Transcript A számítógép elvi felépítése és működése (beta)

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.
 elsődleges floppymeghajtó – A:
 [második floppymeghajtó – B:]
 merevlemez – C:
 CD-meghajtó – D:
 [további CD-meghajtó, CD-író, DVD – E:]
 hálózati meghajtók – F: … Z: