1 / 160

A számítógép felépítése

A számítógép felépítése. Számítógépek típusai 1. Mikroszámítógépek: Személyi számítógépek (Personal Computer – PC) Kis méret Könnyű kezelhetőség Felhasználóbarát szoftverek Asztali számítógépek (desktop) Apple: Machintosh Számos IBM számítógép. Számítógépek típusai 2. Laptop

wilma-chaney
Download Presentation

A számítógép felépítése

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. A számítógép felépítése

  2. Számítógépek típusai 1 Mikroszámítógépek: Személyi számítógépek (Personal Computer – PC) • Kis méret • Könnyű kezelhetőség • Felhasználóbarát szoftverek • Asztali számítógépek (desktop) • Apple: Machintosh • Számos IBM számítógép Készítette: Kőrössy Ildikó

  3. Számítógépek típusai 2 • Laptop • Hordozható számítógép • Hálózatról vagy elemről működtethető • Notebook • A laptopnál kisebb méretű hordozható számítógép, általában kényelmesen elfér egy aktatáskában • Pocket PC (palmtop) • Egészen kis méretű • Elfér akár egy zsebben is • Egyszerű feladatokra, kevés adat tárolására alkalmas Készítette: Kőrössy Ildikó

  4. Számítógépek típusai 3 Munkaállomások (workstation) • Szintén kis méret • Nagy tudás • Hatékony szoftverek • Tervezők, kutatók használják • Széles körűen használatosak: SUN, Apollo, Hewlet-Packard és az IBM munkaállomások Készítette: Kőrössy Ildikó

  5. Számítógépek típusai 4 Miniszámítógépek • Kis méret (kb. asztal nagyságú) • Általános célú számítógép • Sokszor használják őket mikroszámítógépekből álló hálózat központi gépeként • Legelterjedtebbek: a DEC cég VAX gépei Készítette: Kőrössy Ildikó

  6. Számítógépek típusai 5 Nagyszámítógépek (mainframe) • Nagy méret (egységei akár egy szobát is megtöltenek) • Általános külön gépteremben helyezik el, ahova csak a kezelőszemélyzet léphet be • Nagymennyiségű adat tárolására, feldolgozására, illetve bonyolult számításigényes programok futtatására szolgálnak (több millió utasítás/s) • Mamutvállalatok, nagy bankok adatfeldolgozására • Kb. ¾ részét: IBM cég készítette Készítette: Kőrössy Ildikó

  7. Számítógépek típusai 6 Szuperszámítógépek (supercomputers) • Legnagyobb méret • Nagyon nagy mennyiségű adatot kéépesek rövid idő alatt feldolgozni • Általában számos processzor (akár 1 000 db!) található bennük, melyek párhuzamosan működnek • Kormányzati, állami intézmények • Világ időjárásának előrejelzése • Katonai célok, modellezések, szimulációk • CRAY számíítógépek Készítette: Kőrössy Ildikó

  8. Számítógépek adatábrázolása 1 • Az információ alapegysége a bit(binarydigit), ami 1 vagy 0 (igaz vagy hamis, magasabb vagy alacsonyabb elektromos feszültségi szint) értéket vehet fel. • Az információfeldolgozás alapegysége a bájt (Byte, B), a legkisebb címezhető egység, 8 bitből áll. Készítette: Kőrössy Ildikó

  9. Számítógépek adatábrázolása 2 • Egy bájton a bitek sorozata 28=256-féleképpen alakítható ki. • Nagyobb egységek:8 bit = 1 B (bájt)1024 B =1 KB (Kilobájt)1024 KB= 1 MB (Megabájt)1024 MB= 1 GB (Gigabájt)1024 GB = 1 TB (Terabájt)1024 TB = 1 PB (Petabájt)1024 PB = 1 EB (Exabájt) Készítette: Kőrössy Ildikó

  10. Számítógépek adatábrázolása 3 • Adattípusok • szöveges • numerikus • logikai • utasítás • képi/hang • A tárolt, egybetartozó információkat állományoknak, fájloknak (file) nevezzük Készítette: Kőrössy Ildikó

