Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® 2. Informatikai alapismeretek - hardver 2.2. A számítógép felépítése
2.2.1. A Neumann – elvű számítógépek Neumann elvek: 1. A számítógép legyen soros működésű: A gép az egyes utasításokat egymás után, egyenként hajtja végre. 2. A számítógép a kettes számrendszert használja, és legyen teljesen elektronikus: A kettes számrendszert és a rajta értelmezett aritmetikai ill. logikai műveleteket könnyű megvalósítani kétállapotú áramkörökkel (pl.: 1- magasabb feszültség, 0 - alacsonyabb feszültség). 3. A számítógépnek legyen belső memóriája: A számítógép gyors működése miatt nincs lehetőség arra, hogy minden egyes lépés után a kezelő beavatkozzon a számítás menetébe. A belső memóriában tárolhatók az adatok és az egyes számítások részeredményei, így a gép bizonyos műveletsorokat automatikusan el tud végezni. 4. A tárolt program elve: A programot alkotó utasítások kifejezhetők számokkal, azaz adatként kezelhetők. Ezek a belső memóriában tárolhatók, mint bármelyik más adat. Ezáltal a számítógép önállóan képes működni, hiszen az adatokat és az utasításokat egyaránt a memóriából veszi elő. 5. A számítógép legyen univerzális: A számítógép különféle feladatainak elvégzéséhez nem kell speciális berendezéseket készíteni. A Neumann-elvű számítógépek alapvető funkcionális (hardver) egységei •
• •
központi egység (Central Unit) o központi feldolgozó egység (Central Processing Unit; processzor vagy mikroprocesszor) központi vezérlő egység (Control Unit) CU aritmetikai-logikai egység (Arithmetical-Logical Unit) ALU regiszterblokk nem feltétlen részei gyorsítómemória (cache) matematikai társprocesszor (Floating Point Unit) FPU o operatív tár (memória) háttértárak (pl. merevlemez, CD vagy DVD, floppy, stb.) perifériák o input perifériák (pl. billentyűzet, egér, szkenner, stb.) o output perifériák (pl. képernyő, nyomtató, hangszóró, stb.)
Egy személyi számítógép a fentieken kívül még további hardver elemekkel is rendelkezik.
1/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült®
2.2.2. A számítógép részei és jellemzői A számítógép főbb részei: alaplap, központi feldolgozó egység, memória, buszrendszer, interfészek, ház, tápegység. Alaplap részei: (dőlttel kiemelt eszközöket lentebb bővebben..) • • • • • • • •
•
• • •
• • •
• •
mikroprocesszor (pl. Intel Pentium 4) memória (pl. 512 MBájt) DMA vezérlő BIOS (pl. 4 mbit elektronikusan törölhető EEPROM) CMOS RAM és elem órajel-generátor ATX csatlakozó (a számítógép ház hálózati tápegységéhez) alaplapi chipkészlet (pl. Intel 845PE vagy SiS 645) o az alaplapon levő hardver elemek működésének összehangolása, és a köztük zajló adatforgalom vezérlése IDE csatlakozások (ATA vagy UDMA vezérlő) o HDD (Hard Disc Drive) meghajtók csatlakoztatása o CD meghajtók csatlakoztatása (CD-ROM, CD-RW, DVD, stb.) SATA csatlakozók (némelyiken raid vezérlő is) FDD (Floppy Disc Drive) csatlakozás buszrendszer és bővítőhelyek (slot-ok) o AGP bővítőhely (Accelerated Graphics Port; monitorkártya csatlakoztatására) o PCI bővítőhelyek (pl. hangkártya csatlakoztatására) (újabbakon PCI-Express) integrált periféria vezérlőkártyák (pl. integrált monitor- vagy hangkártya) külső periféria vezérlőkártyák (pl. monitorkártya, hangkártya) külső csatlakozó felületek o soros port(ok) (pl. külső modem csatlakoztatására) o párhuzamos port(ok) (pl. nyomtató csatlakoztatására) o USB port(ok) (pl. egér csatlakoztatására) o PS/2 portok (pl. billentyűzet és egér csatlakoztatására) o MIDI vagy játékport (gameport) WiFi Slot További egyéb kiegészítők…
DMA vezérlő (Direct Memory Access) célja a processzor tehermentesítése, ha nagy mennyiségű adatot kell átvinni a memória és valamelyik periféria vagy periféria-vezérlő (pl. hangkártya) között. BIOS (Basic Input-Output System) diagnosztikai program, amely alapvető hardver elemek felismerése és tesztelése (pl. merevlemez, memória) szolgál. Emellett még konfigurációs program is (setup) (pl. dátum és idő beállítása, merevlemez típusának megadása, bootoló eszköz kiválasztása, stb.) és alapvető hardver elemek vezérlő vagy meghajtóprogramjai ("driver"-ek) tartoznak ide, illetve operációs rendszer betöltőprogramja is (boot program) CMOS RAM célja az alapvető konfigurációs adatok tárolása. A CMOS RAM áramforrása egy külön elem, hogy a számítógép kikapcsolásakor is megőrizze az adatokat.
2/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® Az ÓRAJELGENERÁTOR (CTC) a digitális eszközök működéséhez szükséges órajelet előállító áramköri elem.A lelkét általában egy nagyfrekvenciás kristály (szilicíum) képezi, amely által szolgáltatott ütemet azonban a generátor szükség esetén tovább oszthatja.(úgy képzelhetően, mint az a személy, aki hajón dobolt és ezzel adta az ütemet, h mikor kell meghúzni az evezőt) Alaplapi chipkészlet (pl. Intel HUB Architektúra) •
• •
•
memóriavezérlő HUB (MCH) vagy "északi híd" (northbridge) o mikroprocesszor o memóriavezérlő o FSB (Front Side Bus); a processzort és a memóriát az MCH-n keresztül összekötő adatbusz o külső AGP vezérlő az északi- és déli hidat összekötő közvetlen ("belső") adatbusz I/O vezérlő HUB (ICH) vagy "déli híd" (southbridge) o PCI busz és bővítőhelyek (slot-ok) o IDE csatornák (pl. UDMA/133) o USB portok o SIO (Super I/O) eszközök (pl. floppymeghajtó, egér, billentyűzet, soros és párhuzamos portok) o egyéb rendszerelemek AMR (Audio Modem Riser) port (pl. hangkártya és modem csatlakoztatására) CNR (Communication and Network Riser) port (pl. ETHERNET hálózati csatlakozásra) firmware HUB (FWH) o alaplapi BIOS o beépített véletlenszám-generátor (pl. titkosításhoz)
Az alaplapon lévő vezérléshez hozzátartozik még a sínrendszer és a megszaktás-vezérlő. Sínrendszer a CPU alkatrészei egymáshoz buszokon (magyarul síneken) keresztül csatlakoznak. Buszok alatt azonos feladatokat ellátó vezetékcsoportot értünk. Jól látható megvalósítása a nyomtatott áramköri lapka, amelyre a számítógép részegységeit megvalósító integrált áramköri tokokat és egyéb elektronikus alkatrészeket ültetik. Megszakítás-vezérlő(ITC Interrupt Control): ha az eszközök vagy a programok működésük közben hibát észlelnek vagy adatokat akarnak forgalmazni, azaz valamilyen okból a CPU munkáját fel akarják függeszteni, akkor megszakítási kérelmet küldenek ide. A megszakításvezérlő dönt a kérelmek végrehajtási sorrendjéről, és lekezeli őket. Azt is mondatnánk, hogy a számítógép azért dolgozik jól, mert szükség estén megszakíthatják a munkáját. Ide tartoznak még a periféria vezérlőkártyák vagyis interfészek pl.: monitorkártya, grafikus gyorstókártya (pl. 3D grafikához), hangkártya, videokártya, modemkártya, TV tunerkártya, digitalizálókártya, stb. Központi feldolgozó egység (Central Processor Unit CPU) A CPU általában egy darab nyomtatott áramkör (IC); különböző gyártótól származó, különböző típusú gépekben lehet azonos CPU is. A CPU-k megkülönböztetése a gyártó neve és az IC száma alapján történik pl.: Intel 8088; Motorola 68000 stb…
