A számítógép felépítése

A számítógép felépítése

Neumann János (1903-1957) matematikus, fizikus  a számolás gépesítésével foglalkozott  Neumann-elv (1945 – EDVAC) 


2

Neumann-elvek 1.

2. 3.

4. 5. 6.

soros utasítás (utasítások végrehajtása időben egymás után történik) kettes (bináris) számrendszer használata belső memória (operatív tár) használata a program és az adatok tárolására teljesen elektronikus működés széles körű felhasználhatóság központi vezérlőegység alkalmazása


3

Kalmár László (1905-1976) matematikus  számítástechnikaikibernetikai csoport  1957-től programozó matematikus képzés Szegeden 


Muszka Dániel katicabogara az első magyar műállat

4

http://www.infmuz.hu/ A számítógép felépítése

5

A számítógép felépítése Számítógép

Alapgép

Központi feldolgozó egység (CPU)

Memória

ROM RAM

Perifériák

Bővítőkártyák

videokártya hangkártya hálózati kártya

Bemeneti eszközök

billentyűzet egér mikrofon scanner webkamera


Kimeneti eszközök

monitor nyomtató hangszóró fejhallgató

Tárolóeszközök

merevlemez CD-ROM DVD-ROM pendrive memóriakártyák

6

Alaplap az alapgép legnagyobb kiterjedésű alkatrésze  az egyes eszközök közötti kapcsolatot biztosítja  rajta található: 

 processzor  memória  BIOS  integrált vezérlők  slotok (bővítőkártyák fogadására szolgáló csatlakozók) A számítógép felépítése

7

Alaplap


8

Alaplap


9

Buszrendszer kapcsolatot teremt a CPU, a memória és a perifériák között  adattovábbítás, vezérlő jelek továbbítása 


10

Buszrendszer


11

Alaplaphoz csatlakoztatható bővítőkártyák videokártya  hangkártya  hálózati kártya 


12

Csatoló felületek  

    



PCI – 266 MB/s AGP (Accelerated Graphics Port) – 2 GB/s PCI Express (PCIe) – 16 GB/s IDE, ATA, PATA – 133 MB/s SCSI (Small Computer System Interface) – 320 MB/s SATA (Serial ATA) – 6 GB/s SAS (Serial Attached SCSI) – 6-24 GB/s USB (Universal Serial Bus) – 60-400 MB/s A számítógép felépítése

13

Csatoló felületek

AGP slot

PCI Express slot

PCI slot A számítógép felépítése

14

Csatoló felületek

IDE/PATA kábel és csatlakozó

SATA kábel és csatlakozó A számítógép felépítése

15

Csatoló felületek

SAS kábel

USB csatlakozó és kábelek


16

Portok 

PS/2  PS/2:

billentyűzet és egér csatlakozó


17

Portok 

USB port  Universal

Serial Bus  USB gyökérhub maximálisan 127 eszközt tud kezelni  A és B típusú csatlakozók  sokféle célú eszközt lehet rá csatlakoztatni


18

Portok 

FireWire  IEEE1394

 400,

800 Mbps  Digitális kamerák jellemző csatlakozója


19

Portok 

Képernyő portok (VGA): régi, analóg monitorokhoz  DVI (Digital Video Interface)  TV-csatlakozók: Composite (RGB), S-video  HDMI (High Definition Multimedia Interface)  D-SUB


20

CPU Central Processing Unit  központi feldolgozó egység 

(Control Unit) - vezérlőegység  ALU (Arithmetical and Logical Unit) – aritmetikai logikai egység  regiszterek – utasítások tárolása  CU


21

CPU 

Feladata: a

programok utasításainak beolvasása, értelmezése és végrehajtása  a számítógép egységeinek vezérlése 

Jellemzői:  sebesség:

a végrehajtott utasítások száma másodpercenként (MIPS = Millions of Instruction Per Second)  órajel, frekvencia (MHz, GHz)  tokozás (lábkiosztás) - foglalat típusa  hűtés (hűtőbordák, ventilátor) A számítógép felépítése

22

CPU 

Moore szabály:  tranzisztorok

száma 18 hónaponként megkétszereződik  azaz: változatlan áron évről évre egyre nagyobb teljesítményű számítógépet kaphatunk


23

CPU tokozás


24

CPU hűtés


25

Processzortípusok 

PC, PC/XT  1972,

8008-as, 8080-as  1978, 8086-os, 8088-as, 10 MHz  1983, 80168-as, 80188-as, 16 MHz 

