Bevezetés az informatikába Farkas János, Barna Róbert 2. előadás Farkas János, Barna Róbert KE GTK Informatika Tanszék

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Mértékegységek Alapegység: bit (binary digit) Prefixumok: Kilo, Mega, Giga, Tera Prefixumok értéke: 1024 (az SI 1000 helyett) Bájt byte 8 bit Kilobájt Kbyte, Kb 1024 byte 210 1.024 Megabájt Mbyte, MB 1024 Kbyte 220 1.048.576 Gigabájt Gbyte, GB 1024 Mbyte 230 1.073.741.824 Terabájt Tbyte, TB 1024 Gbyte 240 1.099.511.627.776 Bevezetés az informatikába – 2. előadás 3 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Működési elv Analóg információ hordozó folytonosan változtatható és mérhető fizikai mennyiség (pl. feszültség, áramerősség) Digitális az adatok megjelenési formája diszkrét, tipikusan bináris rendszerű, információ áramlása általában feszültséglökések, impulzusok alakjában történik Hibrid analóg és digitális számítógépből álló információfeldolgozó rendszerek, mind az analóg feldolgozás (egyszerű felépítés, gyors működés), mind a digitális feldolgozás (nagy pontosság) előnyeit egyesítik. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 4 / 35

Számítógép történelem 1. Bevezetés az informatikába – 2. előadás Hermann Hollerith (1860-1929) elektromos lyukkártya feldolgozó gép népszámlálási adatok feldolgozása Elektromechanikus gépek Howard Aiken (1839-1944) – MARK I telefonrelék, telefonbeszélgetések lőelem-táblázatok számítása Bevezetés az informatikába – 2. előadás 5 / 35

Számítógép történelem 2. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 1939 (USA) - ABC 1943 (Anglia) - Colossus I. 1946 (Pennsylvaniai Egyetem) – ENIAC 1949 (Cambridge-i Egyetem) – EDVAC 1952 (Szovjetúnió) – MESM, BESZM 1952 (USA) – IBM-701 1953 (Magyarország) – M-3 1954 (USA) – IBM-650 (2200 db-ot adtak el belőle) 1963 (Magyarország) – Szegedi számítóközpont Elektronikus gépek EDVAC Neumann - elv alapján Bevezetés az informatikába – 2. előadás 6 / 35

Számítógép generációk 1. Bevezetés az informatikába – 2. előadás Első generáció (1945-55) Elektroncső, nagy energia felhasználás, gyakori meghibásodás, megbízhatatlan, gépi nyelven programozható Második generáció (1955-65) Félvezetők (diódák, tranzisztorok) jelentős méretcsökkenés, teljesítmény növekedés, megbízható, mágnesgyűrűs memória, mágnesszalag, mágneslemez, Fortran nyelv Bevezetés az informatikába – 2. előadás 7 / 35

Számítógép generációk 2. Bevezetés az informatikába – 2. előadás Harmadik generáció (1965-72) Integrált áramkörök, kis méret, jelentős teljesítmény növekedés, megbízható, magasszintű programnyelvek, operációs rendszerek Negyedik generáció (1972- napjainkig) Nagy bonyolultságú integrált áramkörök (LSI, VLSI) Bevezetés az informatikába – 2. előadás 8 / 35

Személyi számítógépek 1. Bevezetés az informatikába – 2. előadás IBM-PC 5150 (1981) IBM-PC/XT (1983) IBM-PC/AT (1984) Bevezetés az informatikába – 2. előadás 9 / 35

Személyi számítógépek 2. Bevezetés az informatikába – 2. előadás Sinclair ZX-81, ZX Spectrum Commodore 64 (1981) Commodore Amiga 1000 Bevezetés az informatikába – 2. előadás 10 / 35

Személyi számítógépek 3. Bevezetés az informatikába – 2. előadás Apple: Lisa 2 Apple: Macintosh Osborne (1981): az első hordozható Bevezetés az informatikába – 2. előadás 11 / 35

Személyi számítógépek 4. Bevezetés az informatikába – 2. előadás Videoton TV Computer HT-1080Z ABC-80 Bevezetés az informatikába – 2. előadás 12 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Neumann - elvek Számítógép egységei: Vezérlő egység Aritmetikai és logikai egység Tár (memória), címezhető és újraírható Perifériák (be/kiviteli egységek) Működési elvek: Elektronikus működés Kettes számrendszer használata Belső (tárolt) programvezérlés Lépésenkénti programvégrehajtás Automatikus működés Neumann János (1903-1957) Bevezetés az informatikába – 2. előadás 13 / 35

Számítógép - blokkstruktúra Bevezetés az informatikába – 2. előadás Operatív memória (RAM) Vezérlő egység (CPU) Bemeneti egységek (Input perifériák) Kimeneti egységek (Output perifériák) Aritmetikai-Logikai egység (ALU) Regiszterek Háttértárak (Input/Output) Bevezetés az informatikába – 2. előadás 14 / 35

A személyi számítógép felépítése 1. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 15 / 35

A személyi számítógép felépítése 2. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 16 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Alaplap 1. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 17 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Alaplap 2. A számítógép vezérléséhez és működéséhez szükséges egységeket tartalmazza. Az alaplapon helyezkednek el: Mikroprocesszor Operatív memória Hálózat elérés eszközei Vezérlő áramkörök Csatlakozók a külső egységekhez Képmegjelenítés eszközei Hang eszközök Bevezetés az informatikába – 2. előadás 18 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Alaplap 3. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 19 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Processzor 1. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 20 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Processzor 2. Utasításkészlet szerint: CISC (Complex Instruction Set Compute – Teljes utasításkészlet) RISC (Reduced Instruction Set Compute – Csökkentett utasításkészlet) Részei: Vezérlőegység (utasítások értelmezése) ALU (aritmetikai, logikai műveletek végzése) Regiszterek (adatok, utasítások rövid ideig tartó tárolása) Cache (adatok, utasítások ideiglenes tárolása) Lebegőpontos aritmetika Jellemzői: Adatbusz, címbusz szélessége Órajel frekvenciája (gyorsaság, GHz) Bevezetés az informatikába – 2. előadás 21 / 35

Processzor 3. - belső felépítés 1.  Ferritgyűrű 2.  Kód-cache 3.  Utasítás dekódoló és előrendező egység 4. Vezérlőegység 5.  ALU 6.  Regiszterek 7.  Végrehajtó egység 8.  32 bites buszok 9.  Lebegőpontos egység 10. Adat-cache 11. Elsődleges cache 12. Busz csatlakozó egység 13. 64 bites busz Bevezetés az informatikába – 2. előadás 22 / 35

INTEL processzorok fejlődése Bevezetés az informatikába – 2. előadás Processzor 4. - fejlődés Típus Felfedezés éve Tranzisztorok száma 4004 1971 2.250 8008 1972 2.500 8080 1974 5.000 8086 1978 29.000 286 1982 120.000 386 1985 275.000 486 DX 1989 1.180.000 Pentium 1993 3.100.000 Pentium II. 1997 7.500.000 Pentium III. 1999 24.000.000 Pentium 4. 2000 42.000.000 Pentium D 2005 230.000.000 Pentium Extreme 235.000.000 Core 2 Duo 2006 291.000.000 INTEL processzorok fejlődése Moore - törvény Bevezetés az informatikába – 2. előadás 23 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Memória 1. Bevezetés az informatikába – 2. előadás 24 / 35

Memória 2. - operatív memória Bevezetés az informatikába – 2. előadás Más néven: RAM (Random Access Memory - Véletlen elérésű memória) Feladata: program adatainak és utasításainak ideiglenes tárolása Működési elve: elektronikus (ezért felejtő, volatile) Jellemzői: írható, olvasható, közvetlen elérésű elérési idő, a kiolvasás kezdetétől az adat megjelenéséig tart Kapacitása: Mbyte, Gbyte, mai tipikus kapacitás 256 Mbyte – 2 Gbyte RAM szerkezete (egység: 1 byte) 2B5D 2B5E 2B5F 2B60 2B61 2B62 2B63 11011001 10101110 11111111 00000000 10101010 11100010 10010110 Cím Tartalom Bevezetés az informatikába – 2. előadás 25 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Memória 3. - ROM ROM (Read Only Memory) csak olvasható memória közvetlen elérésű tartalmát a feszültség megszűnte után is megőrzi PROM (Programmable ROM) egyszer programozható ROM EPROM (Erasable PROM) tetszőleges sokszor programozható és UV fénnyel törölhető PROM EEPROM elektromosan törölhető és újraírható EPROM Bevezetés az informatikába – 2. előadás 26 / 35

Memória 4. - flash memória (1) Bevezetés az informatikába – 2. előadás Jellemzői: félvezető alapú információt kikapcsolt állapotban is megőrzi (megmaradó, nem felejtő, non-volatile) elektromosan törölhető és újraírható gyors Fajtái: Compact Flash Memory Stick Multimedia Card Secure Digital Bevezetés az informatikába – 2. előadás 27 / 35

Memória 5. - flash memória (2) Bevezetés az informatikába – 2. előadás 28 / 35

Winchester (Hard Disk) Bevezetés az informatikába – 2. előadás Mágneses háttértárak 1. Működés: mágneses elven ( 0 - nem mágneses, 1 - mágneses) Feladata: adatok és programok hosszú időn keresztül történő tárolása Típusai Lemez alapú Szalag alapú Streamer (kazetta) Floppy Disk (hajlékonylemez) Winchester (Hard Disk) (merevlemez) Szalag Bevezetés az informatikába – 2. előadás 29 / 35

Mágneses háttértárak 2.- lemezek Merevlemezek Bevezetés az informatikába – 2. előadás 30 / 35

Mágneses háttértárak 3.- lemezek Floppy Diskek Bevezetés az informatikába – 2. előadás 31 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Mágneses háttértárak 4. Információ elhelyezkedése a lemezen Bevezetés az informatikába – 2. előadás 32 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Mágneses háttértárak 5. Tulajdonságai: írható - olvasható gyors megbízható Jellemzői: Kapacitás: 40 GB – 200 GB Átviteli sebesség: > 40 MB/s Fordulatszám: 5400, 7200, 10000, 15000 1/perc Elérési mód: Soros (szekvenciális) - lassú Random (véletlen) - gyors Bevezetés az informatikába – 2. előadás 33 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Mágneses háttértárak 6. Információ elhelyezkedése a szalagon Bevezetés az informatikába – 2. előadás 34 / 35

Mágneses háttértárak 7. - szalag Tulajdonságai: Írható - olvasható Lassú Megbízható Fajlagos költsége nagyon jó Jellemzői: Kapacitás: 40 GB – 300 GB Elérési mód: Soros (szekvenciális) - lassú Felhasználási terület: Adatmentés / visszatöltés Archiválás Bevezetés az informatikába – 2. előadás 35 / 35

Bevezetés az informatikába – 2. előadás Köszönöm a figyelmet! Bevezetés az informatikába – 2. előadás 36 / 35