A szmtgp elvi felptse s mkdse A szmtgp

A számítógép elvi felépítése és működése

A számítógép működését annak komponensei teszik lehetővé. § hardver (hardware) Az elektronikus számítógép gépi felszereltsége, esetleg valamely alkatrésze és az egész működését irányító beépített mechanizmus. § szoftver (software) Számítógépek, adatfeldolgozó berendezések meghatározott célú működtetéséhez készült szellemi termékek összessége (program, algoritmus stb. ) és az ezekre vonatkozó dokumentáció. § szakemberek, felhasználók (manware) Tevékenységük szükséges a számítógép működtetéséhez.

• A számítógép elvi és fizikai felépítése különböző. • A felhasználó csak az egyes külső perifériaelemeket látja, míg a központi egység és több perifériaelem a számítógép házában találhatók. • Perifériának nevezzük a felhasználó és a számítógép központi egysége között a kapcsolatot biztosító, adatbevitelre, megjelenítésre és tárolásra szolgáló hardvereszközök összességét. • Konfigurációnak nevezzük a számítógépet alkotó hardverelemek összességét, amely a teljes működőképes rendszert alkotja.

A számítógép fő egységei 1. 2. 3. 4. 5. 6. Központi vezérlőegység (CPU) Memóriák Buszrendszerek Interfészek, csatlakozók Rendszeregység Perifériák

1. Központi vezérlőegység Central Processing Unit (CPU) • a mikroprocesszor tartalmazza • ez maga a számítógép • végrehajtja az utasításokat, ütemezi a feladatokat, irányítja a számítógép működését • teljesítménye függ az órajelfrekvenciától és a processzor típusától • az órajelet az órajel-generátor szolgáltatja (ütemadó)

2. Memóriák (adattároló eszközök) • A számítógép működése közben az adatokat és az azok feldolgozásához szükséges programokat különböző memória-egységekben tárolja. • Az adatokkal végzendő tevékenységeket leíró algoritmusok, műveletek, utasítások logikus sorozatát nevezzük programnak. • A memóriákat a sebességükkel (adatelérés) és kapacitásukkal (adattároló képesség) jellemezzük. • Funkciójuk alapján megkülönböztetünk központi(operatív-) és háttértárakat.

Operatív tárak • Az operatív memória közvetlen kapcsolatban áll a CPU-val. • A processzor innen kapja az adatokat, utasításokat és ide helyezi a műveletek eredményeit. • A működő programok és az azokkal létrehozott adatok az operatív memóriában helyezkednek el. • Minél nagyobb az operatív memória kapacitása, annál nagyobb programok működtetését teszi lehetővé. • Működésük módja szerint kétféle memóriát különböztetünk meg: RAM és ROM

Operatív memóriák csoportosítása RAM (Random Access Memory) § véletlen hozzáférésű tár § írható-olvasható § a tartalma változhat § az áramellátás megszűnése után a tartalma elvész § a gyakorlatban ez a valódi operatív memória § kapacitása több tíz Mbyte § speciális megjelenési formái: • videó-memória (képernyőkezeléshez) • cache-memória (gyorsítótár) ROM (Read Only Memory) § csak olvasható memória § egyszer írható (beégetés) és utána nem vagy csak speciális eszközökkel módosítható § tartalma az áramellátás megszűnte után is megmarad § itt található a számítógép működéséhez alapvető – a perifériák működését biztosító – programrész, a BIOS (Basic Input Output System) § kapacitása néhány tíz kbyte

Háttértárak • Az operatív memória „feledékenysége” miatt szükség van egy olyan tárolóeszközre, amely képes az adatokat és programokat hosszú távon, biztonságosan tárolni. • Az adatok nem vesznek el az áramellátás megszűnése után. • A háttértárakon nem tudunk programokat futtatni. • A munkánkhoz szükséges programot valamilyen háttértárról töltjük be az operatív memóriába és az ott fut. • A programmal létrehozott adatokról másolatot készítünk a háttértárra – ezt mentésnek nevezzük. • Az elmentett adatokat később ugyanannak a programnak a felhasználásával ismét az operatív memóriába tölthetjük – ezt megnyitásnak nevezzük.

Háttértárak csoportosítása az adatrögzítés elve alapján Mágneses elven működő • egy mágnesezhető anyaggal bevont adathordozó felett néhány mikronra mozog az ún. íróolvasó fej • az író-olvasó fej egy tekercs, amely elektromos áram hatására megváltoztatja az adathordozó felületén lévő elemi mágnesek pólusait, attól függően, hogy a bit értéke 0 vagy 1 – ez az írás • olvasáskor a fejben elektromos áram keletkezik (indukció) Optikai elven működő • egy fényvisszaverő rétegben lézersugárral vagy más eljárással apró lyukakat (pit) hoznak létre, amelyek az ép felülettel (land) váltakozva jelzik a bináris értékeket • a megfelelően fókuszált lézersugár csak az ép felületről verődik vissza a fényérzékelőre így olvassa a felületen rögzített jeleket • többnyire ez a háttértár csak egyszer írható ROM

Mágneses elvű háttértárak Lemezes § A hordozóréteg kör alakú lemez, amelyen a részecskék eredetileg rendezetlenül helyezkednek el, ezért formázással kell alkalmassá tenni az adattárolásra. § A lemez és az író-olvasó fej is mozog, így az adatokat közvetlenül és gyorsan tudjuk elérni. § Típusai: • hajlékonylemezek (floppy) • merevlemez (winchester) • cserélhető lemezes tárolók (zip-drive) Szalagos § A hordozóréteg vékony poliészter szalag. § A szalag egy fix íróolvasó fej előtt mozog, így az adatokat csak sorban egymás után tudjuk elérni, ezért elég lassú. § Nagy mennyiségű adat biztonságos tárolását teszi lehetővé.

Háttértárak csoportosítása kapacitásuk alapján § Optikai elven működő • CD-ROM (Compact Disk – 650 -700 Mb) • DVD (Digital Video Disk – 5 -20 Gb) § Mágneses elven működő • Szalagos • streamer (10 -30 Gb) • Lemezes • hajlékonylemez (floppy) – 3, 5” (1, 44 Mb) – 5, 25” (1, 22 Mb) – már nem használják • merevlemez (1, 5 -50 Gb) • cserélhető lemezes tárolók (zip-drive) – 3, 5” UHD (100 -200 Mb)

Háttértárolók azonosítása • A számítógépünk rendelkezhet több háttértárolóval (lemezegységgel), ezért ezeket azonosító névvel kell ellátni. • Azonosításra az angol ábécé betűit használjuk. Ø elsődleges floppymeghajtó – A: Ø [második floppymeghajtó – B: ] Ø merevlemez – C: Ø CD-meghajtó – D: Ø [további CD-meghajtó, CD-író, DVD – E: ] Ø hálózati meghajtók – F: … Z: