A számítógép logikai és fizikai felépítése

Az előadások a következő témára: "A számítógép logikai és fizikai felépítése"— Előadás másolata:

1 A számítógép logikai és fizikai felépítése

2 A számítógép logikai felépítése

3 Logikai felépítés Számítógép perifériák feldolgozóegység háttértárolók
processzor mágneses bemeneti kimeneti optikai memória

4 Logikai felépítés A periferiák teremtik meg a kapcsolatot a számítógép és a felhasználó között. A bemeneti perifériákkal adatokat és utasításokat vihetünk be a számítógépbe. (billentyűzet, egér) A kimeneti perifériákon a gép közli velünk a műveletek eredményét, a kimeneti adatokat. (képernyő, nyomtató) A feldolgozóegység a szamítógép „lelke". A memória: tárolja az adatokat és utasításokat a számítogép működése során (ennek kikapcsolásakor tartalma elvesztődik.) Processzor: értelmezi és végrehajtja az utasításokat. A háttértárolók legfontosabb feladata az adatok hosszú távú megőrzése. (merevlemez, cd, dvd)

5 A számítógép hardverelemei
Fizikai felépítés A számítógép hardverelemei

6 A számítógép fizikai felépítése
Központi egység (alaplap) Központi feldolgozó egység (CPU) Memória ROM RAM Bővítőkártyák Videokártya Hangkártya Hálózati kártya Perifériák Bemeneti eszközök Billentyűzet Egér Mikrofon Képolvasó Webkamera Kimeneti eszközök Monitor Nyomtató Hangszóró Fejhallgató Tárolóeszközök Merevlemez Hajlékonylemez CD-ROM DVD-ROM Pendrive Memóriakártyák

7 A központi egység (alaplap)

8 Az alaplap

9 Alaplap Általában egy 25x30cm- es műanyaglap melyen több száz elektronikus áramkör és több tucat csatlakozóhely található. Az egyes eszközök közötti kapcsolatot biztosítja. Rajta található: Processzor (CPU) Memória (RAM, ROM, Cache) Billentyűzetvezérlő Slot-ok (bővítőkártyák fogadására szolgáló csatlakozók)

10 1. A központi feldolgozó egység (CPU, processzor)
Az angol Central Processing Unit rövidítése, röviden processzornak nevezik A számítógép értelmező és utasítás-végrehajtó része. Részei: CU (Control Unit) - vezérlőegység ALU (Arithmetical and Logical Unit) - aritmetikai logikai egység regiszterek – utasítások tárolása

11 A központi feldolgozó egység (CPU)
Feladata: a belső, elektronikus adattárban lévő programok utasításainak beolvasása, értelmezése és végrehajtása biztosítja a számítógép egységeinek a vezérlését Jellemzői: sebesség a végrehajtott utasítások száma másodpercenként (MIPS = Millions of Instruction Per Second) órajel frekvencia a számítógép munkaüteme és Megaherztben (MHz) mérik. adatbusz szélessége ( az adatbusz elektronikus összeköttetés, amely az adatok szállítását végzi a számítógép egyes részei között. Bit-ben mérik) utasításkészlet (RISC, CISC) tokozás (lábkiosztás) - foglalat típusa hűtés (hűtőbordák, ventillátor)

12 CPU tokozás DIP PGA SPGA LCC SEC QFP
LCC SEC QFP

13 CPU hűtés

14 Ismertebb processzortípusok
Pentium I Pentium II, Xeon Celeron, Celeron A Pentium III, IV Pentium M

15 2. Memória Tartalmazza a végrehajtás alatt álló program utasításait, valamint adatait. Jellemzői: tárkapacitás (Gbyte) memóriarekesz mérete adatelérési idő (ns: nanoszekundum 1 ns = 10-9 sec)

16 Memória típusai RAM: (RANDOM ACCES MEMORY) tetszőleges hozzáférésű memória Benne tárolódik minden egyes utasítás és adat melyet a processzor vagy más komponensek használnak írható, olvasható tápfeszültség nélkül tartalma elveszik fajtái DRAM – dinamikus RAM SRAM – statikus RAM