3/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® A központi feldolgozó egység részei az aritmetikai-logikai egység (ALU), amely a számításokat végzi; a vezérlőegység (CU), amely a számítógép vezérlését végzi; a regiszterek, amelyek azokat az adatokat tárolják, amelyekkel az ALU illetve a CU éppen dolgozik. Illetve idetartozik még a programszámláló, akkumlátor, jelző, stb.. A programszámláló a soron következő utasítás memóriacímét tárolja. Az akkumulátor a műveletek operandusait és a részeredményeket tárolja. A jelző egy művelet elvégzése során bekövetkezett változásokról (eredmény előjele, paritása; történt-e túl--csordulás, átvitel stb.) tudósít. Nézzük meg mindez, hogyan müködik együtt a gyakorlatban: A CPU az órajel-generátor (CTC) ütemére dolgozik. Az első ütemben a végrehajtandó utasítást az operatív memória (OM) a programszámláló által jelzett rekeszéből behívja a CUba. Ezek alapján a CPU eldönti, hogy mit kell csinálni, és ehhez milyen adatokat kell lehívni az akkumulátorregiszter(ek)be – ezeket sorra be is tölti, és a művelet(ek)et végrehajtja. Természetesen nem csak számítási műveleteket végezhet a processzor, hanem adatokat is mozgathat. Ebben az esetben a megfelelő periféria-vezérlőnek adja át, vagy megfelelő perifériavezérlőről olvassa (SIO = soros kapu; PIO = párhuzamos kapu; FDC = floppy lemez meghajtó; HDC = merev lemez meg-hajtó; CRT = monitorvezérlő) a bitsorozatot. Minden műveletre meghatározott számú órajel ütésnyi idő áll rendelkezésre. Amennyiben ez alatt végrehajtja a CPU a feldolgozást, azaz nem történik probléma, akkor az automatikusan lépő programszámláló a következő utasítás címét tartalmazza már, és ennek a végrehajtása kezdődik. Ha hiba történt, akkor a megszakítás-vezérlő (ITC) felfüggeszti a CPU munkáját, és megpróbálja lekezelni a hibát A processzorok gyakran használt mérőszámai: A processzor mekkora számokkal képes számolni, mivel kettes számrendszerben dolgozik, ezért bitekben adják meg ( belső busz szélességét), ezzel a számmal fémjelzik a processzorokat, hogy hány bitesek. Például manapság 32 bitesek, de terjednek a 64bitesek is. Az adatbusz szélessége, ami azoknak a vezetékeknek az összessége, amelyeken keresztül a processzor adatokat képes továbbítani, ezt is bitekben mérik. Például manapság 64 vagy 128 bites adatbusz szélességek vannak. Az órajel, amely azt adja meg, hogy a processzort hajtó áramimpulzusok 1 másodperc alatt hányan voltak. Például manapság a 3-4 Ghz-es processzorok a jellemzők. A cache memória mérete, amely vagy a processzorban vagy az alaplapon lévő gyors elérésű tár. A processzor itt tárolja az éppen használt adatokat. A MIPS (Mega Instructions Per Second) szám az adja meg, hogy hány millió gépikódú utasítást tud végrehajtani egy másodperc alatt. A MFLOPS (Mega Floating Point Operations Per Second) szám az adja meg, hogy hány lebegőpontos műveletet képes végrehajtani egy másodperc alatt. A processzoroknak régen két nagy fajtája volt a CISC és RISC. A CISC-es processzorok a 60-as években voltak, amikor drága volt a memória, ezért kicsi programokat kellett írni és a processzornak is sok gépikódú utasítást kellett tartalmazni és kevés regisztert. Ilyen volt például az Intel 8086. A RISC típusú processzoroknál, már kevésbé diktált a memória, ezért olyan processzorok kellettek, amik sok regisztert tartalmaztak és kevés utasítást, ezért gyorsabb és hatékonyabb programok lehettek. Processzorok kronológiai sorrendben: (Intel processzorok, csak) - Intel 4004: 4 bites, 2250 tranzisztor ’70 - Intel 8080: 8bites, 16bites címbusz ’74
4/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® -
8086/8088: 20 bites címbusz 16/8bites adatbusz ’78 80286: 16bites belülről, 16bites, adatbusz, 24bites címbusz, 134 000 tranzisztor ’84 80386: 32bites belülről, 32bites adatbusz, 32bites címbusz, 275 000 tranzisztor ’85 80486: egy 386, egy 387(FPU csak) és 8kb cache memória ’89 Pentium: 486-os újratervezése 32bites belülről, 64bites adatbusz, 32bites címbusz, 66Mhz ’93 Pentium Pro: 32 bites belülről + 256kb L2 cache (másodszintű gyorsítótár) ’95 Pentium MMX: multimédiára lett tervezve, 4,5 millió tranzisztor ’96 Pentium II: Pro javított verziója, kapott 512kb L2 cache-t + jobb 16bites kompatibilitás ’97 Celeron: nincs benne cache, olcsóbb, lassabb ’98 Pentium III: PII újratervezése ’01 Pentium IV: 140-150 millió tranzisztor ’03
Pipe-line: Az utasítások folyamatosan követik egymást, de még az egyik be sem fejeződött, kezdődik a következő. Interrupt: Megszakítás, kiugrás. Miközben a CPU dolgozik, történhetnek olyan események, amelyre reagálni kell, addig lementi ideiglenesen azokat az adatokat, amikkel dolgozott, lekezelés a megszakítás okát majd folyatja ott, ahol abba hagyta. Memória A memóriákból kétfajtát különböztettünk meg. A csak olvasható ROM, illetve az írható, olvasható RAM memóriákat. A ROM (Read Only Memory) előnye, hogy a gép kikapcsolása után is megmarad a benne lévő adat. A gép számára nélkülözhetetlen adatokat és programokat tárol például a ROM BIOS. A PROM (Programable ROM) volt az első programozható ROM. Csak egyszer lehetett „írni”, vagyis az ellenállásokat elégetni (Ilyen jön az új BIOS besütése…). Az EPROM (Ereasable PROM) már olyan memória volt, ami UV fény hatására törölte a rajta lévő adatokat. Az EEPROM (Electrically EPROM) a mostanság elterjedt flash memóriák, aminek a legfontosabb tulajdonsága, hogy elektromosság hatására törölhető. A RAM (Random Access Memory) írható és olvasható, de hátránya, hogy a gép kikapcsolása utána a tartalma elveszik. Feladata, hogy a szgép működése közben adatokat és programokat tároljunk benne, mivel sokkal gyorsabban írható, olvasható, elérhető, mint más háttértárak. A DRAM-ok voltak az első ramok, amely kb. 64kb nagyságúak voltak. Utána az EDO ramok jöttek, amelyek már 8-32mb nagyságúak voltak. A jelenleg már kevésbé korszerű, de még is a legelterjedtebb ram az SD ram, ami 128 -512mb tárkapacitású és 100 illetve 133Mhz-en működnek. A DDR ram már egyszerre két bitet küld íráskor, 512mb- 2gb tárkapacitású és maximum 500Mhz-en működnek az elektromos és mágneses tér zavarásai miatt. A DDR2-es memóriáknál, ezt már kiküszöbölték. Az Intel RAMBUSZ memóriája, drágasága miatt nem terjedt el. Buszrendszer A buszrendszer az alaplapon futó vezetékek és csatlakozók összegsége. A buszrendszer 3 részre osztható fel: adatbusz, címbusz, vezetőbusz. Az adatbusz szállítja az adatokat pl.: pentiumoknál már 64biten. A címbusz azonosítja az eszközöket pl.: memória címzés 32 biten. A vezérlőbusz pedig vezérli az adatforgalmat.
5/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® Házak Többféle szempont szerint lehet csoportosítani a házakat. Vannak szerver gépekhez házak és személyi számítógépekhez házak. Elrendezés szempontjából létezik álló és fekvő ház. Régebben nem a különbözőfajta tápegységekhez különbözőfajta házak tartoztak. Ezek alapján voltak AT-s és ATX-es tápot befogadó házak. A házak szerepe egyértelműen a hardver eszközök összefogása és a környezeti hatásoktól való védelme. Mivel manapság egyre több hőt termelő hardver eszközök vannak, ezért alap feltétele egy háznak a jó levegőztetés, szellőzés, sőt némelyikbe már alapból vízhűtést is raknak bele a nagy hűtő ventilátorok és bordák helyett. A másik manapság elterjedő dolog a házaknál a design-es külső, amelyet fénycsövekkel, plexiüveggel és moddingolással tesznek látványosabbá. Az Intel nem régiben átdolgozta az ATX-es alaplapok elrendezést és megszületett a BTX. A BTX a jobb hűtés irányába fordult el. A főfeladat a processzor hűtése, a többi csak másodlagos. Tápegység A tápegység feladata, hogy a gépházban lévő hardver eszközöknek a megfelelő nagyságú feszültséget biztosítja. A hálózati 230 voltot 5 illetve 12 voltokra transzformálja le. A különféle eszközöknek különféle tápcsatlakozói vannak. Pl.: floppy tápcsatlakozó, alaplapi tápcsatlakozó, stb. A tápegységeket a maximális teljesítményeik alapján is lehet csoportosítani. Pl.: 320 wattos, 450 wattos, stb. Ez azt jelenti, hogy mekkora teljesítményű rendszert képesek ellátni. Az újabb tápegységeket már felszerelik túlfeszültség védővel, teljesítmény szabályzókkal, rövidzár elleni védelemmel, stb. A munka szünetmentességét is a szünetmentes tápok biztosíthatják, amelyekben egy kondenzátor töltődik folyamatosan és áramszünet esetén, innen kap energiát. Régebben kétfajta táp létezett az AT-s és az ATX-es. Az AT tápok, ma már nem jellemzőek, mivel ott a hálózati feszültséget szakítják meg, míg az ATX-es tápoknál az alaplapon mindig van feszültség. Mostanság tört be a piacra egy új típusú tápegység a móduláris tápegység. Lényege és előnye, hogy a tápkábelek szabadon lecsatlakoztathatóak a tápegységről így kevesebb kábel található a gépházban!
