A számítástechnika alapjai

A számítástechnika alapjai Alpár Tibor NymE Simonyi Károly Műszaki, Faanyagtudományi és Művészeti Kar

Informatika • Az informatika az információ • megszerzésével, • feldolgozásával, • tárolásával, • továbbításával foglalkozó tudományág.

Információs társadalom •

Az információs társadalom messze több, mint az informatika és vagy az elektronikus szolgáltatások köre.

•

A társadalom, a gazdaság és a hétköznapi élet olyan nagyléptékű átalakulása, amely a foglalkoztatásban, a termelésben és a fogyasztásban az információs- és tudásterméket, a kulturális javakat, az oktatás és tudomány teljesítményét értékeli fel és teszi ezeket a versenyképesség zálogává.

Információs társadalom • • • •

Az információ, mint a technológiai fejlődés alapja az ipari társadalomban is fontos szerepet kapott, mára már önálló értékké válik. Az információs társadalom középpontjában az információfeldolgozó technológia áll. Az "érvényes tudás" felezési ideje (az az idő, mialatt elavulttá válik) a fejlődés gyorsulása miatt jelentős mértékben csökken. Állandó követelmény a LLL, mely a munkavállalótól az ismeretterületek közti mobilitást követeli meg. Az információ hatalmi tényezővé válik - a hatalom azé lesz, aki az információt termeli és elosztja.

Információs társadalom •

•

Fritz Machlup (1962) vezette be a tudásipar fogalmát - öt szegmens:

• • • • •

oktatás, kutatás és fejlesztés, tömegmédia, információ technológiák és információ szolgáltatások.

Szerinte az USA GDP-jének 29%-a tudásipar alapú 1959-ben.

Információs társadalom •

Marc Porat (1977) - az információ gazdaságban két szektor:

•

elsődleges: információs javak és szolgáltatások, amelyeket az információ termelésében, elosztásában vagy feldolgozásában közvetlenül felhasználnak másodlagos: a kormány és információt nem előállító vállalatok belső felhasználására készülő információs szolgáltatások. Ezek alapján az USA GDP-jének 50+%-a információ gazdaság alapú 1983-ban (Deutsch) - az emberek jelentős része nem hagyományos értelemben vett munkát végez.

• •

Információs társadalom •

Alain Touraine már 1971-ben posztindusztriális társadalomról beszélt:

•

„A posztindusztiális társadalomba való átmenet akkor megy végbe, amikor az értékeket, szükségleteket és értelmezéseket megváltoztató szimbolikus javak előállításába irányuló befektetések jóval meghaladják a materiális javakét vagy „szolgáltatásokét”.”

Információs társadalom •

Jean-François Lyotard (1984) szerint a „tudás a termelés fő erejévé vált az elmúlt pár évtized során” - a tudás árucikké válhat.

•

Peter Otto és Philipp Sonntag (1985) szerint is az információs társadalom az a társadalom, ahol a foglalkoztatottak nagy része az információ munkaköreiben dolgozik, többet foglalkoznak például információval, jelekkel, szimbólumokkal és képekkel, mint energiával vagy anyaggal.

Információs társadalom •

Nico Stehr (1994) szerint a tudás alapú társadalomban a munkahelyek nagy része tudással való foglalatosságot foglal magában.

•

Castells (2000) szerint “civilizációnk új társadalmi morfológiája a hálózatokra épül. A hálózatépítés logikájának terjedése lényegileg módosítja mind a működési folyamatokat, mind az eredményeket a termelés, a tapasztalat, a hatalom és a kultúra folyamataiban.”

Információs társadalom • Jan Van Dijk (2006) már a

hálózattársadalom fogalmat használja: „társas formáció a társadalmi és médiahálózatokkal, amelyek lehetővé teszik annak elsőrangú szerveződését minden lehetséges szinten - egyéni, csoportos/ szervezeti vagy társadalmi.

