A számítógép elvi felépítése és működése

A számítógép működését annak komponensei teszik lehetővé. hardver (hardware) Az elektronikus számítógép gépi felszereltsége, esetleg valamely alkatrésze és az egész működését irányító beépített mechanizmus. szoftver (software) Számítógépek, adatfeldolgozó berendezések meghatározott célú működtetéséhez készült szellemi termékek összessége (program, algoritmus stb.) és az ezekre vonatkozó dokumentáció. szakemberek, felhasználók (manware) Tevékenységük szükséges a számítógép működtetéséhez.

A számítógép elvi és fizikai felépítése különböző. A felhasználó csak az egyes külső perifériaelemeket látja, míg a központi egység és több perifériaelem a számítógép házában találhatók. Perifériának nevezzük a felhasználó és a számítógép központi egysége között a kapcsolatot biztosító, adatbevitelre, megjelenítésre és tárolásra szolgáló hardvereszközök összességét. Konfigurációnak nevezzük a számítógépet alkotó hardverelemek összességét, amely a teljes működőképes rendszert alkotja.

A számítógép fő egységei Központi vezérlőegység (CPU) Memóriák Buszrendszerek Interfészek, csatlakozók Rendszeregység Perifériák

1. Központi vezérlőegység Central Processing Unit (CPU) a mikroprocesszor tartalmazza ez maga a számítógép végrehajtja az utasításokat, ütemezi a feladatokat, irányítja a számítógép működését teljesítménye függ az órajel-frekvenciától és a processzor típusától az órajelet az órajel-generátor szolgáltatja (ütemadó)

2. Memóriák (adattároló eszközök) A számítógép működése közben az adatokat és az azok feldolgozásához szükséges programokat különböző memória-egységekben tárolja. Az adatokkal végzendő tevékenységeket leíró algoritmusok, műveletek, utasítások logikus sorozatát nevezzük programnak. A memóriákat a sebességükkel (adatelérés) és kapacitásukkal (adattároló képesség) jellemezzük. Funkciójuk alapján megkülönböztetünk központi- (operatív-) és háttértárakat.

Operatív tárak Az operatív memória közvetlen kapcsolatban áll a CPU-val. A processzor innen kapja az adatokat, utasításokat és ide helyezi a műveletek eredményeit. A működő programok és az azokkal létrehozott adatok az operatív memóriában helyezkednek el. Minél nagyobb az operatív memória kapacitása, annál nagyobb programok működtetését teszi lehetővé. Működésük módja szerint kétféle memóriát különböztetünk meg: RAM és ROM

Operatív memóriák csoportosítása RAM (Random Access Memory) véletlen hozzáférésű tár írható-olvasható a tartalma változhat az áramellátás megszűnése után a tartalma elvész a gyakorlatban ez a valódi operatív memória kapacitása több tíz Mbyte speciális megjelenési formái: videó-memória (képernyőkezeléshez) cache-memória (gyorsítótár) ROM (Read Only Memory) csak olvasható memória egyszer írható (beégetés) és utána nem vagy csak speciális eszközökkel módosítható tartalma az áramellátás megszűnte után is megmarad itt található a számítógép működéséhez alapvető – a perifériák működését biztosító – programrész, a BIOS (Basic Input Output System) kapacitása néhány tíz kbyte

Háttértárak Az operatív memória „feledékenysége” miatt szükség van egy olyan tárolóeszközre, amely képes az adatokat és programokat hosszú távon, biztonságosan tárolni. Az adatok nem vesznek el az áramellátás megszűnése után. A háttértárakon nem tudunk programokat futtatni. A munkánkhoz szükséges programot valamilyen háttértárról töltjük be az operatív memóriába és az ott fut. A programmal létrehozott adatokról másolatot készítünk a háttértárra – ezt mentésnek nevezzük. Az elmentett adatokat később ugyanannak a programnak a felhasználásával ismét az operatív memóriába tölthetjük – ezt megnyitásnak nevezzük.

Háttértárak csoportosítása az adatrögzítés elve alapján Mágneses elven működő egy mágnesezhető anyaggal bevont adathordozó felett néhány mikronra mozog az ún. író-olvasó fej az író-olvasó fej egy tekercs, amely elektromos áram hatására megváltoztatja az adathordozó felületén lévő elemi mágnesek pólusait, attól függően, hogy a bit értéke 0 vagy 1 – ez az írás olvasáskor a fejben elektromos áram keletkezik (indukció) Optikai elven működő egy fényvisszaverő réteg-ben lézersugárral vagy más eljárással apró lyukakat (pit) hoznak létre, amelyek az ép felülettel (land) váltakozva jelzik a bináris értékeket a megfelelően fókuszált lézersugár csak az ép felületről verődik vissza a fényérzékelőre így olvassa a felületen rögzített jeleket többnyire ez a háttértár csak egyszer írható ROM

Mágneses elvű háttértárak Lemezes A hordozóréteg kör alakú lemez, amelyen a részecskék eredetileg rendezetlenül helyezkednek el, ezért formázással kell alkalmassá tenni az adattárolásra. A lemez és az író-olvasó fej is mozog, így az adatokat közvetlenül és gyorsan tudjuk elérni. Típusai: hajlékonylemezek (floppy) merevlemez (winchester) cserélhető lemezes tárolók (zip-drive) Szalagos A hordozóréteg vé-kony poliészter szalag. A szalag egy fix író-olvasó fej előtt mozog, így az adatokat csak sorban egymás után tudjuk elérni, ezért elég lassú. Nagy mennyiségű adat biztonságos tárolását teszi lehetővé.

Háttértárak csoportosítása kapacitásuk alapján Optikai elven működő CD-ROM (Compact Disk – 650-700 Mb) DVD (Digital Video Disk – 5-20 Gb) Mágneses elven működő Szalagos streamer (10-30 Gb) Lemezes hajlékonylemez (floppy) 3,5” (1,44 Mb) 5,25” (1,22 Mb) – már nem használják merevlemez (1,5-50 Gb) cserélhető lemezes tárolók (zip-drive) – 3,5” UHD (100-200 Mb)

Háttértárolók azonosítása A számítógépünk rendelkezhet több háttértárolóval (lemezegységgel), ezért ezeket azonosító névvel kell ellátni. Azonosításra az angol ábécé betűit használjuk. elsődleges floppymeghajtó – A: [második floppymeghajtó – B:] merevlemez – C: CD-meghajtó – D: [további CD-meghajtó, CD-író, DVD – E:] hálózati meghajtók – F: … Z: