A számítógép elvi felépítése és működése

1. A számítógép elvi felépítése és működése

2. 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.

3. 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.

4. A számítógép fő egységei • Központi vezérlőegység (CPU) • Memóriák • Buszrendszerek • Interfészek, csatlakozók • Rendszeregység • Perifériák

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

6. 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.

7. 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

8. 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 Operatív memóriák csoportosítása

9. 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.

10. Mágneses elven működő egy mágnesezhető anyaggal bevont adathordozó felett néhány mikronra mozog az ún. író-olvasó 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 réteg-ben 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 Háttértárak csoportosításaaz adatrögzítés elve alapján

11. 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 vé-kony poliészter szalag. A szalag egy fix író-olvasó fej előtt mozog, így az adatokat csak sorban egymás után tudjuk elérni, ezért elég lassú. Nagy mennyiségű adat biztonságos tárolását teszi lehetővé. Mágneses elvű háttértárak

12. Háttértárak csoportosításakapacitásuk 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)

13. 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: