Az információ
Adat: rögzített állapotú jelek. A számítógépek működésének alapjai: a számítógépet felépítő részegységek többsége kétállapotú fizikai rendszer. A részegységek által megkülönböztetett két állapot fizikai valóságában kétféle feszültségszintként jelenik meg. A kétállapotú fizikai rendszerek jól modellezhetők a kettes számrendszer segítségével.
Számrendszerek Tízes számrendszer: Kettes számrendszer: Számjegyei: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Helyi értékei: 1,10,100,1000,10000, azaz a tíznek a hatványai. A számjegyek értéke attól függ, milyen helyiértékű helyen állnak. Kettes számrendszer: Számjegyei: 0,1 Helyi értékei: 1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024 azaz a kettő hatványai Tizenhatos (hexadecimális) számrendszer, nyolcas (oktális) számrendszer.
Logikai műveletek Két logikai értéket különböztetünk meg: igaz, hamis. Az igaz értékeket jelöljük 1-gyel, a hamisat pedig 0-val. A logikában úgynevezett állításokkal dolgozunk. Ezekről az állításokról egyértelműen eldönthetők, hogy tartalmukat tekintve igazak, vagy hamisak-e. Két állítás között értelmezhetünk úgynevezett logikai műveleteket, ezek: tagadás, és, vagy, kizáró vagy. Egy-egy logikai művelet minden lehetséges kimenetelét tartalmazó táblázatát igazságtáblának is nevezik.
A logikai műveletek a számítógépen található kapuáramkörök modelljei. A kapuáramkörök bemenettel és kimenettel rendelkező áramkörök. A kapuk fizikailag analóg elemekből – tranzisztorok, félvezetők -, illetve ezek kombinációiból állnak.
Az információ egységei Azt az információegységet, ami a két állapot valamelyikét fejezi ki, és egy egyjegyű kettes számrendszerbeli számmal vagy egy logikai kifejezés eredményével írjuk le, bitnek nevezzük. A bitnél nagyobb egység a bájt. 8 bit=1 bájt.
1 KB (kilobájt) = 1024 bájt 1 MB (megabájt) = 1024 KB = 1048576 B 1 GB (gigabájt) = 1024 MB 1 TB (terabájt) = 1024 GB
Ábrázolási módok Fixpontos számábrázolás: a bináris pont, a „kettedes vessző” fix helye van. Lebegőpontos számábrázolás: a tizedesvessző helye a számon belül nem fix helyen található. Karakterábrázolás: a karakterek (betűk, jelek, számjegyek) ábrázolásához kódtáblázatokat használnak. Szabványos kódtáblák: ASCII (256), Unicode (65536), EBCDIC, CWI.
A számítógép
A számítógépek csoportjai Méret és teljesítmény alapján: nagyszámítógépek (mainframe), mini- és mikroszámítógépek. Mikroszámítógépek: Asztali számítógépek Hordozható számítógépek (laptop, notebook) Kézi számítógépek (PDA, palmtop)
A számítógépek elvi felépítése Hardverből és szoftverből áll. A számítógépek különböző feladatait különböző hardveregységek, berendezések látják el. Az ember és a számítógép közötti kommunikációt a beviteli (input) és a kiviteli (output) eszközök valósítják meg. Az adatok beolvasásáért a beviteli egységek a felelősek: billentyűzet, egér, szkenner stb. A részegységek irányítását a központi feldolgozóegység (CPU) végzi, s ez dolgozza fel az adatokat is.
A feldolgozásra várt adatok és utasítások átmenetileg az operatív tárba kerülnek és ide kerülnek vissza feldolgozás után. A feldolgozott adatok a megjelenítő eszközökre jutnak, ilyen a monitor, a nyomtató, a hangszóró stb. A programok és az adatok tartósan a háttértárakon – merevlemez, CD, DVD, floppy – tárolhatók. A kimeneti és beviteli egységeket, valamint a háttértárakat perifériáknak nevezzük.