2.2.3. Perifériák és főbb jellemzőik A perifériák közé tartoznak a be és kimeneti eszközök, illetve a háttértárak. A beviteli eszközök közé tartoznak a billentyűzet, egér, botkormány, fényceruza, rajzpad, scanner, touchscreen, midi billentyűzet… A billentyűzet A billentyűzetekből régebben két fajta létezett az XT-s (nem programozható) illetve az AT-s (programozható). Az XT-s billentyűzeteken 84 gomb volt, mára már kihalt ez a típus. A leggyakoribb a 101/102-os változat vagy a Windows-hoz kifejlesztett 104/105 vagy esetleg több gombos változat. A billentyűzet általában tartalmazza a nemzeti írásjeleket is. A billentyűzet részei: funkcióbillentyűk (F1-F12); alfanumerikus blokk; vezérlő blokk; kurzormozgató blokk; numerikus billentyűzet; vezérlő billentyűkkel kombinált numerikus blokk. Az újabb billentyűzeteken már vannak úgynevezett multimédiás billentyűk, amelyek multimédiához vagy más programhoz szükséges gyors billentyűkként szolgálnak, némelyiknél ezek programozhatóak. A billentyűzeteknél fontos dolog az, hogy hogyan oldották meg a nyomásérzet utánzását. Vagyis, hogy a billentyűket leütés után milyen szerkezet továbbítja a szgépnek. Régebben a
6/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® fémnyelves megoldás volt az elterjedt, manapság már inkább a fóliás verzió. A fémnyelves billentyűzeteknél a gombon is illetve a gomb alatti érzékelőn is volt egy fémnyelv, és ha a kettő összeért, akkor ütöttük be a betűt. A fóliásnál két fólia találkozásakor záródott az áramkör. Mivel ezek is még eléggé hangosak voltak, ezért a billentyűk alá betettek gumi illetve később rugót is. A másik fontos dolog a vakon gépelésben segítő jelek. Ezek az F; J; 5 gombon vannak, hogy segítség a tájékozódásban. A gombok mérete és kiosztása is fontos, manapság a qwerty billentyűzetek a legelterjedtebbek. Az ergonomikus billentyűzetek nem terjedtek el. Egér Az egér viszonylag új dolognak számít a beviteli eszközök között, mivel csak 1968-ban fejlesztették ki, de csak 1984-ben terjedt el. Feladata a tökéletesebb pozicionálás, amelyet az egérkurzor mozgásával lehet elérni. Az egérkurzor együtt mozog az egérrel, amely ha ortomechanikus, akkor az alján lévő golyó segítségével érzékeli a mozgást, ha viszont optikai, akkor az egérpad által visszavert sugárból állapítja meg az elmozdulást. Track ball Szó szerint kővetőgolyó, de inkább hanyategérnek szokták szólítani, mivel a hátán helyezkedik el a golyó. Ilyenkor közvetlenül a golyót görgetjük az ujjainkkal. Botkormány Ezeket hívják joystickoknak. Főleg csak a játékok használatánál terjedt el és általában game porton kellett csatlakoztatni, ma már viszont usb-s eszközök vannak csak a piacon. Fényceruza A képernyőn megjelenő adatok között választhatunk vele, a kiválasztás az adott rész színe alapján történik. Rajzpad Egy toll mozgatásával egy speciális táblán tökéletes beviteli eszközként szolgál, mint rajzeszköz. Touchscreen Érintőképernyő, amin a képernyőhöz hozzáérve vihetünk be adatokat. Midi billentyűzet A zongora billentyűihez hasonló eszköz Scanner 3 fajta scannert különböztettünk meg: síkágyas, dobszkenner, kézi szkenner. A síkágyas szkennereknél egy sík üveglapra helyezik a digitalizálandó képet vagy szöveg és alatt egy lámpa megvilágítja, amelyet egy ccd sor optika érzékel és továbbít a számítógépnek. A
7/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® dobszkennereknél egy üveghengerre kell ráhelyezni a papírt, amelyet az üveghenger közepén lévő optika dolgoz fel. Ez a professzionálisabb. A kézi szkenner csak kisebb méretű és rosszabb minőségű képeket képes digitalizálni, főleg névjegykártyáknál használják. A szkennereknek két fontos tulajdonságuk van a felbontás és a denzitás. A felbontás az az, hogy egy inchen hány pontot lát (dpi dot per inch). A denzitás pedig, hogy egymás mellett lévő pontokat mennyire képes megkülönböztetni. Kiviteli eszközök közé taroznak a monitor, a nyomtató, a rajzgép, a hangkártya Monitorok A monitorokat többféle szempont szerint lehet csoportosítani. Az egyik a színkezelés, ami alapján lehet monochrom és színes monitor. A monochrom monitornál a felhasználó nem állíthatja át a megjelenítő színt, míg színesnél lehet választani egy színpalettából. A másik fajta szempont az üzemmód szerint történik, lehet alfanumerikus és grafikus. Az alfanumerikus esetén csak karaktereket képes megjeleníteni és ezeket is előre meghatározott számú sorban és oszlopban pl.: 25*80. Digitális szabványok: MDA: Monochrom Display Adapter monochrom, alfanumerikus 25*80 CGA: Color Graphics Adatper 320*240 4 szín a 16ból HGC: Hercules Graphics Card 25*80 vagy 25*40 monochromban grafikusan 718 * 348 EGA: Enhanced Graphics Adapter 6400*350 képpont 16 szín a 64ből és max. 43*80 alfanumerikus módban. Analóg szabványok: VGA: Video Graphics Away 320*200 256 színen vagy 640*480 de csak 16 szín a 256ból, mivel analóg, ezért ha képes rá, akkor jobb videókártyával is működik. SVGA: Super VGA maximális felbontás 1024*768 és 16 illetve 256 szín XGA: Extended GA 1280 * 1024, 16,7 millió szín SXGA: Super XGA 1450*1250 Monitorok típusok: CRT, LCD, TFT, Plazma, OLED CRT (Catod Ray Tube) katódsugárcsöves kijelző Van egy negatív töltésű izzókatód, amely egy pozitív töltésű foszfor rácson keresztül elektronnyalábokat bocsát ki, amely a képernyőre egy lyukmaszkon keresztül fény formájában érkezik. Ha színes a monitor akkor 3 elektronágyú van és 3féle foszfor. Amennyiben színes monitorról beszélünk és lyukmaszkos, akkor a három RGB szín lyukmaszkját trianguláris lyukmátrixnak hívjuk. Nem csak lyukmaszk lehet, hanem lehetnek rések is, ilyenkor már trinitron monitorokról beszélünk. Fontos jellemző adatok: Képátmérő, a monitor átmérője, amelyet általában colban adnak meg, manapság a 19 és 21’ monitorok a legelterjedtebbek. Képfrissítési frekvencia, vagyishogy egy másodperc alatt hányszor frissíti a képernyőt. Régebben kétfajta volt ebből is az interlaced és non – interlaced. Az interlaced váltott soros képváltás volt, egy képváltás két fázisban hajtott végre, mert egyszer a páros sorok és egyszer a páratlan sorok. A non-interlaced a teljes képváltás, amely manapság kapható crt monitorok közül az összes ilyen (NI). Az ajánlott frekvencia min. 75-80Hz alatt szemkárosító hatású. A
