A számítógéprendszer

Mik a számítógépek? A számítógépek (vagy számítógéprendszerek) elektronikus gépek, amelyek a bemeneti információk (adatok vagy utasítások) feldolgozásával kimeneti információkat (eredményeket) állítanak elő. A számítógép „intelligencia nélküli gép”, mely csak azt hajtja végre, amit utasításokban megadnak neki.

Mi a program? A program a számítógép számára írt utasításkészlet, amelynek segítségével a gép végrehajtja az adatfeldolgozást.

A számítógép két alkotóelemből áll: Magából a gépből – hardver (hardware) - ezek a gép fizikai (látható és kézzel megfogható) elemei és programokból, amelyek alapján a számítógép dolgozik – szoftver (software)

A számítógépeket feloszthatjuk: 1.rendeltetés, 2.egyidejű használóinak száma és 3.egyidejűleg végrehajtott utasítások szerint

1.Rendeltetés szerint Általános rendeltetésű számítógépek: eltérő programokat lehet betölteni különböző feladatok elvégzésére Speciális célra készült számítógépek: csak azt a programot használják, amit a gyártásukkor töltöttek be a meghatátozott feladat elvégzésre (sakk, automata pilóta, gépek vezérlése stb.)

2.Egyidejű használóinak száma szerint Több alkalmazót kiszolgáló számítógépek (mainframe based): van egy központi gép, mely kiszolgálja az összes felhasználót Egyetlen alkalmazót kiszolgáló számítógépek (PC based): mindegyik felhasználó a saját gépén dolgozik az adott programmal.

3. Egyidejűleg végrehajtott utasítások száma szerint Soros – SISD (Single Instruction Single Data) – egyidejűleg egy utasítást hajtanak végre a memóriában elhelyezett egy adaton (ilyenek a PC-k) Párhuzamos – SIMD (Single Instruction Multiple Data) - egyidejűleg a memóriában elhelyezett több adaton is végrehajtják ugyanazt az egy utasítást ( ilyenek a szuperszámítógépek) Elméletben létezik még két csoport: MIMD(Multiple Instruction Multiple Data) - egyidejűleg több utasítást képesek végrehajtani különböző adatokon (a számítógépes hálózatok követelményeinek felelnek meg) MISD (Multiple Instruction Single Data) - egyidejűleg több utasítást hajtana végre ugyanazon az adaton- ez gyakorlatilag egyelőre kivitelezhetetlen

A tipikus számítógéprendszer a következő hardvereszközökből áll: központi (belső) memória aritmetikai logikai egység vezérlőegység külső memóriaegység adatbeviteli eszközök adatkiviteli eszközök

A számítógép hardveres elemeinek működésbeli összekapcsolása Bemeneti egység Vezérlőegység Belső memória Külső memóriaegység Aritmetikai logikai egység Kimeneti egység

Központi memória A szg. a programokkal adott a programokkal adott utasításokkal végzi az adatfeldolgozást. A programot és a feldolgozandó adatokat a szg.a belső (központi) memóriájában tároljuk. A belső memória áramkörökből áll. Az áramkörök mindegyikének 2 állapota lehet, általában 0-val és 1-gyel jelöljük őket (0- ha az áramkörben nincs áram, 1-ha van áram). Ezért ezeket az áramköröket bitnek nevezzük (bit= binary digit, azaz bináris szám). Egy biten nagyon kevés információ helyezhető el, ezért szükség volt nagyobb mértékegységek bevezetésére. A memória bitjeit így regiszterekbe foglalják. Ezen regiszterek hossza a PC-kben 8 bit.

Bit és byte A bit az információ legkisebb egysége. A byte pedig az információfeldolgozás legkisebb egysége. 8 bit=1 byte (bájt) 1 byte-nak 256(28) különböző állapota lehet (0-255) Az ezt követő mértékegységek rendre: KB (kilobyte), MB (megabyte), GB (gigabyte), TB (terabyte). 1 KB=1024 byte, 1 MB=1024 KB (1024x1024 byte), 1 GB=1024 MB, 1 TB=1024GB.

Aritmetikai logikai egység Az aritmetikai logikai egység olyan regiszterekből és áramkörökből áll, amelyek az aritmetikai és logikai műveleteket végzik (+,-,*,/, valamint két elem összehasonlítása) Kezdetben csak egész számokkal tudta elvégezni a műveleteket, később kibővítették egy külön egységgel (koprocesszor), melynek segítségével a valós számokkal is tudott dolgozni.

Vezérlőegység A vezérlőegység az egész számítógéprendszer munkáját irányítja. Vezérli a program működését, előveszi a belső tárból és felismeri az utasításokat, parancsot ad a többi egység működésére, aktivizálja a ki-és bemeneti egységeket, a központi tárba elhelyezi vagy onnan kiolvassa az adatokat. Ezt csipek halmaza képezi, mely ellenőrzi és irányítja a rendszer egészének a munkáját.

Külső memóriaegységek A számítógép kikapcsolása után a külső memóriákban tároljuk a programokat és az adatokat. A számítógépes feldolgozásban részt vevő adat vagy benne van, vagy pedig bent volt a belső memóriában. A pillanatnyilag alkalmazáson kívül lévő programok és adatok viszont a külső tárakban helyezkednek el. Beszélhetünk közvetlen és szekvenciális hozzáférésű külső tárakról. A közvetlen hozzáférésű a mágneslemez. Két formája létezik: hajlékonylemez (floppy-FDD), merevlemez (hard disk-HDD), míg a mágnesszalag szekvenciális hozzáférésű.

Bemeneti egységek Az adatok bevitelére szolgáló ( periferiális) berendezések. Pl. billentyűzet, egér, mikrofon, lapolvasó (szkenner), rajzolótábla, digitalizáló tábla, digitális fényképezőgép, vonalkódolvasó stb.

Kimeneti egységek Az eredmények megjelenítésére szolgáló (periferiális) berendezések Pl. monitor, nyomtató, plotter (rajzgép), hangszóró, projektor (vetítőgép) stb.