  11. Karakterek ábrázolása a számítógépben 1 • Az angol ABC betűinek száma (26), nagybetűk, számjegyek, írásjelek, egyéb speciális jelek, kb. százféle jel. • Tekintetbe véve az egyéb megkívánt jeleket is, egy ilyen jel, karakter tárolására 8 bitet szükséges. • Így 28=256 különféle jel tárolható. • Egy hozzárendelési szabály, egy táblázat szerint, minden egyes bitsorozat egy karaktert, jelet jelképez, mely szabály nemzetközileg elfogadott, egységes, szabványos kódrendszer (ASCII). Készítette: Kőrössy Ildikó

  12. Karakterek ábrázolása a számítógépben 2 • ASCII = American Standard Code for Information Interchange, általában: mini és mikroszámítógépeken. • Az ASCII kódrendszerben a: • 0 és 127 között a rögzített (azaz mindenhol a világon ugyanazon) jelek helyezkednek el, • 128 és 255 között a nemzetfüggő átdefiniálható jelek vannak (pl. a magyar ékezetes betűk). • A Microsoft cég Magyarország (és Közép-Európa) számára a 852-es jelű, Latin II. kódlapot adta. • Általában az EBCDIC kódrendszert használják a nagyszámítógépeken. Készítette: Kőrössy Ildikó

  13. Számábrázolás • A számítástechnikában a 2-es és a könnyebb olvashatóság érdekében a 16-os (régebben a 8-as) számrendszer terjedt el. • A gépben az adatábrázolás kettes számrendszerben történik. • A számítógép eltérően tárolja az egész és a valós (tört) számokat. Készítette: Kőrössy Ildikó

  14. Fixpontos vagy egész ábrázolás 1 • Az előjeles egész számok ábrázolására a ketteskomplemens képzés módszerét alkalmazzuk: a bináris szám minden jegyét átfordítjuk a másik jegyre. • A szám ellentettjét úgy kapjuk, hogy a komplemenshez hozzáadunk 1-et. Készítette: Kőrössy Ildikó

  15. Fixpontos vagy egész ábrázolás 2 • Az 1 byte-on (8 bit) történő ábrázolás természetesen csak 8 számjegyet jelent, melyből az első bit az előjelbit: • 0 : pozitív előjel • 1 : negatív előjel • 1 byte: -128 … 127 (27-1) (256 lehetőség) • 2 byte: -32 768 … 32 767 (215-1) (65 536 lehetőség) Készítette: Kőrössy Ildikó

  16. Fixpontos vagy egész ábrázolás 3 • Pl: Számítsuk ki: -12(10) = ?(2) 12 (1 byte-on): 0000 1100 12 komplemense: 1111 0011 + 1 12 ellentettje: 1111 0100 Tehát: -12(10) = 1111 0100(2) Ellenőrzés: 12+(-12): 1 0000 0000 (Túlcsordulás!) Készítette: Kőrössy Ildikó

  17. Lebegőpontos vagy valós ábrázolás 1 • Ehhez a számot ún. kettes normálalakra kell hozni: szám=mantissza*bszrkarakterisztika Pl.: 154=1,54*102 (számrendszer: 10) 11,01=0,1101*210 (számrendszer: 2) • A mantissza 0 és 1 közé esik. • A karakterisztika a hatvány. Készítette: Kőrössy Ildikó

  18. Lebegőpontos vagy valós ábrázolás 2 • Megegyezés szerint az egyszerespontosságú lebegőpontos számábrázolás 4 byte-on történik, • 1 byte: karakterisztika • 3 byte: mantissza Ebben az esetben az ábrázolt szám nagysága: 2-128 és 2127 között lehet. • Ha 4 byte nem elegendő, 8 byte-on dolgozhatunk,ekkor a szám kétszerespontosságú lebegőpontos ábrázolásáról beszélünk, • 2 byte: karakterisztika • 6 byte: mantissza Az első bit ezekben az esetekben az előjeleknek van fenntartva. Készítette: Kőrössy Ildikó

  19. Lebegőpontos vagy valós ábrázolás 3 • A kettes számrendszer tört helyi értékei: 0,5 =1/2 =0,1 0,25 =1/4 =0,01 0,125 =1/8 =0,001 0,0625 =1/16 =0,0001 stb. Készítette: Kőrössy Ildikó