8/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® mai monitorokon még az LR jelzés is látható, amely a Low Radiation, alacsony sugárzási szint jelzése, vagyis kevésbé sugároznak. LCD (Liquid Crystal Display) folyadékkristályos kijelző A kép egy lapos műanyaggal bevont felületen generálódik. A katódsugárcsöves monitorral ellentétben a kép nem állandóan frissül, hanem csak akkor, amikor az adott képpont változik, így a vízszintes-, függőleges- és a képpontfrissítési frekvencia azt jelenti, hogy ha változik a kép, akkor mennyi idő alatt képes a változtatást végrehajtani, ezt hívják válaszidőnek. Ez mostanság 25-8ms között van. Az LCD monitoroknál fontos még a látható szög nagysága is. Müködési elve: áram rákötésével a folyadékban úszó kristályos elemek úgy polarizálódnak, hogy a fényt vagy átengedik, vagy bezárják. Háttérmegvilágítás vagy valamilyen idegen fény által sötét és világos képelemek, képpontok stb. jelennek meg. A modern LCD-kijelzők képesek arra, hogy a kristályokat különböző fokozatokba zárják, miáltal különféle szürke árnyalatok jönnek létre. Az LCD monitorok, ezért lényegesen jobban kímélik a szemet, hiszen a folyamatos vibrálás ezeknél a képernyőknél nem létezik. Környezetbarátabbak más szempontból is. Az LCD monitorok sugárzása lényegében nulla. Az LCD monitorok kevesebbet is fogyasztanak és a képük is puhább, szebb. Két hátrányuk van. Az egyik az, hogy ha nem szemből nézzük őket, akkor a kép kevésbé élvezhető, a másik hátrány a magasabb ár. Az LCD-monitor egyetlen fizikai hátrányát a LEP technológia készül orvosolni. Itt a képernyő felületét egy speciális fénykibocsátó anyaggal vonják be, melynek hatására a monitor oldalról is ugyanolyan éles képet biztosít, mint szemből. TFT (Thin Film Technology) Aktív mátrixos LCD kijelző Thin Film Transistor, tehát "vékonyfilmes-tranzisztor". A folyadékkristályos- kijelzőkkel (LCD) szemben a TFT-kijelző minden egyes képpontja egy saját tranzisztorból áll, amely aktív állapotban elő tud állítani egy világító pontot. Az ilyen kijelzők világossága és kontrasztja ezért érthetően magasabb, mint a hagyományos LCD-kijelzőkké. Ebben az összefüggésben aktív-mátrix kijelzőkről beszélünk. Az ilyen kijelzők hátrányosak a szabadban: miközben "passzív" LCD-kijelzők idegen fényt használnak fel egy képpont megvilágítására, addig a TFT-kijelzőknek a természetes fény ellenében kell világítaniuk. Csak ha túllépik a természetes fény erősségét, akkor olvasható el a képernyő felirata - viszont a nap fényerejével nem tudják felvenni a versenyt az akkumulátorral táplált aktív-mátrix kijelzők. Gas Plasma Display (Plazma kijelző) Ellentétben a folyadékkristályos (LCD) kijelzőkkel, melyeknél a fényforrás a címezhető sík mögött helyezkedik el, a plazma-elemek magukból fényt kibocsátó, 'égő' elemekből épülnek fel. UV fény megy be a szűrő rétegen, amely ionizálja a molekulákat, és fényt bocsát ki. 1 pixel 3 plazmacellából áll (RGB), és előnye, hogy minden szögből jól látszik. Jelentős energiafogyasztásuk miatt a noteszgépeket nem hódították meg. Előállításuk (ma 2 méter átlónál tartanak) költségesebb, mint az LCD kijelzőké, de nagy fényerejük különleges nappali alkalmazásokat tesz lehetővé. OLED (Organic Light Emitting Diode) organikus fénykibocsátó dióda Szerves anyagból készült fénykibocsátó diódákra alapozott, ígéretes kijelző-technológia. Míg a közismert LCD maga egy passzív fényszűrő (a fényforrás mögötte helyezkedik el), az OLED maga bocsát ki fényt, és pedig többszínű változatban. Fényereje jelentős, kontrasztja jó (igazi feketére képes), gyors (TV-jel sebességű) kapcsolhatósága, közel 180 fokos szögben leolvasható, energia- fogyasztása csekély. Minden pont 3 LED-ből.
9/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® Nyomtatók Az adatok papíron történő megjelenítése mindig is nagyon fontos feladat volt. Ennek megfelelően sokféle nyomtatási eljárás létezik. Amiket ma már nem használnak: villanyírógép, margarétakerekes nyomtató, írószalagos illetve íróláncos nyomtatók, íróhengeres nyomtatók, stb. A ma használt nyomtatási eljárások: tűs mátrix, tintasugaras nyomtató, lézernyomtató illetve a hőnyomtató. A nyomtatók minőségét dpi-ben (dot per inch) mérik, ami azt mutatja meg, hogy egy inch hosszúságú részen hány pontot képes elhelyezni a nyomtató. Manapság ez az érték a 6001200 dpi között szokott mozogni az otthoni felhasználásra szánt nyomtatók között. Alapban kétfajtaképpen különböztetjük meg a nyomtatókat. Impact vagyis mechanikus vagy non-impact nem mechanikus. A régebben használt nyomtatók voltak az impact nyomtatók, de még a tűs mártix nyomtató is ide tartozik. A margarétakerekes nyomtató úgy működött, hogy volt egy szalag, amin voltak a kalapácsok, amely végén voltak a betűk negatívjai és ezeket a papírra ütötték. Az íróláncos vagy szalagos illetve a hengeres hasonló elven működött, csak itt egy hengeren egy sorban végig egy-egy betű negatívja volt és csak a megfelelő helyen ütötték rá a kalapácsok a papírra a festéklepedőn keresztül. A tűs mátrix nyomtató előnye az olcsó nyomtatás és a több példányos nyomtatás volt. Hátránya viszont a drágasága, zajossága és a rossz minőségű képe miatt ma már kevés helyen használják. Működési elve egyszerű: van egy rugó, aminek a végén van egy forró tű. Ez a tű áthatol egy festék szalagon, amelyet a papírra üt. Általában egy nyomtatóban vagy 9, vagy 24 tű volt. Manapság már csak számlák és nyugták nyomtatására használják. A papírtovábbítás lehetséges traktorral, ekkor a leporellót a perforációjába akaszkodó tüskék húzzák, vagy pedig lapadagolóval, amely a lapokat egyenként befűzi, majd nyomtatás után kifűzi. A tintasugaras nyomatóknál is egy fej mozog a papír előtt, amely felrajzolja az ábrát a papírra. A fejben lévő fúvókák apró cseppeket lövellnek a papírra. A cseppek kilövése kétféleképpen történhet: termikus és piezoelektromos úton. A termikusnál az áram elpárologtatja a tinta egy részét, amely az így keletkező gőz segítségével kiszorítja a cseppet. Ez a canon fejlesztette ki és buborékos módszernek is szokták hívni, ezek a termékek voltak a bubblejet-ek. A piezoelektromosnál a piezoelektromos kristály áram hatására felhevül, ami kiszorítja a fúvókából a cseppet. Ezt a hp találta ki és ezeket ink jet-nek szokták még hívni. Két változata létezik a „hobby” és a „business”. A hobby kb. 8-15 ezer forint körül mozog és egy patronban van a 4szín kb. 10-16ml összesen. A business nyomtatók kb. 40 ezer forinttól indulnak, de itt minden szín külön cartride-ben van és 20-60ml festék anyagot tartalmaznak. A felbontás 180-2400-… dpi. Előnye gyorsabb, mint a mátix, de lassabb, mint a lézer, csendes, olcsó és viszonylag jó minőségű képet képes előállítani. Hátránya, hogy a nagyobb grafika színeit elkenheti, a fúvóka beszáradhat, stb. A lézernyomtató más néven laserjet hasonlóképpen működik, mint egy fénymásoló. A forgó szelénhengerre lézerfény segítségével rajzolja fel az ábrát a papírra. Ahol lézerfény éri a hengert, ott a töltése megváltozik, így ide feltapad a speciális festékanyag, melyet a henger átad az alatta áthaladó lapnak. Végül a nyomtató fixáló része a festékport a lapra égeti 200300 oC-on. A felbontás 300 és 1200 között mozog. Színes lézernyomató esetén 3henger van a nyomatóban. Előnye, hogy gyors, csendes, jobb minőségű képet ad, mint a tintasugaras.
