Informatikai alapismeretek Dr. Tichy-Rács Ádám

Bevezetés Mi közöm az informatikához? Hogyan készüljek fel a vizsgára? Szinte minden eszközünkben van számítógép Mobiltelefon Digitális telefon Vásárlás bankkártyával Tájékozódás GPS használatával Rádió, televízió – digitális átállás Autó, lakás Szinte minden szolgáltatásban megtalálható a „beágyazott” informatika Hogyan készüljek fel a vizsgára? Tankönyv – nyomtatva, elektronikusan Ellenőrző kérdések a fejezetek végén

Alapfogalmak Miért hívják számítógépnek? Hogyan működik a számítógép? Előzetes információ az adatbázisokról Az adatbázis azonos tulajdonságok szerint csoportosított, rendezett információ Változók ábrázolása a számítógépen Számítógép típusok A számítógépek fejlődési üteme

A számítógépek fejlődési üteme A technológia fejlődését az elmúlt ötven évben a Moore-törvény írja le, ami szerint: „az egységnyi felületen elhelyezkedő félvezető alkatrészek száma 18 havonként kétszereződik”. Következmények: Háromévenként az órajel kétszereződik, és a komponensek száma négyszereződik A számítási teljesítmény háromévenként kb. tízszeresére nő (Csekély mértékben, de nő a processzor mérete is) A számítástechnikai eszközök három év alatt avulnak el, és hatévesnél öregebb gépet nem érdemes használni Talán meglepő, de az egységnyi felületű félvezető eszköz ára lényegében ugyanannyi marad Nemcsak a félvezetőkre érvényes a Moore-törvény, hanem pl. a mágneses és az optikai tárolásra is

Mi van a processzorban? A processzor egy szilíciumegykristály-lapka felületén kialakított digitális áramkör 2013-ban a számítógép processzorában a „géthossz”, a tranzisztor aktív tartományának hossza kb. 22μm a processzor-lapka mérete kb. 25 mm*25 mm a processzorba épített tranzisztorok száma kb. 3.000.000.000

A számítógépház Mi van kívül? A számítógépház elölről A számítógépház hátulról Mi van belül? Perifériacsatoló kártyák

Mi a periféria? Hogyan csoportosíthatjuk a perifériákat? Monitorok Adatbeviteli (input) eszközök Adatkiviteli (output) eszközök Egyre kevésbé különül el a két kategória, mert az adatkiviteli eszközök is szolgáltatnak adatokat, és az adatbeviteli eszközök is fogadnak jeleket! Monitorok Billentyűzet Egér és egyéb kurzormozgató eszközök

Nyomtatók Megjelenítés módja szerint Karakternyomtató Mátrixnyomtató Technológia szerint Tűs nyomtató Tintasugaras nyomtató Hőnyomtató Lézernyomtató Kétoldalas nyomtatás, kilövés, gazdaságosság Rajzológép (plotter)

Egyéb perifériák CD/DVD író-olvasó Digitalizáló tábla Képolvasó, szkenner A feladathoz illeszkedő programmal jobb eredményt lehet elérni. Képet képolvasóval, dokumentumot dokumentumolvasó programmal olvassunk be! Fényceruza Touch Screen UPS (Szünetmentes áramforrás) – áramkimaradás esetén lehetővé teszi a biztonságos leállást

Adatáramlás a számítógépben Miért van szükség az adattárolókra? A (korszerű) számítógépen ugyanolyan formában tároljuk a programot, mint az adatokat. Operatív tár és háttér tár összehasonlítása Soros-párhuzamos hozzáférés Adatátvitel sebessége

A mérhető információ 1. Az információ alapegysége: bit 1 bit: két lehetséges állapot, jele b 1 bájt: együtt kezelt 8 bit, jele B Megjegyzés: az információ egysége a kommunikáció elméletében: a hír Az információáramlás sebessége: 1 Baude=1 b/s Megjegyzés: az átviteli kapacitást a sávszélesség határozza meg. Telefon: 3 kHz → 3 kb/s FM Rádió: 100 kHz → 100 kbit/s Színes televízió (európai) 10 MHz → 10 Mb/s HD TV 40 MHz → 40 Mb/s