  20. Lebegőpontos vagy valós ábrázolás 4 • Pl: Számítsuk ki: -45,875(10) = ?(2) 45(10)=101101(2) ,875(10)=,111(2) Tehát normál alak (2)-ben: 0,101101111*26=0,101101111*2110 - Előjel: 1 (mert: negatív) 45,875(10)=101101,111(2) Készítette: Kőrössy Ildikó

  21. Lebegőpontos vagy valós ábrázolás 5 - Karakterisztika (hatvány): 100 0110 7 biten torzítva: +64(10)=+100 0000(2) (így a negatív hatványok esetében nincs egyéb változás): • Mantissza (3 byte-on): 1011 0111 1000 0000 0000 0000 TEHÁT: 1100 0110 1011 0111 1000 0000 0000 0000 Készítette: Kőrössy Ildikó

  22. A számítógép működése 1 • Mit kell tudnia? • beolvasni a végrehajtandó műveleteket és az adatokat, • végrehajtani a műveleteket az adatokkal, • ki kell jeleznie, ill. tárolnia kell az eredményeket, • legfőképpen vezérelnie kell az egész folyamatot. Készítette: Kőrössy Ildikó

  23. A számítógép működése 2 • Ennek megfelelően a számítógépnek 5 fő egysége van: • bemenő (input) egység, • kimenő (output) egység, • vezérlő egység • aritmetikai (műveletvégző) egység, • tároló egység. Készítette: Kőrössy Ildikó

  24. Fizikai felépítés 1 • Fizikailag a legtöbb személyi számítógép legalább három részből tevődik össze: • Alapgép • Monitor • Billentyűzet Szükség esetén: • Egér • Nyomtató • A különféle részegységeket tartalmazó, illetve ilyenekkel kiegészített számítógépeket számítógép-konfigurációknak nevezzük. Készítette: Kőrössy Ildikó

  25. Fizikai felépítés 2 • A számítógépek fizikai kiépítése sem egységes. • A hordozható számítógépek (laptop, notebook, palmtop) teljesen egybe vannak építve. • Asztali kivitelű PC-k (Personal Computer) általában több, egymással összekapcsolt részegységből állnak. Készítette: Kőrössy Ildikó

  26. Harver, Szoftver • Hardvernek nevezzük valamely számítógép elektronikus és mechanikus alkatrészeinek összességét. • Hardver = „kemény” áru, = megfogható. • Szoftvernek nevezzük a számítógépen futó, illetve futtatható programok összességét. • Szoftver = „lágy” áru, = megfoghatatlan. • A szoftvert mindig valamilyen adathordozó tartalmazza. Készítette: Kőrössy Ildikó

  27. Funkcionális felépítés • A hardver funkcionálisan három fő részre osztható: • Központi feldolgozó egység (CPU) • Memória • Perifériák Készítette: Kőrössy Ildikó

  28. CPU 1 • Central Processing Unit. • A számítógép „agya”. • Irányítja a számítógép adatforgalmát, feldolgozza az adatokat. • PC: a CPU egyetlen integrált áramköri lapkán helyezkedik el • Fő részei: • Vezérlő egység (CU) • Aritmetikai és logikai műveleteket végző egység (ALU) • Regisztertömb Készítette: Kőrössy Ildikó

  29. CPU 2 • CPU jellemzője: utasításkészlet: azoknak az utasításoknak a halmaza, amelyeket a processzor értelmezni tud. • A különféle számítógépcsaládokhoz különféle processzorokat fejlesztettek ki, melyek eltérő utasításkészlettel rendelkeznek. (pl.: IBM PC, Apple Machintosh gépcsalád). • Az egy családba tartozó gépek fejlesztésénél a régebbi processzorok utasításkészletét bővítették. Készítette: Kőrössy Ildikó

  30. CU 1 • A központi vezérlő egység (CU) feladata: • az utasítások értelmezése; • az utasítások ütemezése; • a fizikai egységek közötti szinkronizációt; • az utasítások végrehajtatása. • A CU-ban: egy órajel-generátor: meghatározott időnként órajelet bocsát ki. • Az órajelek frekvenciáját Hertz-ben (MHz) mérjük. • Két órajel között eltelt idő: ciklusidő. Készítette: Kőrössy Ildikó

