IT ALAPFOGALMAK összefoglalás

SZÁMÍTÓGÉPEK Hardver Szoftver Számítástechnika története (számítógép-generációk) Neumann János munkássága

NEUMANN-ELVEK Soros utasítás-végrehajtás (az utasítások végrehajtása időben egymás után történik. Ellentéte a párhuzamos utasítás-végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg is végrehajtható) Kettes (bináris) számrendszer használata Belső memória (operatív tár) használata a program és az adatok tárolására Teljesen elektronikus működés Széles körű felhasználhatóság Központi vezérlőegység alkalmazása 1946 - First Draft of a Report on the EDVAC

NEUMANN-ELVŰ SZÁMÍTÓGÉPEK FELÉPÍTÉSE Központi feldolgozó egység Háttértárolók Adatbeviteli eszközök (Input) Operatív tár (Memória) Adatkiviteli eszközök (Output) Kommunikáció: Buszrendszeren keresztül, mely három alrendszerből épül fel. Vezérlőbusz (Vezérlőjel) Címbusz Adatbusz Perifériák Címbusz – Kinek? Adatbusz – Milyen adatokkal? Vezérlőbusz – Mit kell elvégeznie?

KÖZPONTI FELDOLGOZÓ EGYSÉG (CPU) Mikroporcesszor (lásd számítógép-generációk) Nagy bonyolultságú integrált áramkör (IC) Részei: Vezérlő Egység (CU - Control Unit) – utasítások beolvasása, dekódolása, végrehajtatása, más eszközökkel kommunikáció, vezérlés Aritmetikai és Logikai Egység (ALU – Arithmetic and Logic Unit) – fix- és lebegőpontos műveletek, logikai műveletek Regiszterek – belső memóriegységek 32/64 bitesek Buszvezérlő – adat- és címbusz vezérlése A processzor tokozása: Tokozáson a processzor külső burkát, érintkezőinek kialakítását értjük. Két elterjedt fajtája van: LGA-tokozás: az előző kialakításokkal szemben a tűsor az alaplapon helyezkedik el, míg a processzoron csak ún. érintőpadok találhatóak. PGA-tokozás: itt a csatlakozók a négyzet alakú tok alján helyezkednek el. Ezen belül is lehet: CPGA, azaz kerámiatok, vagy PPGA műanyag tok. SECC-tokozás: a tok inkább egy kazettára hasonlít, az érintkezők (tűk) az alján vannak.

CPU MŰKÖDÉSE – X + Y = Z # Machine code Assembly code Description 001 1 000010 LOAD   #2 Load the value 2 into the Accumulator 1 010 0 001101 STORE  13 Store the value of the Accumulator in memory location 13 2 001 1 000101 LOAD   #5 Load the value 5 into the Accumulator 3 010 0 001110 STORE  14 Store the value of the Accumulator in memory location 14 4 001 0 001101 LOAD   13 Load the value of memory location 13 into the Accumulator 5 011 0 001110 ADD    14 Add the value of memory location 14 to the Accumulator 6 010 0 001111 STORE  15 Store the value of the Accumulator in memory location 15 7 111 0 000000 HALT      Stop execution

CPU JELLEMZŐI Órajelfrekvencia Műveletevégző sebesség Utasításkészlet órajelgenerátor Műveletevégző sebesség MIPS – Million Instructions Per Second Utasításkészlet RISC – CISC – RISC CISC – Complex Instruction Set Computer (mikroutasításos) RISC – Reduced ISC (huzalozott) „Szóhosszúság” Regiszterek mérete (32/64 bit)

MEMÓRIA ROM – READ ONLY MEMORY PROM, EPROM, EEPROM (FLASH) Energiaellátás nélkül is tárolja az adatokat, programokat CMOS – Complementary Metal-Oxid Semiconductor RAM – RANDOM ACCESS MEMORY Operatív tár Írható, olvasható Felejtő DRAM – Dynamic RAM (kondenzátor+tranzisztor) SRAM – Static RAM (4-6 tranzisztor) CACHE FLASH Pendrive, memóriakártya

Felhasználói programok MEMÓRIA ROM tartalma: BIOS (Basic Input Output System) A BIOS feladatai: Hardverek ellenőrzése (POST – Power-On Self Test). Hardverek vezérlőinek betöltése. Rendszerkonfiguráció. Az operációs rendszer elindítása. BIOS interfész biztosítása az operációs rendszer számára. RAM tartalma: Aktuális adatok és programok BIOS másolat Operációs rendszer rezidens része Operációs rendszer tranziens része Méret (GB), elérési idő (ns) Felhasználói programok Operációs rendszer BIOS HARDVER