10/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® Hátránya, hogy viszonylag drága, főleg otthoni felhasználásra. Üzemeltetése viszont olcsóbb, mint a tintasugarasé. A szublimációs nyomtató kevésbé elterjed nyomtató oka, hogy nagyon drága és speciális papírt is igényel. Működési elve, hogy van egy speciális papír, amire egy CYMK-s festékszalagot tesznek, és ezeket termoelemekkel átvilágítják. Mindenegyes szín akkora nagyságú a festékszalagban, mint maga a lap, amire nyomtat. A felbontás max. 300dpi. A hőnyomtatóba is speciális papír kell, de itt tartalmazza alapból a papír mind a három alapszínű festékanyagot, amelyet egy felmelegített tű segítségével a hő hatására megváltoztatja a papír a színét. Előnye, hogy olcsó, gyors és pici. Hátránya, hogy idővel elhalványul, a papír nem újrahasznosítható és a minősége is eléggé gyenge. Felhasználási területe a fax, ATM, sorszám, parkoló automata, stb. Az ionsugaras nyomtató a létező legdrágább nyomatató, de 450színes lap/perces teljesítménye kárpótolja a vevőt. Működése hasonló a lézernyomtatóhoz, csak itt a lézer helyett elektronnyalábok vannak. A henger valamilyen kemény fém pl.: alumínium. A végén pedig nem beleégetik a festéket, hanem két oldalról belepréselik a festékport. Rajzgépek (plotterek) A rajzgépeket, főleg mérnöki munkákhoz szokták használni. Egy toll csavarmenet segítségével vízszintesen vagy függőlegesen mozoghat a papíron (síkplotter), így a ferde vonal vízszintes és függőleges vonaldarabkákból áll. Másik változat a dobplotter, ahol a papírt függőlegesen mozgatják, és a toll csak vízszintesen mozoghat. Hangkártya A hangkártya segítségével elektronikus formában tárolt média fájlokat játszhatunk le. Többnyire mostanság már az alaplapon alapban integrálva is jelen van, de a boltban kapható pci csatlakozó felületű kártyák sokkal jobb minőséget biztosítanak. Összeköthetőek a szgépben lévő CD ROM-mal, amely így már alkalmas lesz audio-CD-k közvetlen lejátszásra is. A hangkártyák manapság már nem csak 2 csatornát képesek kezelni, hanem az 5.1-en felül, már a 7.1-es hangfalrendszereket is. Bemeneti eszközként mikrofon csatlakoztatható rá a hangok digitális rögzítésére. Háttértárak A háttértárakat kétféle csoportba sorolhatjuk, vannak, amelyek mágneses elven működnek és vannak, amelyek pedig optikai úton illetve ide sorolhatók még a kevésbé elterjedt szalagos tárolóegységek is. Mágneses elven működő eszközöknél egy tekercs és mágnes segítségével (ezek mozgatásával) elektromos áram indukálódik. Az is lehetséges, hogy egy elektromágnest mozgatunk egy mágnesezhető anyag előtt, amely szintén elektromos áramot indukál. Így működik a floppy, a winchester, a: drive, a zip drive…
11/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® Floppy A floppy, programjaink, adataink tárolására szolgáló cserélhető háttértár. Az adat olvasást illetve írást a floppy meghajtó teszi lehetővé (Floppy Disk Drive FDD). A floppy-knak többféle szempont szerinti csoportosítása létezik. Méret szerinti, amely a lemez col-ban megadott átmérőjét jelenti pl.: 3,5”, 5 ¼”, 8”, 14”. Oldalszám szerint lehet egyoldalas (1S vagy SS simple side) vagy pedig két oldalas (2S vagy DS double side). Denzitás szerint, ami azt adja meg, hogy a rávitt adatok milyen sűrűn helyezkednek el, lehetséges egyszeres (1D vagy SD simple density), kétszeres (2D vagy DD), négyszeres (HD high density), nyolcszoros (EHD extra HD). A sűrűség a mágneses réteg minőségére utal. A 3,5” floppy részei: A kemény műanyag tokon belül helyezkedik el a filcszerű anyagból lévő két tisztító betét, és ezek között a mágneses réteggel bevont hajlékony lemez. A tok védi a lemezt a sérüléstől, a betét feladata a hajlékony lemezre kerülő por eltávolítása, és magán a hajlékony lemezen tároljuk az adatokat. A lemez alján található két lyuk, hátulról és balról a kapacitás jelzője (ha átlátszik, akkor a lemez HD jelű), és az írásvédő lyuk (ha átlátszik, akkor írásvédett). Az író/olvasó ablakot egy rúgós szerkezet védi. A lemezen sávok (koncentrikus körök) mentén helyezkednek el az adatok, a sávokat szektorokra osztjuk. A lemezen ún. logikai szerkezet a formázáskor jön létre. Ma használatos floppy lemez: 3,5”, DS, HD, 1,44 Mb tároló kapacitás, 80 sáv, 18 szektor. A floppy a következő környezeti behatásokat nem kedveli: víz, elektromos és mágneses tér, hőhatás (meleg), hideg, mechanikai behatás, szűk helyek, zsír és por… A: Drive és a Zip Drive Mind a ketten a hajlékony lemez utódjának tekinthetőek. Működési elvük és felépítésük hasonló a floppyhoz, de a fej jobb pozicionálásával elérték, hogy a sávok száma sokszorosára nőtt. Kapacitásuk kb. 100-200 Mbyte, elsősorban a nagyobb fájlok mozgatásánál használják pl.: képszerkesztés. Hátránya, hogy nem túl elterjedt. Winchester A merevlemez (Hard Disk Drive HDD) szintén programjaink tárolására szolgál. Gyakran használják mobil rack-ben is, ami könnyű szállíthatóságot eredményez. A gépen lévő részt fészeknek hívják, a tárolót, amiben pedig a winchester van csónaknak. A winchesterek felépítése: több lemez helyezkedik el egymás fölött, ezek közé nyúlnak be az író és olvasó fejek. Mivel a fejek egy közös tengelyre – pontosabb pozicionálást szolgálja – vannak felszerelve ezért a korongokon az egymás alatt lévő sávok egyszerre érhetőek el. Az egymás alatt elhelyezkedő sávokat cilindernek hívják. A fejeket a lemezek nagy sebességű forgatásakor kialakuló légpárna a lemezek fölött tartja, s így azok nem érnek hozzájuk. A fej és a lemezek távolsága nagyon pici, ezért a lemezeket légmentesen zárt tokban tarják, hogy megóvják őket a különben bekerülő porszemek okozta sérüléstől. A lemezek anyaga alumínium vagy valamilyen kemény műanyag. Mivel a merevlemez lemezei stabilabban rögzítettek, ezért gyorsabb és több adatot is lehet rajta tárolni, mint egy hajlékony lemezen. A winchesteren 800-1000-… sáv van, ami a 20200-… Gbyte-os kapacitást eredményezi. A másik fontos adat az a fordulatszám, vagyis az RPM (round per minute), ami azt adja meg, hogy egy perc alatt hányszor fordul körbe egy korong. Manapság a 3600-7200-1000rpm a legjellemzőbb értékek.
12/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® A winchesterek szabványok: A legrégebbiek a MFM, RLL: soros adatátvitel és a vezérlés a kártyán volt. Utána jöttek az ESDI, amelyeknél szintén soros adatátvitel volt, de itt a vezérlés átkerült a winchesterre. A SCSI (ejtsd: szkázi) winchestereket általában szerverekben szokták használni. Itt már párhuzamos az adatátvitel és a vezérlés szintén a winchesteren van. Az ATA-nak (Advanced Technology Attachment), eléggé sok neve volt. Eleinte IDE majd később AT-busz, majd ATA és hogy nemrég megjelentek a SATA winchesterek már P-ATAnak szokták hívni. A SCSI kistestvére, tehát itt is párhuzamos az adatátvitel (16 bites) ami kb. 133Mb/sec-es olvasási sebességet jelent. Egy kábelre két eszköz csatlakoztatható (az egyik a master a másik pedig a slave, ennek „beállítást” jumper-olással oldják meg). Vezérlés itt is szintén az eszközön. A SATA (Serial ATA) viszont soros adatátvitelű ismét, de el lehet érni vele a 150-200 mb/sec-es olvasási sebességet is. Itt egy kábel csak egy eszköz van, mint a többinél is (kivéve az ATA). A sok törlés és írás miatt az adatokat nem mindig egymás mellé tudja írni a winchester, ezért töredezett lesz a lemez. Ez a fragmentáció, ami lassítja az adatok olvasását és a fej pozicionálása is idővel romlik. Ezért érdemes töredezettség mentesítő programot futtatni (defragmentálni) vagy pedig archiválni kell az adatokat pl.: optikai tárolókra. A formázásnak két szintjét különböztetjük meg: alacsony és magas. Az alacsony szintű formázás esetén a sáv/szektor szerkezet újra, felüldefiniálásra kerül (ha nem volt, akkor kialakítja) Az olvashatatlan szektorokat bad sector-nak hívják, amiket a deffend map-ben tárolnak el, hogy hol helyezkednek el ezek a szektorok. (Később bővebben) Optikai tárolók Az optikai tárolók optikai elven működnek, vagyis egy lézerfényt bocsátanak a lemezkorongokra és ezek visszaverődései, vagy nem visszaverődései adják meg azt, hogy „0” vagy „1” értékűek. Ha a fény visszaverődik, akkor azt egy érzékelő érzékeli, és ezt hívjuk 1-nek, ha az érzékelő nem „érzékel” fényt, akkor a nincs adatot 0-nak nevezzük. Ezt a bináris rendszert a számítógép már tudja kezeli, mint adatot. Felhasználási területei a multimédia illetve nagyobb adathalmazok tárolása, archiválása. Az optikai tárolók közül két fő csoportot különböztettünk meg a CD illetve a DVD. A CD (Compact Disk) meghajtók legfontosabb paraméterei a sebesség, amelyet a hagyományos Zenei cd olvasási sebességéhez viszonyítanak. Az olvasási és írási sebességet ennek a többszöröseiként határozzák meg. Pl.: 4x, … 24x, … 52x. A CD ROM csak olvasható korong. Gyártáskor készítenek egy master fémöntő „formát”, amely a cd negatívja és ebben préselik a műanyagot. Tároló kapacitása vagy 650 Mb, amire kb. 74 percnyi zene fér fel, vagy pedig 700Mb, amire kb. 80 percnyi zene tárolható. (Létezik 800, illetve 900Mb-os cd is, de ezek nem terjedtek el, illetve a Plextornak van olyan írója, amely egy általa kifejlesztett technológia segítségével (GigaRec) egy 900mb cd-re, 1.2 Gb-ot képes felírni. Max 1,4x, mint az eredeti mérete a cd-nek) A CD-WORM (Writer Once Read Mostly) vagy CD-R (Recordable) csak egyszer írható, de végtelenszer olvasható. Két rétege van, az egyik egy tükröző réteg, a másik pedig egy olyan réteg, amely hő hatására elveszíti az átlátszóságát. Íráskor túlmelegítik és ez a réteg homályossá válik.