17 Memória típusai ROM (Read Only Memory):
gyárilag programozott tartalma nem változtatható, az egyszer beégetett adatok véglegesek (pd. Bios régen) feszültség nélkül is megőrzi az adatokat

18 BIOS Basic Input/Output System
Alapvető funkciókat biztosító szoftver a ROM-ban. Az alaplapba ültetett, nem törölhető ill. írható. Feladatai: a számítógép egységeinek ellenőrzése (a hibát különféle sípolással (bip) jelzi) a számítógép alapfunkcióinak irányítása gépi szintű folyamatok vezérlése az operációs rendszer kulcselemeinek betöltése

19 Memória típusai Cache más néven gyorsítótár
célja az információ-hozzáférés gyorsítása a processzor várakozó állapot nélkül eléri a tartalmát manapság a processzorral egy tokban helyezkedik el

20 Memória típusai Flash újraírható félvezető memória
megőrzi az adatokat kikapcsolás után is széleskörűen alkalmazható, pl: digitális fényképezőgép BIOS most PenDrive

21 Csatoló felületek IDE/EIDE csatlakozó és kábel
SATA kábel és csatlakozó

22 Portok PS/2 PS/2: billentyűzet és egér csatlakozó USB port
Universal Serial Bus USB maximálisan 127 eszközt tud kezelni Majdnem minden eszközt lehet rá csatlakoztatni

23 Portok USB port Universal Serial Bus
USB gyökérhub maximálisan 127 eszközt tud kezelni A és B típusú csatlakozók Majdnem minden eszközt lehet rá csatlakoztatni

24 Portok Képernyő portok VGA: régi, analógm monitorokhoz
DVI (Digital Visual Interface) Azért fejlesztették ki ezt a technológiát, hogy magasabb szintre emeljék a síkképernyős LCD-monitorok és a modern grafikus kártyák megjelenítési minőségét és lehetőségeit.

25 Alaplaphoz csatlakoztatható kártyák
videokártya (felbontóképesség és színmélység) hangkártya (hangok visszaadása, illetve hang digitalizálása) hálózati kártya

26 Buszrendszer Kapcsolatot teremt a CPU, a memória és a perifériák között. címbusz, adatbusz, vezérlőbusz jellemzői: címzések adatszélesség sebesség

27

28 1. Bemeneti eszközök (perifériák)
A billentyűzet Az egér

29 A billentyűzet billentyűzeten általában billentyű van, amelyeket szerepkörük alapján különböző csoportokra oszthatunk: alfanumerikus-, funkció-, speciális-, kurzor- és numerikus billentyűk Az egér fontos tulajdonsága a gombok száma illetve a segédgombok vagy görgő jelenléte az egér feladata, hogy segítségével a képernyőn jelentőséggel bíró szimbólumokat kiválaszthassuk.

30 2. Kimeneti eszközök (perifériák)
A képernyő A nyomtató

31 A képernyő A képernyő az információk megjelenítésére szolgál Két legfontosabb tulajdonsága a felbontása és a frissítési frekvencia. A fizikai kivitelezés szempontjából a képernyők két nagy csoportba oszthatóak, katódsugárcsöves és folyékonykristályos képernyők. A nyomtatók A nyomtatók feladata, hogy az információkat papíron megjelenítse. Működési technológiájuk szerint a nyomtatók három nagy csoportba sorolhatók: mátrixnyomtatók, tintasugaras nyomtatók és lézernyomtatók.

32 3. Tárolóeszközök Nagy adatmennyiség tárolására alkalmasak
Energia nélkül is megtartják a jeleket Adattárolási elv szerinti csoportosítás Mechanikus – lyukszalag, lyukkártya Félvezető – RAM, ROM, pendrive, flash kártya Mágneses – szalag, merev-, hajlékony lemez Optikai – CD, DVD, BlueRay Elektronikus tárak Egyéb – LS-120, ZIP drive

33 Mechanikus tár (elavultak)
lyukkártya lukszalag

34 Mágnesszalagos tár (elavult)
Tárolókapacitása: Mbájt Működése hasonlít a magnókazettához, az adatokat analóg vagy digitális módon rögzíti. Az adatok hosszú távú rögzítésére a jelek torzulása miatt nem alkalmas.