PERIFÉRIÁK Adatbeviteli eszközök Adatkiviteli eszközök Billentyűzet (PS/2, USB, infra, Bluetooth, rádió) Egér (film) Szkenner Videokamera, mikrofon, stb. (Feldolgozás a tankönyv alapján) Adatkiviteli eszközök Monitor – CRT, LCD/TFT, Plazma, LED Felbontás, képátló, Nyomtató – mátrix, tintasugaras, lézer (film, Discovery))

MONITOROK – CRT MONITOR CRT monitor (katódsugárcsöves, cathode ray tube) Működési elve: A CRT monitorban egy katódsugárcső található, elektronágyúval az egyik végén, foszforral bevont képernyővel a másik végén. Az elektronágyú elektronnyalábot lő ki, ezt elektromágneses térrel térítik el. Az elektronnyaláb a foszforborításba ütközik és felvillan, majd elhalványodik. Ha elég gyorsan követik egymást az elektronnyalábok, akkor az a pont nem halványodik el. Tehát az elektronágyúk írnak a képernyőre a számítógép utasításának megfelelően, balról jobbra, egy másodperc alatt többször is frissítve a képpontokat. Az első monitorok egyetlen szín árnyalatait tudták megjeleníteni (monokróm): a fekete-fehér mellett a borostyán sárga és a zöld színűek is elterjedtek voltak. Azt, hogy másodpercenként hányszor frissíti a képpontokat, képfrissítési frekvenciának nevezzük. (A CRT monitoroknál a képfrissítési frekvencia egy kicsit mást jelent, lásd az LCD monitornál.) Ezt Hertzben adjuk meg. A mai monitorok 60–130 hertzesek. A színes monitoroknak három alapszíne van: a piros, a zöld, és a kék (RGB). Ezek keverésével bármelyik szín előállítható. Mindegyik színhez tartozik egy elektronágyú. elektronágyú elektronnyalábok (színenként egy) fókuszáló tekercsek eltérítő tekercsek anódcsatlakozó maszk a megjelenítendő kép vörös, zöld és kék (RGB) részének szétválasztásához foszforréteg vörös, zöld és kék zónákkal a képernyő foszforborítású belső rétegének közelképe

MONITOROK – LCD MONITOR LCD (Liquid Crystal Display) Folyadékkristályos képernyő. A folyadékkristályos kijelzők őse a kvarcórákban fordult elő először. Folyadékkristállyal már 1911 óta kísérleteznek, működő LCD monitor az 1960-as években készült először. Az LCD monitor működési elve egyszerű: két, belső felületén mikronméretű árkokkal ellátott átlátszó lap közé folyadékkristályos anyagot helyeznek, amely nyugalmi állapotában igazodik a belső felület által meghatározott irányhoz, így csavart állapotot vesz fel. A kijelző első és hátsó oldalára egy-egy polárszűrőt helyeznek, amelyek a fény minden irányú rezgését csak egy meghatározott síkban engedik tovább. A csavart elhelyezkedésű folyadékkristály különleges tulajdonsága, hogy a rá eső fény rezgési síkját elforgatja. Ha hátul megvilágítják a panelt, akkor a hátsó polarizátoron átjutó fényt a folyadékkristály elforgatja (innen ered a Twisted Nematic, TN megnevezés), így a fény az első szűrőn átjut, és világos képpontot kapunk. Ha kristályokra feszültséget kapcsolunk, nem forgatják el a fényt, az eredmény pedig fekete képpont. A polárszűrő elé már csak egy színszűrőt kell helyezni. Előfordulhat a gyártás tökéletlensége miatt, hogy a képernyőn halott vagy „beragadt” képpontokat találunk. Az LCD monitorok minősége egyre javul, áruk csökken, de egy jó CRT monitor még mindig teltebb színeket ad. TFT (Thin Film Transistor) Vékonyfilm Tranzisztor. Az LCD technológián alapuló TFT minden egyes képpontja egy saját tranzisztorból áll, amely aktív állapotban elő tud állítani egy világító pontot. Az ilyen kijelzőket gyakran aktív-mátrixos LCD-nek is szokás nevezni.

VÉGE