13/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® A CD-RW (ReWriteable) újraírható lemez, nem csak egyszer írható, hanem törlés után többször is. Az írás úgy működik, hogy a két réteg között lévő szerves anyagot erős lézer nyalábbal felmelegítik, és ekkor mágneseződik. Olvasáskor egyszerűen poláros fényt bocsátanak a CD-re és a polarizáció síkjától függően, átmegy rajta az a fény, amelyet a tükröző réteg visszaver vagy nem. A törléskor szintén felmelegítik a szerves anyagot és változó mágneses térrel „bombázzák”, ezáltal elveszíti a felmágneseződését. A DVD felülről kompatibilitis a CD-vel. Mivel egyszerre több cég is foglalkozott a DVD kifejlesztésével, ezért kétfajta DVD létezik, amelyek szerint a rövidítés ezt takarja: Digital Video Disk vagy Digital Versatile Disk. Az elsőt „+” (ejtsd: pluszos) DvD-nek hívják, és főleg multimédiákhoz ajánlják, míg a második a „-” (ejtsd: mínuszos) DVD, amelyet főleg adat tárolásra találtak ki. Az adat olvasás/írás hasonlóan a CD-khez bentről kifelé haladva történik. A DVD-kből 4 változatot különböztetünk meg, amelyeknek a tároló kapacitása is eltér. A DVD 5 szabvány az egyoldalas egyrétegű dvd, amely 4,7Gb tároló kapacitású. A DVD 9 szabvány egyoldalas kétrétegű dvd, amely 8,54Gb tárkapacitású. A DVD 10 kétoldalas egyrétegű dvd, 9,4GB tárkapacitással. A DVD 18 kétoldalas kétrétegű dvd, amely 17,08Gb tárkapacitású. Mostanság kezdenek elterjedni a duplasűrűségű dvd lemezek és hozzájuk az írók is. A kétrétegű dvd-knél a 4 legfontosabb a réteg, egymás alatt a következő sorrendben: tükröző réteg, első réteg, félig áteresztő réteg, második réteg. Az adat olvasás/írás mindig úgy történik, hogy először a belső réteget, majd utána külső réteget. Idén még két új DVD szabvány fog jönni a HD-DVD és a Blue-ray illetve a legújabb bejelentések szerint PH-DVD és a TDK saját fejlesztésű dvdje. Szalagos adattárolók Ide tarozik a Streamer és Dat kazetták. Eléggé nagy mennyiségű adat tárolására képesek, de eléggé lassúak, ezért elsősorban csak archiválásra használják. Működési elvűk a kazettás magnóéhoz hasonló, az adatok itt is kazettára kerülnek, bár a kétfajta kazetta paraméterei eltérőek. A streamer, speciális, csak számítógépes eszköz, míg a dat akár hifi hangrögzítésre is használható.
2.2.4 Számítógép összeszerelése A számítógép összeszerelése először a hardware eszközök behelyezésével kezdődik. A gépházba először az alaplapot helyezzük be, ügyelve arra, hogy a hátlapon lévő csatlakozókat helyesen lehessen bekötni (pl.: egér, billentyűzet, usb port…). Utána az alaplapba beszereljük a CPU-t és rá a hűtést ügyelve a szilikon paszta megfelelő mennyiségű felvitelére. Ez a hő átadás szempontjából fontos, hogy a cpu chip-je által termelt hőt a passzív hűtés (hűtőborda) megfelelően le tudja adni. Ha vízhűtés van a házban, akkor természetesen nem kell szilikon paszta. A CPU után a memóriák behelyezése következik, amelyeknél lényeges, hogy tökéletesen bepattanjanak a helyükre, ezt általában hallani is lehet, amikor a helyükre ugranak. A bővítő kártyák behelyezése a következő lépés. Ilyenkor a megfelelő slot-ok helyezzük a kártyákat. A monitorvezérlő kártyát vagy AGP slot-ba helyezzük vagy újabb alaplap esetén PCI-Express slotba. A többi bővítő kártyát PCI slotba helyezzük új alaplap esetén már PCI – E slotba. Az 5,25” eszközök behelyezése következik pl.: dvd meghajtó, winchester, mobil rack stb. Végül a tápegységet is beszereljük a helyére (persze, ez történhet hamarabb is). Természetesen minden eszközt csavarokkal rögzítünk a gépházhoz. A hardware eszközök behelyezése után következik a kábelezés. A táp ellátást a tápegységből jövő táp kábelek segítségével oldjuk meg. Tápellátást az alaplap és az 5,25” eszközökön kívül
14/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® még a ventilátorok is igényelnek pl.: a vga kártyán. Régebben ezeket még rá lehetet kötni az alaplapra és onnan kapták az energiát, de az egyre nagyobb ventilátorok már saját tápellátást igényelnek. Ezek után az adatok áramlásához szükséges alaplapi IDE illetve Ultra DMA, SATA stb kábelek egyik végét az eszközökhöz kötjük a másik végét, pedig az alaplapon lévő csatlakozóba. Már csak perifériák csatlakoztatása van hátra, illetve a hálózati csatlakozó bekötése a tápegységbe. Fontos, hogy ha a gépet szereljük, akkor soha ne legyen áram alatt az eszköz. Ez a biztonságos működtetés feltétele is, illetve ha nem értünk hozzá, akkor nem egyedül próbáljuk a problémát megoldani, mivel a legkisebb hiba is sok pénzbe kerülhet (pl.: processzor helytelen behelyezése elferdítheti vagy akár le is törheti a lábait.)
2.2.5 Hálózatok A hálózatok célja és jelentőségei: Erőforrás megosztás (pl.: nyomtató, internet, winchester); Adatbázisokba szervezés (szerveren tárolt adatbázisokba); Rendszerfelügyelet. A hálózatok általában kiterjedés szerint szokták elsősorban csoportosítani. Ezek alapján van: PAN, LAN, MAN, WAN. A PAN (Personal Area Network) két vagy több eszköz csatolása, amely közül az egyik egy számítógép. Pl.: notebook + mobil. A LAN (Local Area Network) Kis kiterjedési helyi hálózat. Ennek három fajtája van, amelyet lejjebb külön-külön részletezek. A MAN (Metropilatan AN) Városi méretű hálózat általában több helyi hálózat összekapcsolása. Pl.: egyetemek között. A WAN (Wide AN) Nagy kiterjedésű hálózat. Pl.: internet, amely lassan behálózza az egész világot. A helyi hálózatoknál három fajta kapcsolat létezik: peer to peer; szerver – kliens; vegyes hálózatok. Az első esetben olyan hálózatókat vannak, - két gép összekötése is ebbe a kategóriába sorolható -, ahol a gépek egyenrangúak. Prioritási sorrend van. A második illetve a harmadik kategória esetében a munkaállomások (kliensek) igénybe veszik a szerverek szolgáltatásait, sőt akár erőforrásait is. A gépek hálózatba való kötésének szerkezetét topológiának nevezzük. A következőket különbözetjük meg: csillag, fa, gyűrű , sín, teljes, vegyes. A csillagnál van egy központi gép, amelyhez van csatlakoztatva az összes többi. A gyűrűnél a szomszédos gépek vannak összekötve egymással vagyis minden gép közvetlenül csak két géphez csatlakozik, és ezek együttesen egy gyűrűt alkotnak. A fánál a fához hasonló szerkezet van, vagyis több szinten vannak a gépek, amelyek között Hub-ok biztosítják a kapcsolatot. A sínnél a gépek egy vonalra vannak „felfűzve”, vagyis minden gép egy kábelre csatlakozik és nincs külön két gép között összeköttetés. A teljesnél az összes gép össze van kötve az összes többi géppel. A vegyes topológia esetén több topológia keverése.