Hardver
A számítógép felépítése Modulrendszerű, ez azt jelenti, hogy bizonyos határok között további egységekkel bővíthető, a meglévő elemek cserélhetőek. A számítógépet alkotó egységek összességét konfigurációnak nevezzük.
Ház Fekvő- és álló helyzetű (torony) Mini-, midi- és nagytorony A ház előlapján nyomógombok vannak: POWER, RESET, TURBO, HDD Tápegység: a számítógép kisfeszültségű áramkörei számára biztosítja az áramot. Hangszóró: az esetleges hibák hangjelzésére szolgál
Központi feldolgozóegység (CPU) Egy szilíciumlapkára épített komplex áramköri egység A processzor végzi el szinte az összes számítást és utasítást. Az alaplap alkatrészein és csatlakozóin át tartja a kapcsolatot a perifériákkal. Külön ventilátor Legfontosabb részei: Aritmetikai és logikai egység (ALU) Vezérlőegység (CP) Regiszterek: átmeneti tárolóelemek
Teljesítményét, sebességétkét jellemzője befolyásolja: Szóhossz: egyszerre hány bit hosszúságú adattal tud műveletet végezni Órajel-frekvencia: másodpercenkénti rezgések száma (Herz vagy Megaherz) Legismertebb processzorgyártók: Intel, AMD, VIA
Memória Elektronikus elven működő, félvezető alapú adattároló eszközök. Tárolási kapacitásuk nem nagy, viszont elérési idejük a legkisebb. Két fő csoportja: ROM: csak olvasható memória. Olyan programot tartalmaz, amelyet a gyártáskor égetnek bele. RAM: írható és olvasható memória. Tetszőleges véletlen elérésű elektronikus tár. A feldolgozásra váró adatok, programok és a kiszámított eredmények átmeneti tárolására szolgáló egység.
A memóriák jellemzésére a kapacitást, valamint a hozzáféréshez szükséges időt adják meg paraméterként. 32-512 MB memória Gyorsítótár vagy cache. Mérete általában 256 KB-2 MB. Virtuális memória Grafikus RAM
ROM: RAM: Szabványos ROM PROM: programozható memória EPROM: törölhető, programozható ROM EEPROM: elektronikusan törölhető és programozható ROM RAM: DRAM: állandóan frissíteni kell EDO RAM: gyorsított kiolvasási sebességű SDRAM: nem igényel állandó frissítést DDR RAM: az alkalmazott órajel kétszeresével képes adatokat szállítani RDRAM: Rambus csatornát használó memória
Alaplap A számítógép fő áramköreit tartalmazza Ezen az integrált áramköri lapon az áramkörön kívül foglalatok és különböző szabványú buszcsatlakozók találhatók. A számítógép bővíthetőségét, teljesítményét az alaplap határozza meg. Elemei: Memóriamodul-aljzatok CPU ventilátor-csatlakozók
Processzoraljzat Órajel generátor CMOS RAM Elem a CMOS RAM áramellátására Buszcsatlakozók (ISA, PCI, AGP) IDE-csatlakozók Interfészek Előlapi csatlakozók csoportjai Tápfeszültség-csatlakozó
Buszrendszer Az egyes hardverkomponensek közötti adatforgalmat lebonyolító kapcsolatok, vezetékek és csatlakozók rendszere. Funkcionálisan lehet: Adatbusz Címbusz Vezérlőbusz
ISA: szabványos kártyabővítő aljzat PCI: csatlakozhat hozzá hangkártya, hálózati kártya, modem stb. AGP: grafikus kártya csatlakoztatására szolgál AMR: hangkártyák és modemek CNR: modem, hálózati kártya vagy hangkártya SATA: merevlemezek csatlakoztatásra szolgáló új szabvány.