35 Cserélhető mágneslemezes tár
Kör alakú műanyag vagy fém lemezre felvitt, jól mágnesezhető réteg bitenként rögzíti az adatokat. Az író olvasó fejet egy léptető motor mozgatja a lemezen sugárirányban. A lemezen sávokat és szektorokat alakítanak ki, e kettő tartja nyilván az állományok fizikai helyét a lemezen. Sávok: koncentrikus gyűrűk Szektorok: a sávok kisebb ívdarabjai

36 Cserélhető hajlékonylemez meghajtó
FDD (floppy disk drive) Két méret: 3 ½ inch – 1,44 Mbájt 5 ¼ inch – 1,2 Mbájt Elavult, az új konfigurációk nem tartalmazzák.

37 Merevlemez HDD (hard disk drive) Mágneses elvű
Partíciókra van osztva - legkisebb egység a cluster Fordulatszáma 5400, 7200, rpm Kapacitása GB

38 Merevlemez tulajdonságai:
compact csomagolás, pára és pormentes nagy írássűrűség általában nem egy, hanem több egymással párhuzamos lemezből áll

39 Merevlemez szerkezete

40 Optikai tárak CD-ROM, CD-R, CD-RW Tároló kapacitás:
650MB - 74min 700MB - 80min Spirálban ír, ezért az adat helye: perc:másodperc:századmásodperc

41 Optikai tárak CD (Compact Disk) nagy kapacitás, digitális tárolás
az olvasó fej belülről kifelé halad az információt lézerfénnyel rögzítik, pit-ek (gödrök) és land-ek (szigetek) polírozott üveglemezre fotólakkot visznek fel átmérő – 120 mm (létezik 80 mm-es is) kapacitás: 640 Mbyte (70 perc)

42 Optikai tárak CD-ROM CD-R CD-RW csak olvasható egyszer írható
újraírható, törölhető (kb 2000-szer) a CD olvasók nehezebben olvassák

43 Optikai tárak DVD (Digital Video Disc)
eredetileg képek tárolására készítették Sokoldalú digitális lemez (Digital Versatile Disk): multimédia, mozgókép, zene, adat egyaránt rögzíthető működése és felépítése hasonlít a CD lemezére rövidebb hullámhosszú lézert használ, így több adat fér el rajta

44 Optikai tárak DVD szabványok: DVD5 DVD9 DVD10
egyrétegű, egyoldalas lemez kapacitása: 4,7 Gbyte DVD9 kétrétegű, egyoldalas lemez kapacitása: 8,5 Gbyte DVD10 kétréretű, kétoldalas lemez kapacitása: 9,4 Gbyte

45 Optikai tárak Blue Ray az adatokat (kék) lézersugár írja fel és olvassa ki 25-50 GB kapacitású. az adatok nem koncentrikus körökben helyezkednek el, hanem körkörös spirálvonal mentén

46 Elektronikus tárak USB tár PenDrive USB key Flash Drive Memóriakártyák
Előnye, hogy az adatok parányi helyen elférnek és külső ártalmakra sem érzékeny. PenDrive USB key Flash Drive Memóriakártyák

47 Elektronikus tárak Memóriakártyák Fajtái: CompactFlash (CF)
xD Picture Card SmartMedia (SM) Secure Digital (SD) MultiMediaCard (MMC) Memory Stick (MS) Memory Stick PRO (MS PRO)

48 Egyéb tárak ZipDrive (tárolókapacitása: 100 MB)
ma már alig használják LS-120 vagy a:drive (tárolókapacitása: 120 MB)

49 Összehasonlítás Floppy-ra: CD lemezre: DVD lemezre:
1 db színes kép, vagy 600 oldal gépelt szöveg fér CD lemezre: 500 db színes kép, vagy oldal gépelt szöveg 72 percnyi film, vagy 120 perc zene fér DVD lemezre: Egy teljes mozifilm nyolcnyelvű szinkronnal és menüvel fér