15/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® A számítógép hálózatokban a felhasználói programok futtatását végző számítógépeket végberendezéseknek, vagy host (gazda) gépnek hívjuk. Ezek a hostok az alhálózatokat köti össze. Az alhálózat átviteli vonalakból és kapcsolóelemekből épülnek föl. Két host között az alhálózat alapvetően kéttípusú lehet: - Vonalkapcsolásos. Ennél a megoldásnál a két host közötti kapcsolatnak még az adatok elküldése előtt ki kell épülnie. Esetleg több csomópontot (kapcsolóállomást) is érintve, csak ezután kezdődhet a kommunikáció. Amíg a kommunikáció tart, valamennyi érintett csomópont foglalt, viszont az adó- és fogadóállomás között közvetlen kapcsolat áll fenn. A kommunikáció befejezése után a kapcsolat bontása következik. A rendszer tehát 3 fázisban működik: kapcsolás, kommunikáció, bontás. Nagy hálózat vagy sok kapcsolóelem esetén az eljárás időigényes, de utána nagy sebességű forgalmazást biztosít. Ilyen például a telefonhálózat. Rövid üzenetek – számítógépes rendszerekben jellemző a sok, de rövid üzenetből álló kommunikáció – küldése esetén nem gazdaságos, ezért az egyes kapcsolóelemek késleltetéssel dolgoznak: a forgalomtól függő sűrűséggel továbbítják az összegyűjtött üzeneteket. - Csomagkapcsolásos. Ennél a megoldásnál a két host között nincs valóságos, kapcsolat. A küldő gép szabványos nagyságú csomagokra bontja, és adminisztratív információkkal látja el az üzenetet, amit ezután a hálózatra bíz. A csomagok csomóponttól csomópontig vándorolnak. Egy üzenet egy csomópontban várakozásra kényszerülhet, amíg a neki szükséges következő vonalszakasz felszabadul. Az üzenetet a hálózati elemek a hálózat egyenletes leterheltségét biztosítva akár adatcsomagonként különböző úton eljuttatják a címzetthez. A vevő a csomagokból ismét összeállítja és értelezi az üzenetet. A módszer előnye, hogy az üzenet azonnal indulhat, amint a megfelelő vonalszakasz szabad, nem kell várni a teljes útvonal felszabadulására. Ebből következően az üzenet „számottevő” késéssel érkezhet a célállomásra, sőt az is előfordulhat, hogy az összetartozó adatcsomagok nem az eredeti sorrendben érnek célba. A hálózat működését a vasúthálózathoz lehetne hasonlítani, több szempontból is: egyrészt egy vasúti szerelvény csak akkor mehet tovább egy állomásról (csomópontból), ha az előtte lévő vonalszakasz szabad. Másrészt egy kiinduló állomásról egy célállomásra többféle módon is el lehet jutni: például a MÁV jelenleg (2000/01. menetrend) 3 útirányon átközlekedtet vonatot Szombathely és Budapest között (Pápa–Győr átmenettel; Csorna–Győr átmenettel; Veszprém–Székesfehérvár útvonalon). Hálózat kiépítéshez a következő eszközökre lehet szükség: hálózati közeg, hálózati kártya, kapcsolók, útválasztók, jelerősítők. A hálózati közeg kétfajta lehet: kábel, wireless (kábel mentes). A kábeles hálózati közegek: Koaxiális kábel, amely egy árnyékolt kábel. Egy éren megy az adat és ekörül van egy árnyékoló harisnya. (Kábeltévéknél még manapság is használják). A végére egy T dugót kell szerelni, amelyeknek az egyik végére egy 50 ohmos ellenállást kell tenni. UTP valójában csavart érpárok. Üvegszálban a fény visszaverődik a cső faláról. Ha visszaverődik, akkor az az „1”, hanem érkezik adat az a „0”. A wirelesses hálózati közeg a levegő. Ezt használják a következő technológiák: A vezeték nélküli hálózatok, mind rádióhullámokkal kommunikálnak, csak eltérő frekvencián. Mikorhullám esetén van egy sugárzó és egy access point, ami kapcsolódik a hálózatra és akár több mint 2Mbit/sec.
16/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® IR (ultra red) eléggé kicsi az adatátviteli sebessége, ezért mára már kevésbé elterjedt. Bluetooth 2,4 Ghz kommunikál és több szabványa létezik, amelyek különböző átviteli sebességgel illetve hatótávval rendelkeznek. Általában PAN rendszerekben használják, mert a WiFi-hez illetve a kábeles hálózatokhoz képest viszonylag lassabb. WiFi (Wireless Fidelity) eléggé sok szabvány létezik belőle, de ez is szintén 2,4ghz –en működik. A legelterjedtebb manapság a G szabvány, amely majdnem eléri a vezetékes társainak az adatátviteli sebességét.(IEEE 802.11 G) Műholdas átvitel: A műholdakon lévő transzponderek a felküldött mikrohullámú jeleket egy másik frekvencián felerősítve visszasugározzák. Hogy a földön lévő műholdra sugárzó, illetve a műhold adását vevő antennákat ne kelljen mozgatni, geostacionárius pályára állított műholdakat használnak. Az Egyenlítő fölött kb. 36 000 km magasságban keringő műholdak sebessége megegyezik a Föld forgási sebességével, így a Földről állónak látszanak. A mai technológia mellett 90 geostacionárius műhold helyezhető el ezen a pályán (4 fokonként). A frekvenciatartományok a távközlési műholdaknál: 3,7...4,4 GHz a lefelé, 5,925...6,425 GHz a felfelé irányuló nyaláb számára. Az adatátvitel is szabványosítva van, ezeket protokollnak hívják. A legismertebbek: IPX/SPX(Novell Netware); Netbeui (Windows, gyors de nem routolható); TCP/IP (szabvány csomag, internet is ezt „használja”). Protokollok funkciói A kommunikációs rendszerek kialakításakor olyan általános architektúra fejlesztésére törekedtek, amely lehetővé teszi a nyitott rendszerkapcsolatot. Ennek eredményeként egy olyan rendszerkapcsolati szabvány született - ISO/OSI modell -, amely lehetővé teszi az eltérő protokoll-szabványokkal működő számítógépek összekötését is. A rendszer hét, egymástól független, de egymásra épülő szintre, rétegre osztja fel a protokoll funkciókat. - Fizikai szint: A fizikai réteg (physical layer) a bitek kommunikációs csatornára való bocsátásáért felelős. Ez már technikai megoldás, a bitsorozat átvitele helyesen. Átviteli közegek (sodrott érpár, koaxiális kábel, twinaxiális kábel, optikai kábel, rádiós átvitel), kódolási formák (természetes kódolás, RTZ, NRZ, Manchester 2, differenciális Manchester) - Adatkapcsolati szint: Az adatkapcsolati réteg (data link layer) alapvető feladata az, hogy tetszőleges kezdetleges adatátviteli eszközt olyan adatátviteli vonallá transzformáljon, amely a hálózati réteg számára átviteli hibától mentesnek tűnik. Adatkeretek kialakítása (kerethatárok, transzparencia probléma -transzparens, ha a küldendő bitsorozat ugyan az, mint a vezérlőjel-, vezérlőjelek, nyugtázások, hibafelmérés és kiküszöbölés). BSC és HDLC protokolok. - Hálózati szint: A hálózati réteg (network layer) a kommunikációs alhálózatok működését vezérli. A két végpont közti kapcsolat lebonyolítása és a torlódás elkerülése a feladata. Eltérő lehet a hálózatok címzési módszere, különbözhetnek a maximális csomagméreteik és protokolljaik is. E problémák megoldásáért, azaz a heterogén hálózatok összekapcsolásáért a hálózati réteg a felelős. Üzenetszórásos hálózatokban az útvonalkiválasztási mechanizmus igen egyszerű, így a hálózati réteg általában vékony, sokszor nem is létezik
17/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® - Szállítási szint: A szállítási réteg (transport layer) alapvető feladata az, hogy adatokat fogadjon a viszonyrétegtől, kisebb darabra vágja szét azokat (ha szükséges), majd adja tovább a hálózati rétegnek és biztosítsa, hogy minden darab hibátlanul megérkezzék a másik oldalra. Továbbá, mind ezeket hatékonyan kell végrehajtania, ráadásul oly módon, hogy a viszonyréteg elől el kell fednie a hardvertechnikában elkerülhetetlenül bekövetkező változásokat. - Viszony, vagy szecessziós szint: A viszonyréteg lehetővé teszi, hogy különböző gépek felhasználói viszonyt (session) létesítsenek egymással. A viszonyréteg, akárcsak a szállítási réteg közönséges adatátvitelt tesz lehetővé, de néhány olyan szolgáltatással kiegészítve, amelyek egyes alkalmazásokhoz hasznosak lehetnek. Egy viszony pl. arra alkalmas, hogy egy felhasználó bejelentkezzen egy távoli időosztásos rendszerbe, vagy hogy állományokat továbbítson két gép között. A két végpontban lévő programok tudnak kommunikálni. A viszonyréteg egyik szolgáltatása a párbeszéd szervezése. A viszonyok egyidőben egy- és kétirányú adatáramlást is lehetővé tehetnek. A viszonyréteg egy másik szolgáltatása a szinkronizáció (synchronization). - Megjelenítési, vagy prezentációs szint: A megjelenítési réteg (presentation layer) olyan feladatok végrehajtásáért felelős, amelyek elég gyakoriak ahhoz, hogy általános megoldásúak legyenek ahelyett, hogy a felhasználók esetenként külön-külön oldják meg azokat. Az alsó rétegektől eltérően, amelyek csak a bitek megbízható ide-oda mozgatásával foglalkoznak, a megjelenítési réteg az átviendő információ szintaktikájával és szemantikájával foglalkozik. A megjelenítési réteg az információábrázolás más vonatkozásait is magába foglalja. Ilyen pl. az adatátvitel hatékonyabbá tételét elősegítő adattömörítés továbbá a hitelesítést és titkosítást lehetővé tevő kriptográfia. - Alkalmazási szint: Az alkalmazási réteg széles körben igényelt protokollokat tartalmaz. Az állománytovábbításon kívül ehhez a réteghez tartozik még az elektronikus levelezés, a távoli munkabevitel, a katalóguskikeresés, és még egy sor egyéb, általános-, ill. speciális célú alkalmazási feladat is. Hálózati kártyákra akkor van szükségünk, ha vezetékes hálózatot szeretnénk létrehozni. A csatlakozó felület lehet UTP vagy BNC (koax). Az adatátvitel sebesség szempontjából régebben 10 mbit-es kártyák voltak manapság 100Mbit-es illetve gigabites háló kártyák az elterjedtek. Manapság az alaplapra integrált hálókártyákat szokták használni a leggyakrabban, de lehet külön PCI slotba is helyezni. Amennyiben az internethez szeretnénk csatalakozni, akkor abban az esetben szükségünk van egy modemre, amely átalakítja az analóg jeleket digitálisra illetve vissza, ha telefonkábelen érkezik az internet a házunkba. A sebességét vagy 1bit/sec-ban vagy 1baud/sec (bód) mérhetjük. Az első azt adja meg, hogy hány bit-et képes átküldeni egy másodperc alatt. A második pedig azt adja meg, hogy hányszor modulál (digitális – analóg átalakítás) másodpercenként.