Információs társadalom Kialakulásának szakaszai:

• Beszéd • Írás • Könyvnyomtatás • Távközlés • Elektronikus információfeldolgozás

Kommunikációs rendszer

Visszacsatolás

Adó/Forrás

Kódoló

Csatorna

Zaj

Dekódoló

Vevő/Nyelő

Információs hálózat

Elsődleges érzékelés: látás, hallás

Az információ érzékelése • •

Közvetlen érzékelés

• • •

kódolatlan képinformációk kódolatlan hanginformációk egyéb információk

•

kódolt képinformációk

Kódolt érzékelés

•

• •

írott információ speciális jelek (pl. zászlójelek, karjelzések)

• •

szóbeli információ zenei információ (pl. kürtjelek)

kódolt hanginformációk

Jel •

A jel érzékszerveinkkel vagy műszereinkkel felfogható (mérhető) jelenség, amelynek jelentése van, ezt a jelentést valamilyen egyezmény, szabály rögzíti.

•

A jelek az információ hordozására alkalmas szimbólumok. Például:

• • • •

magyar abc betűi, karjelzések, térképeken alkalmazott jelek, közlekedési táblák.

Alapvető jeltípusok Analóg jelek Analógnak nevezzük azt a jelet, amelynek az értelmezési tartománya is, az értékkészlete is folytonos, a jel minden időpillanatra értelmezett.

Alapvető jeltípusok Diszkrét vagy digitális jelek A digitális jel mind értelmezési tartományában, mind pedig értékkészletében diszkrét.

Átalakítás •

Mindkét irányban lehetséges az átalakítás.

•

Az átalakítás jóságát a mintavételezés gyakoriság határozza meg.

Adat Az adat az információ megjelenített, rögzített formája.

Különböző adatok is hordozhatnak azonos információt. (január) (1) Azonos adatok is hordozhatnak különböző információt. 7900 7900

Jelek a számítógépben Mágneses Fény

Elektromos

Adatok a számítógépben •

A számítógépben általában kétállapotú jelekkel segítségével próbáljuk az információt tárolni (bit: 0/I).

•

A hétköznapi információkat (szöveges, képi, hang) általában számítógépen is tudjuk tárolni.

•

Eleinte számítógépen csak számot, szöveget, és logikai adatokat tároltak.

Az adat megjelenési formái • •

•

Szám (numerikus adat): 1,2,3,4,…,9 Szöveg (alfanumerikus adat): • betűk: A, a, B, b, ... • számok: 0,1,2,3,4,…,9

• • •

(A numerikus adatokkal ellentétben számítási műveletekre nem alkalmasak.)

írásjelek: . , ; - ? ! … műveleti jelek: + - / * ^ … speciális jelek: @ $ # & ... Logikai adat: az állítások tartalmának megfelelően kétféle lehet, igaz (true), vagy hamis (false)

Jel – adat – információ • • •

A jel az információ hordozója, az adat az információ tárolására szolgáló halmaz, míg az információ számunkra új ismeretet jelöl, azaz új hír, közlés vagy tájékoztatás.

Fontosabb alapfogalmak 1. Információ: új ismeret, amelynek feldolgozásához háttérismereteink vannak. Az információ új ismeretet, értesülést jelent. Az információt mindig valamilyen adat hordozza, más szóval, az információ az adat jelentése. Ugyanazt az információt többféle adattal is közölhetjük. Az információ adattá alakítása a kódolás (pl. szavakba öntött gondolatok), az adatból az információ visszanyerése a dekódolás. Kódolásról és dekódolásról beszélünk akkor is, mikor egy adatot információtartalmának megőrzése mellett más adattá alakítunk (pl. fordítás egyik nyelvről a másikra). 2. Kód: az adatban szereplő jelek halmaza. Kód lehet pl. a magyar ABC (írott szöveg esetén), egy nyelv hangjainak halmaza (beszéd esetén), vagy akár a hangjegyek és egyéb kotta-elemek halmaza (lejegyzett zene esetén). Számítógépeknél a kód többnyire számokból áll (a legegyszerűbb esetben csak a 0 és 1 számjegyből). 3. Adatfeldolgozás: adatbevitel vagy input, a bevitt adatok feldolgozása illetve tárolása, eredmény megjelenítése, majd adatkivitel vagy output.

Információ megjelenési formái

•

Beszéd (gondolat kialakulása, jégkorszak végén volt összefüggő beszéd)

•

Írott anyag (mássalhangzók, magánhangzók kialakulása)

•

Nyomtatott anyag (Guttenberg János 1445, London 1866 első gőzhajtású rotációs gép, amely 12.000 pédányban nyomtatott)

• • •

Hírközlés (telefon, telex, telefax) Számítógép Telekommunikáció (video-konferencia, GPS)

Adatábrázolás •

Az ember a tízes számrendszert, a számítógép a - technikailag legegyszerűbben megvalósítható - kettes számrendszert használja.

