATUK KÖZBEN. A számítógép tárolóegységének nagy részét írható-olvasható memória (RAM) alkotja. A RAM memória tartalma a gép kikapcsolásakor elvész!) ( RAM = Random Access Memory) Az “indító programot” és néhány más, nem változtatandó adatot a csak olvasható memória (ROM) tárolja. A ROM memória tartalma a gép kikapcsolásakor sem vész el.) ( ROM = Read Only Memory)
Az Információk tárolása Hogy az adatokat és programokat ne kelljen újra és újra beírni, a gép kikapcsolása előtt (de munka közben is!) a HÁTTÉRTÁROLÓKRA MENTJÜK, majd bekapcsolás után igény szerint innen TÖLTJÜK BE azokat. A háttértárolón levő egységek: ÁLLOMÁNYOK vagy FÁJLOK. Példa háttértárolókra: mágneslemez cserélhető (pl. floppy) beépített (pl. a legtöbb winchester) optikai lemez (CD) (Papír alapúak is vannak: pl. vonalkód)
A számítógép: Hardver alapok: Mi van a számítógépben? PC, Mac Operációs rendszerek: Windows, Linux, UNIX A számítógép két legfontosabb jellemzője: kapacitása (tárolóképessége: memória + háttértároló) teljesítménye (műveleti sebesség)
Számítógép főbb részei (Hardwer) A számítógépet alkotó elektronikus-, elektromechanikus berendezések összessége. CPU (Central Processor Unit): processzor RAM (Random Access Memory): memória HDD (Hard Disk Drive): merevlemez, winchester, háttértár alaplap vezérlőkártyák Perifériák:INPUT (bemeneti) egységek, OUTPUT (kimeneti) egységek UPS szünetmentes tápegység
Perifériák In Billenyűzet Egér Optikai lemez Scanner Out Monitor Nyomtató (plotter) Hangfalak
Elengedhetetlen az UPS használata. (szünetmentes hálózati tápegység) A PC tápegysége előállítja az elektronika digitális és analóg áramköreihez szükséges működtető feszültségeket. A PC RAM memóriája kikapcsoláskor kiürül! Elengedhetetlen az UPS használata. (szünetmentes hálózati tápegység) Laptop-hoz nem kell!
Billentyűk Vezérlő billentyűk : Lapozó billentyűk: Enter / Return - a beírt parancsot végrehajtja. új bekezdés keletkezik. Backspace: törli a balra álló karaktert. Tab: beállítás szerint több karaktert ugrik. Vezérlő billentyűk : Del / Delete –törli a tőle jobbra álló karaktert. Ins / Insert –szövegbe beszúrási vagy szöveg felülírási mód között vált. ESC – menekülés, kilépés, folyamat megszakítása PrintScrn –a képernyő tartalma a vágólapra kerül Scroll Lock –kapcsolóbillentyű, programfutást(programműködést) lehet vele megállítani. Pause/Break –ideiglenesen vagy véglegesen megállítani. Lapozó billentyűk: Home –az adott egység elejére End –az adott egység végére PgUp –fel lapoz PgDn –le lapoz
Processzor A processzor a PC gépek legfontosabb áramköre (IC) meghatározza a gép teljesítményét Feladata: az utasítások végrehajtása (pl. számítások, adatforgalom, programok futtatása) Jellemzõi: Magok száma: 1,2,4… Típusa: 8086......PentiumIV Mûködési sebessége: 5 MHz…3 GHz... a belső órajel frekvenciája Mûveleti szélessége: 16 bit....…128 bit….. Szóhosszúság (hány bit hosszú adatot képes egyszerre feldolgozni) 8 - 16 - 32 - 64 -128 bit
Memória RAM Random Access Memory CMOS: Complementary Metal Oxid Semiconductor írható-olvasható, nem felejt, a PC hardver konfigurációját őrző áramkör ROM: Read Only Memory csak olvasható, nem felejt, lassú (300 ns) RAM Random Access Memory írható-olvasható, felejt, közepes (70 ns) CACHE (gyorsító puffertár a processzor és a memória között) írható-olvasható, felejt, gyors (10 ns)
Memória adatok http://nik.bmf.hu/broczko/felvezeto.htm A memória típusa Jelleg Az adatok élettartama Írási idő Olvasási idő A megengedett írási ciklusok száma Törölhetőség DRAM írható-olvasható 4-32 ms 60-100 ns végtelen programból, bájt szinten SRAM az áramforrás kikapcsolásáig 10-25 ns programból, blokk-szinten ROM csak olvasható különböző 100 ns csak egyszer nem lehetséges Flash főképpen csak olvasható n. a. korlátozott számban programból, blokk szinten CMOS a tápelem által történő táplálásig sokszor programból http://nik.bmf.hu/broczko/felvezeto.htm
Vezérlő kártyák Az alaplap elektronikájához a periféria egységek vagy illesztő kártyákon, vagy alaplapra integrált áram-körökön keresztül csatlakoznak. IDE kártyák: 2 soros és 1 párhuzamos I/O csatorna egy-egy HDD és FDD busz van. (billentyűzet+egér, nyomtató, winchester és floppy meghajtó illesztése) Video kártyák: a monitorokat illesztik a számítógéphez. CD meghajtó és hangkártya illesztés: multimédia Hálózati illesztők: helyi és világhálóhoz csatlakoztatják a számítógépet. SATA: merevlemezek csatlakozására
Portok Soros: egér, külső modem, Párhuzamos: gyorsabb adatátvitelt nyújt, mint a soros port. Nyomtató, szkenner, plotter csatlakoztatható hozzá. USB: soros adatátvitelt tesz lehetővé, de gyorsabb, mint a párhuzamos port. PS/2: soros adatátvitelű, kör alakú csatlakozó. Egér, billentyűzet csatlakoztatására szolgál. SCSI: párhuzamos adatátvitelt nyújt. Szkenner, nyomtató, külső meghajtó csatlakozhat hozzá. FireWire: nagyon gyors adatátvitelre képes csatlakozófelület. Digitális kamera, szintetizátor, merevlemez, nyomtató, szkenner csatlakozhat hozzá. PCMCIA : modemek, hálózati kártyák, merevlemez-meghajtók csatlakozására használjuk.