  31. CU 2 • Az egyes gépi utasítások végrehajtása az órajel hatására történik. • Az órajelre a vezérlő egység megkezdi a következő utasítás végrehajtását. • Az utasításnak a ciklusidőn belül be kell fejeződnie, hiszen az újabb órajel hatására megkezdődik a következő utasítás végrehajtása. • A ciklusidő hossza - így az órajel-generátor frekvenciája - jól jellemzi a processzor sebességét. Készítette: Kőrössy Ildikó

  32. CU 3 Készítette: Kőrössy Ildikó

  33. CU 4 • A processzor teljesítményének jellemző: a processzorszóhosszúsága (= hány bitet tud egyszerre kezelni). • 286-os típus: 16 bites szóhosszúságú • 386-os és magasabb verziószámú mikroprocesszorok: 32, 64 bitesek. • Kiegészítő jelek: • SX változat: a mikroprocesszoron belüli átviteli vonalak csak 16 bitesek (lassú a processzor működése). • DX változat: normál. Készítette: Kőrössy Ildikó

  34. CU 5 • A számítási műveletek gyorsítására egy segédprocesszort, úgynevezett co-processzort alkalmaznak. • Ezeket elsősorban a lebegőpontosan ábrázolt számok feldolgozására fejlesztették ki. • A PC-kben található főprocesszorok ugyanis csak egész számokkal tudnak számolni, a lebegőpontos műveleteket programokkal valósítják meg, s ez lényegesen lassabb, mint a hardware-s megoldás. • Vannak több egyenrangú processzort tartalmazó PC-k is. Ez az utasítások párhuzamos végrehajtását teszi lehetővé. Készítette: Kőrössy Ildikó

  35. ALU • Az aritmetikai-logikai művelet-végrehajtó egység(ALU) képes a megszokott aritmetikai és logikai műveletek elvégzésére, valamint a relációk kiértékelésére. ill. összetettebb típusok esetén a lebegőpontos műveletek elvégzésére is. • Az ALU alapműveletként többnyire az összeadást, kivonást, az ÉS és a VAGY műveleteket tudja elvégezni. A szorzást és az osztást összeadások illetve kivonások segítségével valósítja meg. Készítette: Kőrössy Ildikó

  36. Regiszterek • A regiszterek a programállapot és az adatok átmeneti tárolására szolgálnak. • Nagyon gyors memóriák. • Magas ára miatt csak néhányat helyeznek el a számítógépekben. Készítette: Kőrössy Ildikó

  37. Memória 1 • Nincs mozgó alkatrész. • Az adatok és az utasítások tárolására szolgál. • Alapegységei a byte-ok, melyek mindegyike önálló címmel rendelkezik. A byte-okat 0-tól kezdve számozzák meg, ez a szám lesz a byte címe. Készítette: Kőrössy Ildikó

  38. Memória 2 • Csak olvasható - ROM (Read Only Memory) – memória: tartalmát egyszer lehet beírni, ezután változatlan marad. A tápfeszültség megszűnése esetén (pl.: kikapcsoláskor) sem felejti el azt. • A ROM-ban a számítógép működéséhez szükséges adatokat és programokat tárolják (BIOS = Basic Input/Output System = perifériák vezérlőprogramjai). Készítette: Kőrössy Ildikó

  39. Memória 3 • EPROM =Elektronikusan programozható ROM. • Programozása EPROM író eszközzel. • UV sugárzás hatására tartalma törlődik. Készítette: Kőrössy Ildikó

  40. Memória 4 • Az írható, olvasható RAM (Random Access Memory) memóriában, az éppen futó programokat és adataikat tárolják. • Felhasználói memória. • Tipikus méretek: 256, 512 KB1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 MB. Készítette: Kőrössy Ildikó

  41. Memória 5 • CACHE = gyorsító tár. • Speciális, gyors RAM. • A programok végrehajtását gyorsítja. • Tipikus méretei: 64, 128, 256, 512 KB. • A mikroprocesszor szabadidejében feltölti ezt az éppen használt program körüli utasításokkal, adatokkal. Ekkor a processzor a következő utasítást a CACHE-ből olvassa. Készítette: Kőrössy Ildikó