•

A számítógép-ember kommunikációban az egyszerűbb felírhatóság kedvéért - a tizenhatos számrendszer alkalmazott.

Tízes (decimális) számrendszer

• Alapszám: Az egyes helyértékeken szerepelhető különböző együtthatók száma. A tízes számrendszer esetén: 10 • Helyérték: Az alapszám egészkitevős hatványai. A tízes számrendszer esetén: 100, 101, 102, 103 … • Együttható: Az egyes helyértékeken szereplő szorzók. A tízes számrendszer esetén: 0,1,2...9 • A szám értékének meghatározása: Szám = ∑ (együttható * helyérték) Pl: 2*1000 + 6*100 + 5*10 + 7*1 = 2657

Kettes (bináris) számrendszer

A bináris számrendszerben is helyértékek vannak, melyek a kettő hatványai szerint jobbról balra növekednek. Alapszám: 2 Együtthatók: 0,1 A számítógépben egy bináris helyértéket bitnek nevezünk, melynek állapota - a bináris számrendszer együtthatói alapján - 0 vagy 1 lehet.

Tizenhatos (hexadecimális) számrendszer Alapszám: 16 Együtthatók: 0, 1, 2, ..., 9, A, B, C, D, E, F Az együtthatók nem adhatók meg minden esetben a tízes számrendszerben alkalmazott számokkal, szükség volt a 9 utáni számokhoz egy-egy jelet hozzárendelni. Ezek a következők: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15

Pl.: 1*4096 + 0*256 + 14*16 + 15*1 =4335

Átváltás binárisból decimálisba Az átváltáskor az együtthatókkal (0,1) szorozzuk az adott helyértékeket. Például: 11001100(2)= =1*2 7 +1*2 6 +0*2 5 +0*2 4 +1*2 3 +1*2 2 +0*2 1 +0*2 0 = =128+64+0+0+8+4+0+0 = 204(10)

Átváltás decimálisból binárisba A decimális bináris átalakítást speciális formában, "maradékos osztás elve" alapján végezzük. Pl.:

A bináris számot úgy kapjuk, hogy a maradékokat alulról felfelé összeolvassuk: 204(10) = 11001100(2)

Az adatábrázolás adategységei • • •

Bit A bináris szám egy helyértékét bitnek nevezzük. A bit állapota ennek megfelelően 0 vagy 1 lehet. Byte 8 bit összekapcsolásával kialakított egység. Szó A processzor típusától függő érték. Jelenleg a 64 bites szervezésű processzorok az elterjedtek, így ezek esetében a 64 bitből kialakított egységet nevezzük szónak.

Az adatábrázolás adategységei • 1Kilo az 1000-t jelent. • A bináris számrendszerben

a helyértékek mások, így az 1Kilo 1024-nek felel meg. • Ennek megfelelően változik a Mega, illetve a Giga értéke is. 1 Byte = 8 bit 1 KB = 1024 Byte = 8*1024 bit 1 MB = 1024 KB= 1024*1024 Byte = 8*1024*1024 bit 1 GB=1024 MB=1024*1024 KB =1024*1024*1024 Byte = 8*1024*1024*1024 bit

Számok ábrázolása Fixpontos ábrázolás

• • • •

Ez a számok műveletvégzésre alkalmas formában történő tárolására szolgál. Pozitív és negatív egész számok ábrázolására. Törtrésszel rendelkező számokat is ábrázolhatunk, de ekkor a törtet jelző pont csak logikailag létezik, a számítógép nem "teszi ki", helyét nem változtatja. Nyomtatásnál az elhelyezéséről a programozónak kell gondoskodnia.

A számok ábrázolása

• • •

A fixpontos számábrázolás hátrányai: az ábrázolható tartomány kicsi: 2 Byte-on a legnagyobb 32.767, a legkisebb -32.768 a számok pontossága erősen korlátozott: ha egész számot ábrázol 7/4 =1 és a 4 /4=1

A számok ábrázolása Lebegőpontos számábrázolás A fixpontos hátrányait kiküszöbölő, a számok hatványkitevős (matematikában használt normál alakhoz hasonlatos) felírásán alapuló számábrázolás. Például: 175(10)

= 0.175 * 103

0.375(10) = 0.375 * 100

A számok ábrázolása Lebegőpontos számábrázolás általánosan felírva: A = M * pk A = M = p k

= =

az eredeti szám az együttható, ennek a tört része az ún. mantissza a hatvány alapja a hatvány kitevője, az ún. karakterisztika

A legkisebb pozitív valós szám 6 bájton: 0.5 * 2-127 ≈2,938*10-39

Logikai műveletek • • • •

A számítógép nem csak matematikai műveletek, hanem logikai műveletek végrehajtására is képes. A logikában állítások vannak, melyek vagy igazak vagy hamisak. Ennek megfelelően a logikai adatok két értéket vehetnek fel: ha igaz, az értéke 1, ha hamis, az értéke 0. A logikai adatok ábrázolása általában 1Byte-on történik: 00000001 = logikai igaz 00000000 = logikai nem

Logikai műveletek • •

Negáció (NOT) az állítás logikai értékét megfordítja.

•

VAGY (OR) logikai értéke IGAZ, ha a műveletben részt vevő kifejezések logikai értékének bármelyike IGAZ. A művelet logikai értéke csak akkor lesz HAMIS, ha a műveletben részt vevő kifejezések logikai értékének mindegyike HAMIS.

•

KIZÁRÓ VAGY (XOR) logikai értéke akkor ad IGAZ eredményt, ha a műveletben részt vevő kifejezések logikai értékei különbözőek. Abban az esetben, ha a műveletben részt vevő kifejezések logikai értékei megegyeznek, HAMIS logikai értéket kapunk eredményül.

ÉS (AND) logikai értéke csak abban az esetben IGAZ, ha minden, a műveletben részt vevő kifejezés logikai értéke IGAZ, minden más esetben HAMIS logikai értéket ad.

Számítástechnika fejlődése •

Ókori Babilon (A számolómesterek tudtak összeadni, kivonni, szorozni, sőt, egy reciproktáblázat segítségével osztani is)

•

Számológépek a középkor végén (1642-ben Pascal megalkotta mechanikus összeadó­gépét.

•

Babbage (1791-1871) gépei: „számítástechnika atyja”

•

Neumann János (1903-1957) (kiviteli eszközök, beviteli eszközök, háttértárolók kérdése)

Babbage mechanikus számológépe

Neumann János és az EDVAC

Számítógépek definíciója •Minden olyan berendezés, amely képes adatok

tárolására, visszakeresésére, feldolgozására emberi beavatkozás nélkül a gépben korábban elhelyezett utasítássorozat segítségével.

•A számítógép egy információ átalakító eszköz,

amely a bemeneti eszközein közölt információkat átalakítva, a kimeneti eszközein jeleníti meg valamilyen, az ember számára érzékelhető formában.

Neumann elvű számítógép • bináris (digitális) • elektronikus • belső programvezérlés • memória tárolja a programot és az adatokat

• soros feldolgozás

Neumann elvű számítógép

•

• •

A (központi egység) részei:

• • • • •

a vezérlő egység (control unit), az aritmetikai és logikai egység (ALU), a tár (memory) és a ki/bemeneti egységek. Mindezek teljesen elektronikusak legyenek és bináris számrendszert használjanak. Az ALU képes legyen elvégezni az alapvető logikai és aritmetikai műveleteket (néhány elemi matematikai és logikai művelet segítségével elvileg bármely számítási feladat elvégezhető).

Tárolt program elvű (a program és az adatok ugyanabban a belső tárban tárolódnak). A vezérlő egység határozza meg a működést a tárból kiolvasott utasítások alapján, emberi beavatkozás nélkül.

