A szmtgp logikai s fizikai felptse A szmtgp

A számítógép logikai és fizikai felépítése

A számítógép logikai felépítése

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

Logikai felépítés n 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) n 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. n A háttértárolók legfontosabb feladata az adatok hosszú távú megőrzése. (merevlemez, cd, dvd) 4

Fizikai felépítés A számítógép hardverelemei

A számítógép fizikai felépítése Számítógép Központi egység (alaplap) Központi feldolgozó egység (CPU) Memória ROM RAM Perifériák Bővítőkártyák Videokártya Hangkártya Hálózati kártya Bemeneti eszközök Billentyűzet Egér Mikrofon Képolvasó Webkamera Kimeneti eszközök Monitor Nyomtató Hangszóró Fejhallgató Tárolóeszkö Mere Hajléko CDDVD 6 Pen

A központi egység (alaplap) 7

Az alaplap 8

Alaplap n n Általában egy 25 x 30 cm- es műanyaglap melyen több száz elektronikus áramkör és több tucat csatlakozóhely található. Az egyes eszközök közötti kapcsolatot biztosítja. Rajta található: Processzor (CPU) 2. Memória (RAM, ROM, Cache) 3. Billentyűzetvezérlő 4. Slot-ok (bővítőkártyák fogadására szolgáló csatlakozók) 1. 9

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

A központi feldolgozó egység (CPU) n Feladata: a belső, elektronikus adattárban lévő programok utasításainak beolvasása, értelmezése és végrehajtása ¨ biztosítja a számítógép egységeinek a vezérlését ¨ n 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) 11

CPU tokozás DIP LCC PGA SPGA QFP SEC 12

CPU hűtés 13

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

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

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

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

BIOS n n Basic Input/Output System Alapvető funkciókat biztosító szoftver a ROMban. 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 18

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

Memória típusai n Flash ¨ újraírható félvezető memória ¨ megőrzi az adatokat kikapcsolás után is ¨ széleskörűen alkalmazható, pl: n digitális fényképezőgép n BIOS most n Pen. Drive 20

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

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

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

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

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

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

27

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

A billentyűzet • billentyűzeten általában 101 -107 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. 29

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

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. 31

3. Tárolóeszközök n n n 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, Blue. Ray ¨ Elektronikus tárak ¨ Egyéb – LS-120, ZIP drive 32

Mechanikus tár (elavultak) lyukkártya n lukszalag n 33

Mágnesszalagos tár (elavult) n n n Tárolókapacitása: 60 -525 Mbájt Működése hasonlít a magnókazettához, az adatokat analóg vagy digitális módon rögzíti. Az adatok hosszú távú rögzítésére a jelek torzulása miatt nem alkalmas. 34

Cserélhető mágneslemezes tár n n n 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 35

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

Merevlemez n n n HDD (hard disk drive) Mágneses elvű Partíciókra van osztva legkisebb egység a cluster Fordulatszáma 5400, 7200, 10000 rpm Kapacitása 80 -600 GB 37

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

Merevlemez szerkezete 39

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

Optikai tárak n 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) 41

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

Optikai tárak n 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 43

Optikai tárak DVD szabványok: n DVD 5 ¨ egyrétegű, egyoldalas lemez ¨ kapacitása: 4, 7 Gbyte n DVD 9 ¨ kétrétegű, egyoldalas lemez ¨ kapacitása: 8, 5 Gbyte n DVD 10 ¨ kétréretű, kétoldalas lemez ¨ kapacitása: 9, 4 Gbyte 44

Optikai tárak n 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 45

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

Elektronikus tárak Memóriakártyák n Fajtái: n ¨ ¨ ¨ ¨ Compact. Flash (CF) x. D Picture Card Smart. Media (SM) Secure Digital (SD) Multi. Media. Card (MMC) Memory Stick (MS) Memory Stick PRO (MS PRO) 47

Egyéb tárak n Zip. Drive (tárolókapacitása: 100 MB) ¨ ma n már alig használják LS-120 vagy a: drive (tárolókapacitása: 120 MB) 48

Összehasonlítás n Floppy-ra: ¨ 1 n db színes kép, vagy 600 oldal gépelt szöveg fér CD lemezre: ¨ 500 db színes kép, vagy 300 000 oldal gépelt szöveg ¨ 72 percnyi film, vagy 120 perc zene fér n DVD lemezre: ¨ Egy teljes mozifilm nyolcnyelvű szinkronnal és menüvel fér 49