  42. Memória 6 • CMOS = akkumulátorról táplált kis fogyasztású RAM. • A számítógép konfigurációjához, kiépítettségéhez szükséges adatokat tárolja. • Tartalmát a ROM BIOS-ban tárolt SETUP programmal lehet kezelni. Készítette: Kőrössy Ildikó

  43. Perifériák • A számítógéphez különböző perifériák kapcsolhatók hozzá. • Ezek egy része: beviteli eszköz, amely az adatok bevitelére szolgál, kiviteli eszköz, amely az adatok kiírására szolgál, háttértároló. amely az adatok és programok hosszabb ideig tartó tárolása szolgál. Tartalmuk a számítógép kikapcsolása után is megmarad. Készítette: Kőrössy Ildikó

  44. Mágneses adathordozók 1 • Gyakorlatban: egy nem mágnesezhető (pl. műanyag) alapra felvisznek egy vékony mágneses réteget, ez a mágneses adathordozó. • Az adathordozó felület állandó mozgásban van a fej előtt. • A legelterjedtebb mágneses adathordozók a különböző mágneslemezek. Készítette: Kőrössy Ildikó

  45. Mágneses adathordozók 2 • A lemezfelületek logikailag koncentrikus körökre oszlanak, ezeket a köröket sávoknak nevezzük. • Egy-egy sávra egyforma adatmennyiség írható fel, függetlenül attól, hogy a lemez szélén, vagy a közepén helyezkedik-e el. • A sávok szektorokra oszthatók, ezek azonos számú byte-ot tartalmaznak (512 B). Készítette: Kőrössy Ildikó

  46. Merevlemez 1 • A személyi számítógépekben egy vagy két merevlemezt (winchester) szoktak elhelyezni. • A winchester táraknál egy, vagy több merev mágneslemez helyezkedik el egy légmentesen lezárt tokban. • Az összes mechanikus alkatrész a tokon belül van, por, szennyeződés nem kerülhet a tokba. A legelterjedtebb winchester tárak kapacitása 80 Mbyte és néhány Gbyte között van. Készítette: Kőrössy Ildikó

  47. Merevlemez 2 • A merevlemez a gép bekapcsolásakor forogni kezd, és csak a gép kikapcsolásakor áll meg. • A merevlemez, bár külső tároló, általában a számítógép dobozán belül található, de különálló egységként is csatlakoztatható a számítógéphez. • A winchesterek a számítógépbe építésüktől függően lehetnek: • Cserélhetők • Nem cserélhetők Készítette: Kőrössy Ildikó

  48. Merevlemez 3 • Lemezoldal: több is lehet (ahány fej). • Sáv (track): egy koncentrikus kör egy lemezoldalon. A sávok sűrűn helyezkednek el a lemezoldalakon. Minden olyan koncentrikus kör, ahol a fej pozícionálni tud, egy-egy sáv. • Szektor (blokk): egy sávon belül több körcikk. Köztük hézagok (gap) vannak. A fizikai méretüktől függetlenül azonos mennyiségű adatot tartalmaznak. • Cilinder: több lemezoldal egymás fölötti sávjai: egy fejállással írhatók/olvashatók a cilinder szektorai. Készítette: Kőrössy Ildikó

  49. Hajlékony lemez 1 • A másik, széles körben használt adathordozó a hajlékony lemez (floppy). • A mágneses felület hordozóanyaga egy hajlékony műanyag lap. • A hajlékony lemez a lemezegységbe (floppy meghajtó) helyezve, ha eléri a kívánt fordulatszámot, a tehetetlenség hatására úgy viselkedik, mintha merevlemez lenne. • A floppy meghajtó többnyire a számítógép dobozában található. Készítette: Kőrössy Ildikó

  50. Hajlékony lemez 2 • A floppykat papír, vagy műanyag védő tokba helyezik a gyártásnál. Ebből a tokból nem szabad kivenni. • Többféle méretű és írássűrűségű floppy van forgalomban. A legelterjedtebbek : Kicsi: • 5.25 hüvelykes 360 kbyte kapacitású (Double Density =DD) • 5.25 hüvelykes 1.2 Mbyte kapacitású (High Density =HD) Mini: • 3.5 hüvelykes 720 Kbyte kapacitású (Double Density =DD) • 3.5 hüvelykes 1.44 Mbyte kapacitású (High Density =HD) Készítette: Kőrössy Ildikó

More Related