1. Generáció 1945-1956 • 1941 Konrad Zuse, Z3, elekromágneses relék, repülő és rakéta tervezés • 1943 Alain Turing, Colossus, német rejtjel visszafejtés (célgép)

1. Generáció 1945-1956 • 1944 Howard H. Aiken, Mark I., lövedékpálya táblázatok, fél focipálya méret, 800 km vezeték, relé, 3-5 sec/számolás, alapműveletek, komplex egyenletek

1. Generáció 1945-1956 (ENIAC) 1946, ENIAC John Presper Eckert, John W. Mauchly, első elektronikus digitális számítógép 18.000 vákuumcső, 70.000 ellenállás, 5 millió forrasztás, 160 kW fogyasztás 5000 + /sec , 400 * /sec, 10 jegyű számok, 20 regiszter, 1000* gyorsabb mint Mark I. külső programvezérlés (huzalozás) 30 Tonna , MTBF 40sec MTBF = Mean Time Between Failures (meghibásodások közt eltelt átlagos idő)

1. Generáció 1945-1956 • 1945 EDVAC, Neumann János (John von Neumann 1903-1957) memória tárolja az adatokat és a programot feltételes vezérlés átadás központi vezérlő egység • 1951 UNIVAC I. első kereskedelemben kapható számítógép • 1964 IBM 360 első „igazi” általános célú számítógép

1. Generáció blokkvázlata Processzor Vezérlő egység

Beviteli egység (Input)

perifériák adatátvitel

Aritmetikai logikai egység

Operatív tár (Memória)

vezérlés

Kiviteli egység (Output)

perifériák

1. Generáció összefoglalás • Rendelésre készült műveletek, az elvégzendő feladathoz : tudományos műszaki számítások • Binárisan kódolt gépi nyelvű program (minden gépnek különböző) • Programozás gépi kódban • Processzorcentrikus • Soros feldolgozás

1. Generáció összefoglalás • Vákuumcsövek (nagy méret) adat tárolók : mágnesdobok • Elektroncsöves • 10e3..10e4 művelet/sec • 10..100kW teljesítményfelvétel • Kis megbízhatóság • Magas ár • Néhány darab

2. Generáció 1956-1963 • 1948 Tranzisztor felfedezése • Félvezetős áramkörök (tranzisztor, dióda) • 10e4..10e5 művelet/sec • Megbízhatóbb, kisebb méret, teljesítmény felvétel csökken • Teljesítmény/ár arány megnő

2. Generáció • Önálló (a központi feldolgozó egységtől függetlenül) párhuzamosan működő csatornák (I/O) • Memória centrikus • Perifériák, háttértárak • Ferritgyűrűs memória (megbízhatóbb, olcsóbb, gyorsabb, nagyobb kapacitás)

2. Generáció processzor

Vezérlő egység vezérlés

Aritmetikai logikai egység

Csatorna

Operatív tár (memória)

Csatorna

adatátvitel perifériák

háttértárak

2. Generáció összefoglalás • Gépcsaládok • Assembly nyelv (rövidített kódok), COBOL, FORTRAN, ALGOL, software ipar... • Kötegelt (batch) feldolgozás, gazdasági adatfeldolgozás, ipari folyamatirányítás

3. Generáció 1964-1971 • 1958 Jack Kilby (Texas Instruments) Integrált áramkör (IC) 3 elektronikus elem 1 szilícium lapkán

3. Generáció • Integrált áramkörök (10..1000 egy tokban) • 10e5..10e6 művelet /sec • Modularitás, bővíthetőség • Párhuzamos működés, több processzor • I/O processzorok • Olcsó nagy tárak

3. Generáció Tár modul

Tár modul

Tár modul

Átviteli sínrendszer (busz) adatátvitel Aritmetikai, logikai processzor

I/O processzor

I/O processzor

3. Generáció • Operációs rendszerek, szoftverek • Multiprogramozott üzemmód • Időosztásos rendszerek (Time sharing), távoli terminálok • IBM 360 / 370, PDP 11 (DEC másolat)

4. Generáció 1971-napjainkig • Egyre több elem egy tokban (chipben) LSI,VLSI, ULSI (1e6 ) • Csökkenő méret, csökkenő ár • Növekvő teljesítmény, megbízhatóság • 1971 Intel 4004 : központi feldolgozó egység, memória, I/O vezérlés 1 chipben • Egy mikroprocesszor - több feladatra programozva • Mikroszámítógépek

4. Generáció 1971-napjainkig • 1976 Cray 198 MFLOPS • Mini-számítógépek (Commodore, Apple, Atari) • 1981 IBM PC „személyi számítógép” • 1981: 2Millió, 1982: 5.5Millió, 1990: 65millió • Desktop, laptop, palmtop • 1984 Macintosh Apple, grafikus operációs rendszer • Hálózatok, LAN, internet

5. Generáció Jelen és Jövő • HAL9000 (2001 Űrodüsszea...) • Mesterséges intelligencia... • Párhuzamos (nem Neumann elvű) feldolgozás • Problémák ? (Hő, vékony réteg,...) • Új technológia, új elvek ?

• Kvantum számítástechnika...

Fejlődés • Technológia : eletroncső, tranzisztor, integrált áramkör, LSI, VLSI • Operatív tár : művonal, ferritgyűrű, félvezető • Struktúra : processzorcentrikus, tárcentrikus, moduláris • Méret csökken („teremnyi” -> „körömnyi”), darabszám nő (1-2db. -> 10e6 db/típus.) • Alkalmazás : tudományos-műszaki számítások, gazdasági adatfeldolgozás, ipari folyamatirányítás, általános • Programozás : gépi, assembler nyelv, magas szintű nyelvek, operációs rendszerek • Árarány : hardver / szoftver csökken

Számítógép-kategóriák • • • • •

Személyi számítógép (personal computer): általános célú, egyfelhasználós számítógép. Leggyakoribbak: IBM-PC, Apple Macintosh Szerver: több személyt és munkahelyet kiszolgáló gép, nagy teljesítmény jellemzi Terminál: csak adatbevitelre és -kivitelre alkalmas, főképp hálózati használatra. Nagyszámítógép (mainframe): Kb. egy termet betöltő többfelhasználós berendezés nagymennyiségű adat kezelésére, tárolására, bonyolult számítások elvégézésére (pl. nagyvállalatoknál jellemző) Szuperszámítógép: a legdrágább nagy teljesítményű gép, nagy számításigényű programok gyors végrehajtására. (Pl. időjáráselőrejelzésekhez, filmanimációk készítéséhez)

Számítógépek definíciója és fizikai felépítésük Számítógép fizikai (hardver) felépítése:

• • •

Központi eszközök, olyan eszközök amelyek a számítógép központi működéséhez szükséges. Beviteli eszközök, olyan eszközök amelyekkel valamilyen információt juttatunk a számítógép felé. Kiviteli eszközök, olyan eszközök, amelyekkel a számítógép valamilyen információt, adatot közöl velünk.

A beviteli és a kiviteli eszközöket együttesen perifériának hívják.

Főbb hardver elemek • • • • • •

Központi egység: a gép lelke, a vezérlés a feladata Alaplap Operatív tár: a memória , itt futnak a programok Háttértár: adatok tárolására szolgál Perifériák: az ember és a gép közti kapcsolattarás eszközei. Billentyűzet, egér, monitor, nyomtató... Beviteli eszközök Kiviteli eszközök

• •

Ház: a CPU-t, alaplapot, memóriát, háttértárat különíti el a külvilágtól

A központi feldolgozó egység - CPU • A központi feldolgozó egység (Central Processing Unit - CPU) részei : • műveleti egység (aritmetikai logikai egység) (Arithmetic Logical Unit - ALU) • vezérlő egység (Control Unit - CU) • regiszterek (registers) • sínek (bus)

CPU - Utasítás ciklus •Fetch („elérés”) : • Utasítás kód beolvasása • Utasítás kód értelmezése (dekódolás) • Operandusok beolvasása •Execute („végrehajtás”) : • Műveletvégzés (ALU) • Eredmény tárolása • Következő utasítás címének kiszámítása

Számítógép vázlatos működése Központi vezérlőegység (CPU) Bemeneti egységek (Input perifériák)

Vezérlőegység Műveleti (CU) egység (ALU) slotok

Memória ROM

RAM

Be-/Kimeneti egységek (Háttértárak)

órajelgenerátor (ütemező)

Kimeneti egységek (Output perifériák)

CPU INTEL

AMD

IBM/Motorola PowerPC

Alaplap

Hűtők

Memória •

ROM (Read Only Memory): Csak olvasható memória. A gép kikapcsolásakor nem veszíti el a tartalmát.

•

Tárolja a gép legfontosabb beállításait, fontos programokat.

•

RAM (Random Access Memory) operatív tár: Írhatóolvasható memória. A programok ide töltődnek be. A gép kikapcsolásakor elveszíti tartalmát.

