Neumann-elvű számítógép felépítése. Hardver - Szoftver Hardver: a számítógép kézzel megfogható részei Fejlesztésével mérnökök foglalkoznak Szoftver: számítógépes.

Az előadások a következő témára: "Neumann-elvű számítógép felépítése. Hardver - Szoftver Hardver: a számítógép kézzel megfogható részei Fejlesztésével mérnökök foglalkoznak Szoftver: számítógépes."— Előadás másolata:

1 Neumann-elvű számítógép felépítése

2 Hardver - Szoftver Hardver: a számítógép kézzel megfogható részei Fejlesztésével mérnökök foglalkoznak Szoftver: számítógépes programok és azok dokumentációi Fejlesztése a programozók feladata

3 Neumann elvek A Neumann-elveket Neumann János dolgozta ki a számítógépek ideális működéséhez. Soros utasításvégrehajtás (az utasítások végrehajtása időben egymás után történik). Kettes (bináris) számrendszer használata Belső memória (operatív tár) használata a program és az adatok tárolására egyaránt Teljesen elektronikus működés Széles körű felhasználhatóság Központi vezérlőegység alkalmazása

4 Számítógép elvi felépítése

5 Központi vezérlőegység (CPU, processzor) CPU: A számítógép központi feldolgozó egysége. Két fő része: CU, ALU A CPU feladatai: 1. Vezérli a számítógép működését. 2. Aritmetikai és logikai műveleteket végez. Logikai műveletek: TAGADÁS, ÉS, VAGY, KIZÁRÓ-VAGY... Aritmetikai műveletek: összeadás, kivonás, szorzás, osztás

6 Memória (Operatív tár) Nagy sebességű, viszonylag kevés adat tárolására alkalmas egység Elektronikus adattárolást valósít meg Két fő típusa: RAM: írható olvasható tár, tartalma a számítógép kikapcsolásakor elvész ROM: csak olvasható tár, gyártásakor a tartalmát beleégetik, azt utána módosítani nem lehet

7 Perifériák Perifériának nevezzük a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközöket, melyek az adatok ki- vagy bevitelét, illetve megjelenítését szolgálják A perifériákat három csoportra oszthatjuk: bemeneti egységek (input perifériák), kimeneti egységek (output perifériák), ki- és bemeneti egységek. Bemeneti egységeknek nevezzük azokat a perifériákat, melyek a számítógépbe történő adatbevitelt biztosítják. A legjellemzőbb bemeneti periféria a billentyűzet, és az egér A számítógépbe bevitt adatokat, illetve elvégzett munkánk eredményét a kimeneti egységek segítségével tekinthetjük meg. A legfontosabb kimeneti eszköz a monitor

8 Alaplap Feladata: a hozzá kapcsolt eszközök közti kapcsolat biztosítása Ebbe illesztjük a processzort, memóriát, bővítőkártyákat Tartalmazza a különböző be- és kimeneteket (billentyű, USB, nyomtató…) Buszrendszer: a számítógép egyes részei közti közvetlen kapcsolatot valósítja meg

9 Interfészek Összekötik a CPU-t és a különböző perifériákat Típusaik: Soros port Párhuzamos port PS/2 port USB port …

10 Bővítőkártyák Hangkártya: hang generálása, digitalizálása Videokártya: képi információkkal kapcsolatos számítási és megjelenítési feladatok ellátása Hálózati kártya: számítógépek közti kommunikációt biztosítják Gyakran az alaplapra integrálva találhatóak

11 Tápegység Az elektromos áramot szétosztja a számítógépben lévő egységekre, és megfelelő jellegűre alakítja

12 Háttértárak Nagy mennyiségű adat tárolására alkalmas eszközök Mágneses háttértárak: adathordozó: mágneses felület A kör alakú mágneslemezek olvasáskor és íráskor forgó mozgást végeznek Az író-olvasó fej végzi az adatok kezelését, mozgása a lemezre sugár irányú A mágneslemezek jellemzői: fizikai méret (collban kifejezve) tároló képesség vagy kapacitás (GB, TB) hozzáférési idő (ms=milliszekundum) Hajlékonylemezes háttértárak (FDD Floppy Disc Drive) Merevlemezes tárolók (HDD Hard Disc Drive)

13 Házi feladat Írj egy rövid bemutatkozó levelet a gazdinfotanar@gmail.com címre!gazdinfotanar@gmail.com A levél tárgyában a neved és az osztályod szerepeljen! A levél tartalmazza a következőket: Honnan jöttél, Szülők mivel foglalkoznak Testvér(ek) Hobbi/sport Miért jelentkeztél ebbe a suliba?