18/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® A modem rövid fejlődés története: A számítógépek a modemek segítségével tanultak meg beszélgetni. A hanggá alakítás eszköze maga régebbi, mint a számítógép, ugyanis a modemet eredetileg arra találták ki, hogy a telexgépeket össze lehessen kötni a katonai telefonvonalakon. A legelső modemek még szimplex rendszerűek voltak. Azaz amíg az egyik oldal adott, a másik oldal hallgatott. Csak később jelentek meg a félduplex, majd teljes duplex eszközök a számítástechnikában. A cégek növelték a sebességet, de szabványaik csak önmagukkal voltak kompatibilisek. A leghíresebb ilyen rendszert a US Robotics alakította ki. Ők ismerték fel többek között azt, hogy a telefonvonalon történő biztonságos nagysebességű információtovábbításnak két kemény korlátja van. Az egyik a telefonvonal korlátozott sávszélessége. A másik a telefonrendszerek zavarérzékenysége, melyek elronthatják az adó és a vevő oldal szinkronját, illetve hibát okozhatnak az adatfolyamban. A továbblépést egy ma már szintén önállóan nem létező cég, a Microcom kínálta, amely kitalálta az MNP hibajavító szabványok sorozatát. A modemek azért léteznek, mert alapvető a különbség a számítógépek és a telefonrendszerek között: a számítógépek 0-kat és 1-eseket használnak, a telefonvonalakon analóg jeleket továbbítanak. Az adatok a számítógépből, a modemen keresztül jutnak a nyilvános telefonhálózatokba . A kapcsoló a switch. Olyan hálózati kapcsolóeszköz, amelyhez minden gép csatlakozik. A kapcsolat lehetővé teszi a hálózat felügyeletét és a szelektív konfigurációt, pl.: a jelet csak egy meghatározott cél felé továbbítja. Az útválasztókat routernek nevezzük. Az útvonalválasztása (routing) egy üzenet számára, közvetlenül a rendeltetési helynek megadott cím felé. A router egy olyan kifinomult gateway (átjáró több hálózat között), amely kiolvassa a hálózati csomagok fejlécének egy meghatározott részét, és a forgalmat ennek alapján a helyi hálózaton túl, egy cél felé irányítja. A jelerősítőket repeater-eknek hívjuk ilyen eszköz a hub (elosztó). A hub, olyan hálózati kapcsoló eszköz, amelyhez minden számítógép csatalakozik. Az elosztó minden jelet illetve csomagot minden kapcsolat felé azonosan ismétel. Ennek a diagnosztikánál van előnye. Két különböző hálózat közötti átjárást a bridge (híd) biztosítja. A különböző hálózatokon azt érjük, hogy különböző kábellel vannak összekötve és nem azonos protokollt (adatátviteli szabványt) ismernek. A matematikai logika A számítástechnikában az ún. matematikai logikát használjuk. Ennek jellegzetessége, hogy az állítások jelölésére szimbólumokat használ, így azok tartalma lényegtelen, csupán az a fontos, hogy igaz vagy hamis. Ezt az állítást logikai értéknek nevezik. A legfontosabb logikai műveletek: A negáció (tagadás) alkalmazásakor egy állítás logikai értékét ellenkezőjére változik. Jele: NOT = felülvonás. Pl.: NOT (2<3) értéke hamis vagyis 0, mivel 2<3 logikai értéke igaz vagyis 1. A konjunkció (és) két állítás összekapcsolása az ÉS kötőszóval. Az összetett állítás csak akkor igaz ha mind a két állítás igaz. Ez a bináris számrendszerbeli szorzásnak felel meg. Jele: És=AND=&=* . Pl.: (2<3) ÉS (3>4) értéke hamis, mivel a második állítás értéke hamis.
19/21
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® A diszjunkció (megengedő vagy) két állítás összekapcsolása a VAGY kötőszóval. A Az összetett állítás csak akkor hamis, ha mindkét állítás hamis. Ez a bináris számrendszerben az összeadásnak felel meg. Jele: VAGY=OR=+=v= | . Pl.: (2<3) VAGY (3>4) értéke igaz, mivel az első állítás igaz. Az antivalencia (kizáró vagy) két állítás szintén a VAGY kötőszóval kapcsoljuk össze, de a két állítás egyszerre nem teljesülhet. Jele:XOR. Pl.: (2<3) XOR (3<4) értéke hamis, mivel mind a két állítás igaz. Az ekvivalencia (akkor és csak akkor) ha az első állítás A, a második B, akkor az „A akkor és csak akkor, ha B” összetett állítás. Az ekvivalencia csak akkor igaz, ha mind a két állítás értéke azonos. Jele: EQV. Pl.: (2<3) EQV (3>4) értéke hamis, mivel az első állítás igaz, a második viszont hamis. Az implikáció (ha akkor) ha az első állítás A, a második B, akkor a „Ha A akkor B” összetett állítás. Az implikáció akkor hamis, ha az első igaz a második pedig hamis. Jele: IMP. Pl.: (2<3) IMP (3>4) logikai értéke hamis, mivel az első igaz a második hamis. Igazságtáblák A I H
NOT A H I
A I I H H
B I H I H
A&B I H H I
A
B
A XOR B
I I H H
I H I H
H I I H
20/21
A
B
A OR B
I I H H
I H I H
I H I I
Copyright by © Csala$oft™ Infó emelt érettségi szóbeli témakörök alapján készült® Bool-algebra 1. kommutatív (felcserélhetőség) A&B=B&A A OR B = B OR A 2. asszociatív (átcsoportosíthatóság) (A & B) & C = A & (B & C) (A OR B) OR C = A OR (B OR C) 3. disztributív (széttagolhatóság) A & (B OR C) = (A & B) OR (B & C) A OR (B & C) = (A OR B) & (B OR C) 4. De Morgan azonosság NOT(A & B) = NOT A OR NOT B NOT (A OR B) = NOT A & NOT B A matematikai logika megvalósításai a kapuáramkörök. Itt még szokták használni a NOT és az OR kapcsolás összetettjét a NOR-t, illetve az AND és a NOT összetételét a NAND-t. Bináris számrendszer a matematikai logika használata példa: 1 + 1 = 10 I OR I = I 0+1=1 H OR I = I 1+0=1 I OR H = I 0+0=0 H OR H = H (Párhuzamos kapcsolás) 1*1=1 I&I=I 1*0=0 I&H=H 0*1=0 H&I=H 0*0=0 H&H=H (Soros kapcsolás)
21/21