Gáttértárolók • •

HDD (Hard Disk Drive): merevlemez SSD (Solid State Drive): szilárdtest-meghajtó

Videokártya • Video jelet továbbít a monitor felé

Hídba kötés: NVidis - SLI, ATI - CrossFire X

Hangkártya • Audio jelek ki- és bemenetéül szolgál Ki-/Bemenetek: Analóg Digitális Optikai

Tápegység •

Tápegység, amely a megfelelő és szükséges feszültséget biztosítja az egységek számára, 220 Voltból transzformál 5-12 Volt feszültséget.

Optikai meghajtók • MO - 128MB ... 2.3GB • CD - 90 perc/790 MB és 99 perc/870 MB • DVD - 3,68 GB ... 8,75 GB • Blu-Ray - 25 GB ... 128 GB

Optikai lemezek írása/ olvasása

Újraírható lemezek

Újraírható lemezek • • • • •

Adatréteg - különleges fázisváltó anyag: hő hatására amorf (matt) és kristályos (reflektív) állapotok Íráskor: olvadás pont fölé melegíti a lézer (500 - 700 °C). A következő hűléskor az olvadt rész amorf állapotba megy át. Ha csak 200 °C-ra melegítik a lemezt, ismét kristályos lesz: ha az egész adatréteget kristályos állapotba hozzuk, azzal töröljük a lemezt. A két dielektromos (szigetelő) réteg feladata a hűtés, így bár az adatréteg megolvad de nem tud elpárologni.

Magneto-Optical Drive • A lemez műanyagába ágyazva alacsony (160° Celsius)

olvadáspontú különleges ötvözetréteg. • Íráshoz és törléshez mágneses térre és lézerfényre is szükség van. • Olvasás csak lézerfénnyel történik.

Compact Disk • • • •

préseléssel készült (csak olvasható) CD-R (írható) CD-RW (újraírható) Élettartam: 15-20 (100) év

A. Polikarbonát réteg tárolja a kódolt adatokat gödrök révén. B. Fényvisszaverő réteg. C. Lakkréteg, a fényvisszaverő réteg védelmére. D. Felarat, mintázat, nyomdai úton. E. Lézersugár olvassa a CD-t, és visszaverődik (B.-ről) egy érzékelőre.

Digital Versatile Disc • • • • • • •

DVD–Video (mozgóképek tárolására) DVD–Audio (hang tárolására) DVD–ROM (adat, préselt) DVD–RAM (adat, közvetlen (direkt) elérésű) DVD-R és DVD-RW (adat; az R egyszer írható [recordable], az RW újraírható [rewritable]) DVD+R és DVD+RW (fenti kettőhöz hasonló, azokkal rivalizáló formátum) Élettartam: 10-15 (100) év

Blu-ray disc • •

Kisebb fénynyaláb - pontosabb fókuszálás: kis gödröcskéből („pits”) is kiolvashatunk adatokat, amik csak 0,15 mikrométer hosszúak (< 0,5xDVD). A sávok szélessége 0,74 mikrométerről 0,32 mikrométerre csökkent.

•

Optikai meghajtók

Perifériák •

• •

Bemeneti eszközök

• • • • • •

Billentyűzet Egér, trackball, trackpad Scanner, vonalkód olvasó Digitalizáló tábla Joystick, botkormány, controller Kamerák

• • •

Monitor Hangszóró Nyomtató, plotter

•

HDD, SSD, Pendrive, külső MO, CD, DVD, Blu-ray

Kimeneti eszközök

Külső adattárolók (USB, eSATA, Firewire, Thunderbolt)

Billentyűzet, egér...

Scanner, kamera...

Játék

Digitalizálás

Színképzés RGB - Monitorok

CYMK - Nyomtatás

Monitorok • •

A monitor adja a vizuális kapcsolatot a felhasználó és a számítógép között. A monitoron jelennek meg a program üzenetei és rajta ellenőrizhető a bevitt adatok helyessége. A képmegjelenítés szerint lehet: Katódsugárcsöves (CRT) – nagymértékű a sugárzás Folyadékkristályos (LCD) Vékonyfilm tranzisztoros (TFT) Világítódiódás (LED) Organikus LED (OLED) Gázplazmás

• • • • • •

CRT

LCD, TFT-LCD

Plazma

LED - OLED

• • •

Mátrixnyomtató

Nyomtatók

• • •

Nyomtatófejen levő tűk a festékszalagra ütve nyomtatnak 100-200 dpi Olcsón üzemeltethető