A mérhető információ 2. Az információ „címzése” kettes számrendszerben történik, tehát adott címzési szabályokkal mindig 2n számú memória címezhető. Emiatt az információ nagyobb egységei 2 hatványai szerint képezhetők. Az előtagok kényelmi okból a 210 =1024-szeres lépéseket követnek Az információ nagyobb egységeit jelölő előtagok kilo = k vagy K = 210 = 1024 ≈ 103 mega = M = 220 = 1024*1024 = 10242 = 1 048 576 ≈ 106 giga = G = 230 = 1024 = 10243 = 1 073 741 824 ≈ 109 tera = T = 240 = 10244 = 1 099 511 627 776 ≈ 1012 peta = P = 250 = 10245 = 1 125 899 906 842 624 ≈ 1015 exa = E = 260 = 10246 = 1 152 921 504 606 846 976 ≈ 1018 zetta = Z = 270 = 10247 ≈ 1021 yotta = Y = 280 = 10248 ≈ 1024 Az előtagok ugyanazok, mint az SI mértékegség-rendszer előtagjai, de a jelentés csekély mértékben eltérő A technológia szempontjából kényelmesebb volna 28=256 hatványaival dolgozni, és sok esetben ez is történik

A mérhető információ 3. Kilobájt Megabájt Gigabájt Terabájt Petabájt Szöveges oldal Megabájt Csak szöveget tartalmazó könyv Kép Gigabájt Könyvtár dokumentumaiban található szövegek CD lemez, film Terabájt Nagy könyvtár dokumentumaiban található szövegek Videotéka Képarchívum A világ népességének anyakönyvi adatai Petabájt A világ összes könyvében található szövegek LHC egynapi adatmennyisége Exabájt A világ összes könyve képként tárolva

Digitális áramkörök és az órajel Minden digitális áramkörnek van egy vagy több bemenete és egy vagy több kimenete A bemenetekre kerülő feszültségeket „alacsony” vagy „magas” értékűnek „értékelve” a kimeneteken – kis késéssel – a megfelelő logikai értéket leíró „alacsony” és „magas” feszültségek jönnek létre A beolvasást, - a és ezzel a kimeneti állapotok megváltoztatását – egy speciális tulajdonságú, állandó ütemű feszültség, az órajel „engedélyezi” minden áramkörnek ugyanabban a pillanatban A következő órajel érkezéséig minden áramkör kimenetein megjelennek a korábban létrejött állapotnak, a bemeneteken levő feszültségnek és az áramkör szerinti kapcsolásnak megfelelő feszültségek A digitális számítógépben minden áramkörön az órajelnek megfelelő ütemben jönnek létre az egymást követő állapotok

A számítógép sematikus működése Processzor és memória A processzor (a legegyszerűbb esetben) Utasításregiszter Címregiszter(ek) Adatregiszterek Memória Címezhető (írható-olvasható) elemi tárolóegységek Busz Kapcsolat a processzor és a memória között

Mi történik a számítógép központi egységében? Az utasítások címregiszterében levő érték eggyel nő A processzor végrehajtja az utasításregisztere szerinti műveletet Megjegyzés Bekapcsolás után mindenhol „0” érték van A „0” utasítás hatása „Ne csinálj semmit!” A számítógép üresjáratban működik

Program-elágazás, ugrás, szubrutin hívása A programok egyik legfontosabb művelete a feltételes elágazás – ha a feltétel teljesül, akkor „lineárisan folytatódik” a program végrehajtása, ha nem, akkor a címregiszter tartalmát egy más címre cseréljük Ha több különböző eljárás után ugyanúgy (ugyanonnan) folytatódik a program, akkor a folytatás címére kell ugrani Ha ugyanazt az eljárást a program különböző helyein végre kell hajtani, akkor úgy kell az eljárás elejére ugrani, hogy az eljárás befejeztével a visszatérési cím az elugrás utáni hely legyen A visszatérési címet egy „stack regiszterben” helyezzük el Szubrutinból is hívhatók újabb szubrutinok – több, egymás utáni visszatérési címet is tárolni kell

