Transcript 2. előadás

Bevezetés az informatikába
2. előadás
Farkas János, Barna Róbert
KE GTK
Informatika Tanszék
Mértékegységek
Alapegység: bit (binary digit)
Prefixumok: Kilo, Mega, Giga, Tera
Prefixumok értéke: 1024 (az SI 1000 helyett)
Bájt
byte
8 bit
Kilobájt
Kbyte, Kb
1024 byte
210
1.024
Megabájt Mbyte, MB
1024 Kbyte
220
1.048.576
Gigabájt
Gbyte, GB
1024 Mbyte
230
1.073.741.824
Terabájt
Tbyte, TB
1024 Gbyte
240
1.099.511.627.776
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
3 / 35
Működési elv
Analóg
információ hordozó folytonosan változtatható és mérhető
fizikai mennyiség (pl. feszültség, áramerősség)
Digitális
az adatok megjelenési formája diszkrét, tipikusan bináris
rendszerű, információ áramlása általában feszültséglökések,
impulzusok alakjában történik
Hibrid
analóg és digitális számítógépből álló információfeldolgozó
rendszerek, mind az analóg feldolgozás (egyszerű felépítés,
gyors működés), mind a digitális feldolgozás (nagy pontosság)
előnyeit egyesítik.
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
4 / 35
Elektromechanikus gépek
Számítógép történelem 1.
Hermann Hollerith (1860-1929)
 elektromos lyukkártya feldolgozó gép
 népszámlálási adatok feldolgozása
Howard Aiken (1839-1944) – MARK I
 telefonrelék, telefonbeszélgetések
 lőelem-táblázatok számítása
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
5 / 35
Elektronikus gépek
Számítógép történelem 2.
1939 (USA) - ABC
1943 (Anglia) - Colossus I.
1946 (Pennsylvaniai Egyetem) – ENIAC
1949 (Cambridge-i Egyetem) – EDVAC
1952 (Szovjetúnió) – MESM, BESZM
EDVAC
1952 (USA) – IBM-701
Neumann - elv alapján
1953 (Magyarország) – M-3
1954 (USA) – IBM-650 (2200 db-ot adtak el belőle)
1963 (Magyarország) – Szegedi számítóközpont
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
6 / 35
Számítógép generációk 1.
 Első generáció (1945-55)
Elektroncső, nagy energia felhasználás,
gyakori meghibásodás, megbízhatatlan,
gépi nyelven programozható
 Második generáció (1955-65)
Félvezetők (diódák, tranzisztorok)
jelentős méretcsökkenés, teljesítmény
növekedés, megbízható, mágnesgyűrűs
memória, mágnesszalag, mágneslemez,
Fortran nyelv
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
7 / 35
Számítógép generációk 2.
 Harmadik generáció (1965-72)
Integrált áramkörök, kis méret, jelentős teljesítmény növekedés,
megbízható, magasszintű programnyelvek, operációs rendszerek
 Negyedik generáció (1972- napjainkig)
Nagy bonyolultságú integrált áramkörök (LSI, VLSI)
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
8 / 35
Személyi számítógépek 1.
IBM-PC 5150 (1981)
IBM-PC/XT (1983)
IBM-PC/AT (1984)
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
9 / 35
Személyi számítógépek 2.
Sinclair ZX-81, ZX Spectrum
Commodore 64 (1981)
Commodore Amiga 1000
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
10 / 35
Személyi számítógépek 3.
Apple: Lisa 2
Apple: Macintosh
Osborne (1981): az első hordozható
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
11 / 35
Személyi számítógépek 4.
Videoton TV Computer
HT-1080Z
ABC-80
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
12 / 35
Neumann - elvek
Számítógép egységei:
 Vezérlő egység
 Aritmetikai és logikai egység
 Tár (memória), címezhető és újraírható
 Perifériák (be/kiviteli egységek)
Működési elvek:
 Elektronikus működés
 Kettes számrendszer használata
 Belső (tárolt) programvezérlés
 Lépésenkénti programvégrehajtás
 Automatikus működés
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
Neumann János
(1903-1957)
13 / 35
Számítógép - blokkstruktúra
Operatív memória
(RAM)
Vezérlő egység
(CPU)
Bemeneti egységek
(Input perifériák)
Aritmetikai-Logikai
egység (ALU)
Kimeneti egységek
(Output perifériák)
Regiszterek
Háttértárak
(Input/Output)
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
14 / 35
A személyi számítógép felépítése 1.
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
15 / 35
A személyi számítógép felépítése 2.
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
16 / 35
Alaplap 1.
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
17 / 35
Alaplap 2.
A számítógép vezérléséhez és működéséhez szükséges
egységeket tartalmazza.
Az alaplapon helyezkednek el:
 Mikroprocesszor
 Operatív memória
 Hálózat elérés eszközei
 Vezérlő áramkörök
 Csatlakozók a külső egységekhez
 Képmegjelenítés eszközei
 Hang eszközök
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
18 / 35
Alaplap 3.
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