Interfészek, portok Egy külső buszrendszert alkotnak Könnyen felismerhetők és azonosíthatók a ház hátoldalán Soros port: RS 232 szabványú csatlakozók Párhuzamos port: 25 pólusú USB port: soros adatátvitelt tesz lehetővé, de gyorsabb, mint a párhuzamos port. PS/2 port: kör alakú csatlakozó SCSI: párhuzamos adatátvitelt nyújt FireWire: nagyon gyors adatátvitelre képes PCMCIA: vastagabb hitelkártya méretű bővítőkártyákat lehet helyezni
Beviteli eszközök
Billentyűzet Pozícionáló eszközök: egér, trackball, touchpad, touchscreen, fényceruza, játékvezérlők Szkenner Digitalizáló tábla Digitális fényképezőgép Digitális videokamera Webkamera Mikrofon
Kimeneti eszközök
Monitorok Nyomtató: Hangszóró Katódsugárcsöves monitor Folyadékkristályos kijelző (LCD) Nyomtató: Mátrixnyomtató Tintasugaras nyomtató Lézernyomtató Hőnyomtató Fotónyomtató Plotter Hangszóró
Illesztőkártyák: Videokártya Hangkártya Modem
Háttértárak
A program- és adattárolás eszközei Nagyobb mennyiségű információ tárolható rajtuk hosszú időn át. Szalagos és lemezes formátumban terjedtek el Tárolási elvük alapján a mágneses- és magnetooptikai elven működő tárolók az általánosak
Mágneses tárolók Hajlékonylemez, hajlékonylemezes meghajtó Merevlemez mágnesszalag
Magnetooptikai tárolók Az adatok írásakor egy lézersugár mikroszkopikus lyukakat (piteket) éget vagy ép felületet hagy a műanyag adathordozón lévő fémrétegen. Az adatok olvasásakor a forgó lemez sávjaira lézersugár fókuszálódik, s a fémrétegről visszaverődik. Hosszú élettartam, magas adatelérési idő és alacsony adattovábbítási sebesség jellemzi. CD (CD-ROM, CD-R, CD-WR), DVD
Külső tárolók Mobil Rack Memóriakártyák Pen drive
Szoftver
Utasítások sorozata, amely segítségével a számítógépet hasznos munkára foghatjuk: mit csináljon a bevitt adatokkal, miként jelenítse meg őket.
Szoftvertípusok Rendszerszoftverek: Felhasználói szoftverek BIOS Operációs rendszer Felhasználói szoftverek Szövegszerkesztők Kiadványszerkesztők Táblázatkezelők Adatbázis-kezelők Kommunikációs és hálózati szoftverek Grafikai alkalmazások Web design Tervezőrendszerek Hangszerkesztő és zenei alkalmazások Videolejátszó és –szerkesztő programok
Hálózatok
A számítógépek összekapcsolásának két fő oka lehet: Számítógépes hálózatokról akkor beszélünk, ha több számítógépet fizikailag összekapcsolunk egymással. A számítógépek összekapcsolásának két fő oka lehet: Erőforrás-megosztás: közös nyomtató, közös adat-, program-, és/vagy internet használat Kommunikáció: üzenet küldhető egyik gépről a másikra, adat továbbítható
A számítógépes hálózatok kiterjedtségük alapján LAN: helyi hálózat MAN: városi hálózat WAN: országos vagy országok és földrészek közötti hálózat
A hálózat felépítésének elrendezései Gyűrű, Csillag topológia A gépek a köztük lévő kapcsolat szerint egyenrangú vagy szerver alapú hálózatokat alkothatnak. Az egyenrangú (peer to peer) hálózatok azok, ahol számítógépek közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz. A szerveralapú hálózatokban egy vagy több kitüntetett számítógép (szerver) különleges szolgáltatásokat nyújt a többi számítógépnek (kliensek)
Szerverekkel szemben támasztott követelmények Folyamatosan üzemelniük kell Processzor folyamatos hő-terhelését bírni kell Nagy kapacitású memória Nagy méretű háttértár Adatátvivő közegek: Vezetékes: koaxiális kábel, UTP kábel, optikai szál Vezeték nélküli: mikrohullám, lézersugár, rádióhullám
Protokoll: egységes adatforgalmat bonyolító szigorú szabályrendszer. Gyakran használt protokollok: IPX/SPX, NetBios, TCP/IP, IPv6 stb. A számítógépeket összekötő vezetékek egy csatolókártyán – a hálózati kártyán keresztül kapcsolódnak a számítógéphez. Modem
Egyéb berendezések Hub: passzív hálózati eszköz, a hálózat szegmenseit kapcsolja össze. Router: adat-út választó. Meghatározza az adatcsomagok útvonalát a hálózaton. Gateway: különböző protokollal rendelkező hálózatokat köt össze. Repeater: jelismétlő.