14 Központi vezérlőegység Két legnagyobb gyártó: Intel AMD Intel processzorok: Az IBM AT számítógépekbe a 80-as években az Intel 80286 kódjelű processzora került Ezeket a gépeket a köznyelv 286-os gépeknek nevezte Ezt a CPU-t továbbfejlesztve: 80386, 80486 processzorok Következő állomás: Pentium processzorok: Pentium, Pentium Pro, PII, PIII, P4 Napjainkban többmagos processzorok a jellemzőek AMD processzorok: Alacsonyabb ár Típusai: Duron, AthlonXP, Athlon64

15 CPU-k jellemzői A CPU alapvető eleme a processzormag, Létezik egymagos (egyetlen processzormagja van) többmagos (több mag is található a lapkában) A CPU-kban található processzormag teljesítménye széles skálán mozog, eszerint változik az adott egység teljesítménye és fogyasztása. A nagyobb teljesítmény több energiát is igényel, nagyobb lesz a hőleadás, ezért a hűtésre is fokozottabban kell figyelni A hűtést hűtőbordákkal, és ventillátorokkal oldják meg

16 Memóriák RAM memóriák fajtái: DRAM (lassú sebesség, alacsonyabb ár) SRAM (gyorsabb, drágább) A DRAM továbbfejlesztése az SDRAM, majd a DDR SDRAM ROM memóriák: Speciális fajtája a ROM BIOS (rendszerbetöltő feladatok) PROM: egy alkalommal írható EPROM: ultraibolya fénnyel törölhető EEPROM: elektromosan törölhető Speciális változata a Flash memória (BIOS, CompactFlash, SecureDigital)

17 Merevlemezek Más néven winchester Mágneses elvű adattárolást valósít meg Egymás fölött több fémből készült lemez egy tengelyen légmentesen lezárt dobozban A lemezek állandóan forognak (5400, 7200, 10.000 fordulat/perc) A lemezek mindkét oldalára lehet adatokat írni Nagy adatsűrűség jellemzi Az író-olvasó fej a lemezek felett nagyon közel lebeg Óvni kell a rázkódástól, ütésektől Kapacitása jelenleg TerraByte nagyságrendű Beépített gyorsítótárral rendelkeznek (cache) Többféle csatolófelülettel készülnek (EIDE, SATA, SAS)

18 Merevlemez elvi felépítése

19 Házi feladat: Keress az interneten megvásárolható merevlemezeket (Pl:depo.hu)! Gyűjtsd ki 3 különböző winchester főbb jellemzőit! Gyártó Terméknév Kapacitás Fordulatszám Cache mérete Fizikai méret Ár

20 Solid-State Drive Az SSD magyarul szilárdtest-meghajtó, félvezető memóriát használó adattároló eszköz. Az SSD a Solid State Drive angol szavakból alkotott betűszó az SSD egy olyan, mozgó alkatrészek nélküli adattároló eszköz, ami memóriában tárolja az adatot, a számítógéphez a merevlemezekhez hasonlóan SATA vagy egyéb (SCSI, PCI Express, USB, stb.) csatlakozófelülettel csatlakozik A szilárdtest – angolul solid state – szó arra utal, hogy ez a technológia nem tartalmaz mozgó alkatrészeket, mint a hagyományos merevlemezek.

21 SSD előnyei a merevlemezzel szemben rövid indulási idő, nincs felpörgés mozgó alkatrészek teljes hiánya Nagyobb írási és olvasási sebesség alacsony áramfelvétel kis hőtermelés zaj teljes hiánya (nincsenek mozgó alkatrészek, például motor vagy fej) mechanikai megbízhatóság — képes elviselni szélsőséges ütést, vibrációt, nyomást, hőmérsékletet szélesebb hőmérsékleti tartományban képes működni kis fizikai méret és tömeg

22 Az SSD hátrányai az újraírások száma (elvileg) korlátozott: kezdetben 3000...10 000-szer volt írható, mára ez akár az 5 milliót is elérheti