19 / 35
Processzor 1.
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
20 / 35
Processzor 2.
Utasításkészlet szerint:
 CISC (Complex Instruction Set Compute – Teljes utasításkészlet)
 RISC (Reduced Instruction Set Compute – Csökkentett utasításkészlet)
Részei:
 Vezérlőegység (utasítások értelmezése)
 ALU (aritmetikai, logikai műveletek végzése)
 Regiszterek (adatok, utasítások rövid ideig tartó tárolása)
 Cache (adatok, utasítások ideiglenes tárolása)
 Lebegőpontos aritmetika
Jellemzői:
 Adatbusz, címbusz szélessége
 Órajel frekvenciája (gyorsaság, GHz)
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
21 / 35
Processzor 3. - belső felépítés
1. Ferritgyűrű
2. Kód-cache
3. Utasítás dekódoló és előrendező egység
4. Vezérlőegység
5. ALU
6. Regiszterek
7. Végrehajtó egység
8. 32 bites buszok
9. Lebegőpontos egység
10. Adat-cache
11. Elsődleges cache
12. Busz csatlakozó egység
13. 64 bites busz
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
22 / 35
INTEL processzorok fejlődése
Processzor 4. - fejlődés
Moore - törvény
Típus
Felfedezé
s éve
4004
8008
8080
8086
286
386
486 DX
Pentium
Pentium II.
Pentium
III.
Pentium 4.
Pentium D
Pentium
Extreme
Core 2 Duo
1971
1972
1974
1978
1982
1985
1989
1993
1997
1999
2.250
2.500
5.000
29.000
120.000
275.000
1.180.000
3.100.000
7.500.000
24.000.000
2000
2005
2005
42.000.000
230.000.000
235.000.000
2006
291.000.000
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
Tranzisztorok
száma
23 / 35
Memória 1.
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
24 / 35
Memória 2. - operatív memória
Más néven:
 RAM (Random Access Memory - Véletlen elérésű memória)
Feladata:
 program adatainak és utasításainak
ideiglenes tárolása
Működési elve:
 elektronikus (ezért felejtő, volatile)
Jellemzői:
 írható, olvasható, közvetlen elérésű
 elérési idő, a kiolvasás kezdetétől az
adat megjelenéséig tart
Kapacitása:
 Mbyte, Gbyte, mai tipikus kapacitás
256 Mbyte – 2 Gbyte
RAM szerkezete
(egység: 1 byte)
2B5D
11011001
2B5E
10101110
2B5F
11111111
2B60
00000000
2B61
10101010
2B62
11100010
2B63
Cím
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
10010110
Tartalom
25 / 35
Memória 3. - ROM
ROM (Read Only Memory)
 csak olvasható memória
 közvetlen elérésű
 tartalmát a feszültség megszűnte után is megőrzi
PROM (Programmable ROM)
 egyszer programozható ROM
EPROM (Erasable PROM)
 tetszőleges sokszor programozható és UV fénnyel törölhető
PROM
EEPROM
 elektromosan törölhető és újraírható EPROM
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
26 / 35
Memória 4. - flash memória (1)
Jellemzői:
 félvezető alapú
 információt kikapcsolt állapotban is megőrzi
(megmaradó, nem felejtő, non-volatile)
 elektromosan törölhető és újraírható
 gyors
Fajtái:
 Compact Flash
 Memory Stick
 Multimedia Card
 Secure Digital
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
27 / 35
Memória 5. - flash memória (2)
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
28 / 35
Mágneses háttértárak 1.
Működés: mágneses elven ( 0 - nem mágneses, 1 - mágneses)
Feladata: adatok és programok hosszú időn keresztül történő
tárolása
Típusai
Lemez alapú
Szalag alapú
Streamer
(kazetta)
Floppy Disk
Winchester (Hard Disk)
(hajlékonylemez)
(merevlemez)
Szalag
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
29 / 35
Mágneses háttértárak 2.- lemezek
Merevlemezek
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
30 / 35
Mágneses háttértárak 3.- lemezek
Floppy Diskek
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
31 / 35
Mágneses háttértárak 4.
Információ elhelyezkedése a lemezen
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
32 / 35
Mágneses háttértárak 5.
Tulajdonságai:
 írható - olvasható
 gyors
 megbízható
Jellemzői:
 Kapacitás: 40 GB – 200 GB
 Átviteli sebesség: > 40 MB/s
 Fordulatszám: 5400, 7200,
10000, 15000 1/perc
Elérési mód:


Soros (szekvenciális) - lassú
Random (véletlen) - gyors
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
33 / 35
Mágneses háttértárak 6.
Információ elhelyezkedése a szalagon
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
34 / 35
Mágneses háttértárak 7. - szalag
Tulajdonságai:




Írható - olvasható
Lassú
Megbízható
Fajlagos költsége nagyon jó
Jellemzői:
 Kapacitás: 40 GB – 300 GB
Elérési mód:

Soros (szekvenciális) - lassú
Felhasználási terület:


Adatmentés / visszatöltés
Archiválás
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
35 / 35
Köszönöm a figyelmet!
Bevezetés az informatikába – 2. előadás
36 / 35