Felhasználók a hálózaton A számítógépes hálózatokban előre meghatározzák, szabályozzák a felhasználók hozzáférését az erőforrásokhoz és az adatokhoz. Rendelkeznie kell felhasználói névvel és egy hozzá tartozó jelszóval. Rendszergazda osztja ki a jogosultságokat, korlátlan jogai vannak.
Internet Az egész világot körülölelő számítógép-hálózat. Internet-szolgáltató: az, akinek segítségével csatlakozni lehet a hálózathoz, az ő szervere látja el a felhasználó által igényelt hálózati feladatokat. Szükség van a szolgáltató számítógépével való fizikai kapcsolat kialakítására is, azaz adatátvivő közegre és modemre vagy hálózati kártyára.
Kapcsolódási lehetőségek Analóg telefonvonalas kapcsolat ISDN: két csatornán egyidejűleg történhet analóg jeltovábbítás és digitális adattovábbítás. ADSL: aszimmetrikus digitális előfizetői vonal Kábelkapcsolat Bérelt vonal Mobiltelefonos kapcsolat Mikorhullámú kapcsolat
Az interneten található számítógépeket egységes címzés rendszerrel azonosítják, egy úgynevezett IP-címmel. Az IP-címekhez, mivel nehéz lenne őket fejben tartani, úgynevezett domainneveket rendelnek, így könnyebben azonosítható a gép.
Az internet szolgáltatásai Elektronikus levelezés Levelezési lista Böngészés Hírcsoportok telnet WAP Csevegés
Intranet Egy vállalat belső információs hálózati rendszere, amely biztosítja a dolgozók közötti elektronikus adatforgalmat. Lehetőség van az adatok központi tárolására, megosztására.
Extranet Internet-protokollokkal működő, biztonságos, privát intranet hálózat. Egy vállalat belső intranet hálózata, bővítve a legfontosabb üzleti partnereink kapcsolataival.
Hálózat a mindennapokban Elektronikus kereskedelem Elektronikus banki szolgáltatások Online aukció Távmunka
Biztonság
Az információk védelme azok sérthetetlenségét, hitelességét és bizalmasságát szolgálja, az informatikai rendszer megbízható működtetése pedig az adatok rendelkezésére állását. A kockázatot hordozó elemek: a rendszer fizikai környezete, hardvere, szoftvere, kommunikációs hálózati rendszere, adathordozói, dokumentációja.
Magyarországon az ezzel összefüggő kérdéseket az 1992-es Adatvédelmi Törvény és az 1995-ös Törvény az állam- és szolgálati titokról szabályozza. Betartását az adatvédelmi biztos, valamint az Országgyülés és az Alkotmánybíróság felügyeli.
Biztonsági intézkedések megtervezésekor elvárások Azonosítási folyamat Hitelességi folyamat Hozzáférés rendszerének felépítése Jogosultságok kiosztása Az információvédelmi biztonsági osztályok: Alap: személyes adatok, üzleti titok Fokozott: szolgálati titok, nagytömegű személyes adat Kiemelt: államtitok, katonai szolgálati titok, nagy értékű üzleti titok.