• • • •

Nyomtatófej gyorsan száradó tintacseppeket lövell a papírra Színes is (4 vagy több színkomponens - BYMC) 300-4800 dpi Olcsó, de üzemeltetése drága

• • • • • • •

Lézersugárral vezérelt: 1. Forgó henger elektromos feltöltése 2. Kép inverze a hengerre kerül (a lézersugár által) 3. Festékkel bevont henger a papírra nyomja a képet Színes nyomtatásra is alkalmas (4 vagy több színkomponens) Drága, de üzemeltetése viszonylag olcsó 300-2400 dpi

Tintasugaras nyomtató

Lézernyomtató

Mátrix nyomtató

Mátrixnyomtató • • • • • •

Az írógép továbbfejlesztett változata. A nyomtatófejben apró tűk (7-9-18-24 db). A papír előtt egy kifeszített festékszalag mozog, amelyre a tűk ráütnek, és létrehoznak a papíron egy pontot. A tűket elektromágneses tér mozgatja, és rugóerő húzza vissza eredeti helyükre. A nyomtatott képek felbontása gyenge Olcsó és alkalmas indigós számlanyomtatásra.

Mátrixnyomtató

Hőnyomtatók • • • • • • • •

speciális papírtekercset, ún. hőpapírt használ, a fehér bevonata hő hatására megfeketedik, a papírnak nyomódik neki az írófej, a fejen a képpontoknak megfelelő kis ellenállások helyezkednek el, ahol az ellenállást elektromos árammal melegítik, a papír megfeketedik a fej a mátrixnyomtatókhoz hasonlóan mozoghat jobbra balra, de lehet fix is, ekkor a papírt teljes szélességében le kell fedni, előnye a nagy élettartam és a „végtelen színezőanyag”, hátránya viszonylag drága papír, gyenge minőség, hő és napfény ellen védeni kell a kinyomtatott dokumentumot

Tintasugaras nyomtató

Tintasugaras nyomtató • •

•

tintapatronok segítségével tintacseppeket juttatnak a papírlapra a színes tintasugaras nyomtató színes tintapatronokat használ, általában négy alapszín használatával keveri ki a megfelelő árnyalatokat: ciánkék, bíborvörös, sárga és fekete színek használatával

• • • •

a porlasztás módszere történhet : piezoelektromos úton, elektrosztatikusan,

gőzbuborékok segítségével. igen jó minőségű, színes képek, akár fotók is nyomtathatók.

Tintasugaras nyomtató 1. Lapadagoló tálca 2. Nyomtató fej tintapatronokkal 3. Nyomtatófej léptető motor 4. Vezeték 5. Fogasszíj 6. Nyomtatófej 7. Tintapatronok 8. Fúvókák 9. Tintatartó 10.Tinta cseppek 11.Hőellenállás

Plotterek • • • •

A rajzgéppel hagyományosan vektorgrafikákat lehet papírra rajzolni. A rajzgép egy tollat mozgat a papíron x-irányú mozgás: toll, y-irányú mozgás: papír. A rajzgépeket nagyméretű műszaki rajzok (CAD) papírra vitelénél, a számítógépes tervezésben használják. Mára felváltják őket az univerzális nyomtatók (tintasugaras), amelyek már elegendően nagy méretben (A0, roll) is képesek a nyomtatásra, akár fotó minőségben is.

• •

Plotter

Lézernyomtató • • • • • •

Speciális, fényérzékeny anyaggal bevont és elektromosan feltöltött henger. Ezen lézersugárral jelölik meg a nem fehér pontokat: ahol a lézer a hengerhez ér, ott a henger semleges lesz vagy ellentétesen lesz töltött a henger többi részéhez képest. Amikor a henger a festékporral érintkezik, akkor azokra a részekre tapad festék, melyeket ért a lézersugár. A festék ezután átkerül a papírra, majd beleolvad, mikor a papír áthalad egy 200 °C-os hengerpár között. A színes lézernyomatóban négy lézernyomtató mechanikája épül egybe; az egyetlen fényérzékeny hengerre a CMYB festékhengerekről egymás után kerülnek fel a színek. A lézersugárnak négyszer kell végigfutnia a fényérzékeny hengeren.

Lézernyomtató

Lézernyomtató