Az alapvető beállítások betöltése A számítógép „0” címén egy csak olvasható (Read Only Memory, ROM) memória kezdődik, aminek nem nullázódott ki a tartalma! Ebben a gyártó egy olyan programot (BIOS) helyezett el, ami lehetővé teszi, hogy A processzor „megtalálja” az operatív tárat, a klaviatúrát, a monitort, az egeret és a háttértárolót Beolvassa az operációs rendszert az operatív tárba Hatása: a számítógép képes utasításokat fogadni! A számítógépbe épített elektronikusan programozható ROM (EPROM), ami az egyedi beállításokat is tárolja Megjegyzés: a BIOS is újraprogramozható, de nem ez a normál üzemmódja (létezik BIOS-frissítés) a ROM általában lassú, ezért az adatokat először beolvassák egy operatív tárba

Az operációs rendszer Olyan szabványos* környezetet előállító program, amelyben a számítógép esetleges egyedi tulajdonságaitól – sebesség, processzorok típusa és száma, memória mérete, videokártya típusa, illesztők sebessége, perifériák típusa és teljesítménye – függetlenül, megbízhatóan, a számítógép erőforrásainak jó kihasználásával – lényegében ugyanolyan módon hajthatók végre a programok Tartalmazza a fontosabb alkalmazói program interfészeket, telepítési szabályokat, kialakítja a felhasználói munka környezetet *A „szabvány” esetleg csak a fejlesztő saját szabványa, és nem is feltétlenül nyilvános

Tároló eszközök Félvezető alapú tárolók Csak olvasható félvezetős tárak Írható / olvasható félvezetős tár Mágneses adattároló eszközök Közvetlen adathozzáférésű eszközök Szekvenciális hozzáférésű eszközök Optikai háttértárolók Káros behatások

Szoftverek Operációs rendszerek Szövegszerkesztők Táblázatkezelők Prezentációkészítők, megjelenítők Irodai programcsomagok Fájltípusok Megjegyzés: a kompatibilitás egyfelől követelmény, másfelől viszont csak illúzió.

”Haladó” szoftverek Adatbáziskezelők Programozási nyelvek Műszaki tervező rendszerek Segédprogramok (utilityk) Tömörítő programok Állománytípusok Néhány alkalmazás

Informatikai hálózatok Számítógépek összekapcsolása Két számítógép közvetlen összekapcsolása Több számítógép közvetlen összekapcsolása Hálózati eszközök Alapfogalmak Port Címek IP – Internet Protocol TCP – Transmission Control Protocol

Az internet Mi is az Internet? Mi szükséges az internetezéshez? Milyen módon lehet kapcsolódni? Keressünk WEB-helyet! Saját honlap készítése Megjegyzés: A saját honlap szolgáltatásához tárhely kell, amihez biztosítani kell a jogosult hozzáférését, ugyanakkor meg kell védeni a jogosulatlan hozzáféréstől Saját honlap készítése vagy hozzáértést vagy drága szoftvert igényel Egyszerűbb, ha a jogosultságkezelést és a szoftverfejlesztést sok felhasználónak egy szolgáltató nyújtja: pl. Facebook Egyénileg megfizethetetlen szolgáltatási színvonal Központilag kezelt adatbázis van, nem „kell” különböző szerkezetű és elérésű oldalakat feldolgozni a jellemzők vizsgálatához

Levelezés Levelező kiszolgáló Szolgáltatók és szolgáltatások Kliensprogram

Számítógép a mindennapokban Távmunka PC KRESZ Az elektronikus médiákra vonatkozó szerzői jog Adatvédelmi törvény Szerzői jog Titkosítás Digitális aláírás Multimédia Új jelenségek az informatikában – web2, felhő

Árnyoldalak Vírusok és egyéb kártevők A 2000. év problémája és társai

Fő az egészség Hogyan alakítsuk ki munkahelyünket? Hogyan óvjuk a szemünket?