Winchester (merevlemez, Hard Disk) beépített mágneslemez, a számítógép tároló kapacitását meghatározó egység. HDD = Hard Disk Driver feladata: a működtető programok, elkészített munka fájlok hosszúidejű tárolása - olvasása, valamint a programok futása közben átmeneti memóriaként való működés. Jellemzői nagyon széles skálán mozognak táróló képesség szerint: 20Gbyte-500Gbyte átlagos hozzáférési idő, jelátviteli sebesség,..
Szoftver: azon szellemi termékek összessége, mellyel egy adott számítógépet működtetni lehet. Programok, hozzájuk tartozó adatok, leírások.
A memóriában, vagy a háttértárolókon tárolt ... Szoftver ... A memóriában, vagy a háttértárolókon tárolt állományok BIOS: Basic Input Output System (ROM-on) háttértárolóról betölti az Operációs Rendszert (OS) Operációs Rendszer: a PC alapfunkcióit kezeli perifériák vezérlése, adatfájlok és programok kezelése a Win 2000 alatt fogunk dolgozni Felhasználói programok (Alkalmazások) WinWord, Excel, PowerPoint, WinPmail, stb... Adatbázisok pl. a Neptun által kezelt hallgatói adatbázis
Operációs Rendszer A számítógép kezelésének alapvető funkcióit valósítja meg: A gép hardver egységeit kezeli Fájlokat kezel (“könyvtárosi” funkciók) Programokat (alkalmazásokat) futtat.
Operációs Rendszerek Windows : többfelhasználós operációs rendszer, kifejezetten a hálózatos környezetre fejlesztették ki. Leopard UNIX Linux
HÁLÓZAT... Ha a számítógépeket kiegészítő eszközök segítségével egymással összekapcsolják, akkor: számítógép hálózat keletkezik. A hálózat lehetővé teszi a számítógépek között a hardver, és szoftver erőforrások megosztását. A kiegészítő eszközök és a számítógépek össze-hangolt működését hálózati szoftverek biztosítják. hálózatok célja: hardware-erőforrások megosztása adatok és programok közös használata kommunikáció megvalósítása
HÁLÓZAT... könyvtár használati jogok ... Lényeges kérdés annak eldöntése, hogy a szerveren tárolt könyvtárakhoz, fájlokhoz ki hogyan férhet hozzá!!! A hálózati szoftver minden fájl mellé beírja a jogokat, amelyeket a Rendszergazda (Supervisor) állít be. Hálózaton általában [SRWCEMFA] jogok léteznek. Supervisor, Read, Write,Create, Erase, Modify, File Scan, Access Control
Internet USA -ból indult 1970-től, Magyarország 1992 kliens és szerver gépek millióiból áll decentralizált, nincs egy központi szerver pókhálóhoz hasonlít, melynek csomópontjai az egyes szerverek két gép között több út is van, valamelyik majdnem mindig járható egységes kommunikációt a közös protokoll biztosítja (TCP/IP) gépek azonosítása 4x3 jegyű számmal és az ehhez rendelt névvel lehetséges IP szám v. IP cím
Keresés eredménye:
Irodalom jegyzék: Ezeket tényleg érdemes megnézni! izzo.inf.elte.hu/~szlavi/InfoOkt/LotiFuti.ppt www.banki.hu/~gbi/szg_alap_1.ppt www.zsuuu.hu/alapism/alapok.html www.kmf.hu/text/matek/ms14/eload1.ppt www.pcs.cnu.edu/~mzhang/210lecture/ Lectures_V6/L01_Ch01_Computer.ppt http://www.inf.ufrgs.br/~cabral/Introducao3Mar2003.ppt www.kmf.hu/text/matek/ms14/eload4.ppt