PC/AT (286)  1984,



80286-os, 20 Mhz

PC/AT (386)  1985,

80386-os, 4 Gbyte memória kezelése, 33 Mhz


26


PC/AT (486) 80486-os, párhuzamos végrehajtás, cache beépítése, 50 MHz  hűtés fontossága  1989,



Pentium, Pentium Pro, MMX  1995,



Pentium II, Xeon  1997,



200 MHz órajel frekvencia Slot 1 foglalat, 2 cache gyorsítótár

Celeron, Celeron A  1998,

a Pentium II olcsóbb változata, L2 cache a processzorba építve, teljesítménye jól tuningolható A számítógép felépítése

27


Pentium III, IV  2001,



Pentium II továbbfejlesztése

Pentium M  Noteszgépekhez

    

készült processzor

Intel Core2Duo (2007) – kétmagos, otthoni célú Intel Core2Quad – négymagos, otthoni célú Intel Core i3 – kétmagos Intel Core i5 – négymagos Intel Core i7 – jelenlegi csúcskategória A számítógép felépítése

28

Memória Tárolja a végrehajtás alatt álló program utasításait, valamint adatait.  Jellemzői: 

 tárkapacitás

(Gbyte)  adatelérési idő (ns: nanoszekundum 1 ns = 10-9 s)


29

Memória típusai 

elsődleges memória  processzor

által aktívan használt, gyors elérésű  legtöbbször nem maradandó tár 

másodlagos memória  háttértár,

az eléréséhez lassabb idő is megfelelő  maradandó tár 

harmadlagos memória  adatok

mentésére, archiválására  nagyon nagy kapacitás, maradandó tár A számítógép felépítése

30


RAM (Random Access Memory)  tetszőleges

elérésű memória  írható, olvasható  nem maradandó tár: tápfeszültség nélkül tartalma elveszik  feladata: a CPU által végrehajtandó utasítások és adatok tárolása  kapacitása: 2-4-8 GB A számítógép felépítése

31


ROM (Read Only Memory)  csak

olvasható (a felhasználó által)  gyárilag programozott  maradandó tár: feszültség nélkül is megőrzi az adatokat


32


Cache  gyorsítótár

 igen

gyors működésű  a processzor és a központi memória vagy a merevlemez között áll  átlagos kapacitása: 2-8 MB  (elérési idő pl. HDD: 40 ms, cache 0,1 ms)


33


Flash  újraírható

memória  maradandó tár: megőrzi az adatokat kikapcsolás után is  széleskörűen alkalmazható, pl: digitális fényképezőgép memóriakártyája  pendrive  médialejátszó belső memóriája 


34

A jövő memóriái   

egyre nagyobb tárolókapacitás (TB – terabyte – 1012 B) egyre kisebb adatelérési idő molekuláris és bio memóriák  Bakteriohodopsin „A jelenleg már folyó kutatások alapján 1/2000 nanoszekundumra van csak szükségük a molekuláknak az állapotváltozásokhoz és kb. 30 Gbyte/cm3 -es lehet az adatsűrűség határa. Egyetlen hátrányuk, hogy a kb. 5 évig életképesek.”


35

BIOS    

Basic Input/Output System Alapvető funkciókat biztosító szoftver a ROMban. Az alaplapba ültetett, nem törölhető ill. írható. Feladatai: a

számítógép egységeinek ellenőrzése  a hibát különféle sípolással (bip) jelzi  alapfunkciók irányítása  kapcsolatot teremt a gép és a felhasználó között  az operációs rendszer kulcselemeinek betöltése A számítógép felépítése

36

Háttértárolók  



Nagy adatmennyiség tárolására alkalmas Energia nélkül is megtartják a jeleket Adattárolási elv szerinti csoportosítás – lyukszalag, lyukkártya  Félvezető – RAM, ROM, pendrive, flash kártya  Mágneses – szalag, merev-, hajlékony lemez  Optikai – CD, DVD, BlueRay  Elektronikus tárak  Egyéb – LS-120, ZIP drive  Mechanikus


37

Mechanikus tár lyukkártya  lukszalag 


38

Mágnesszalagos tár  





1960-as évek, BASF cég Tárolókapacitása: 60-525 Mbájt Működése hasonlít a magnókazettához, az adatokat analóg vagy digitális módon rögzíti. Az adatok hosszú távú rögzítésére a jelek torzulása miatt nem alkalmas. A számítógép felépítése

39

Cserélhető mágneslemezes tár 

 

Kör alakú műanyag vagy fém lemezre felvitt, jól mágnesezhető réteg bitenként rögzíti az adatokat. Az író olvasó fejet egy léptető motor mozgatja a lemezen sugárirányban. A lemezen sávokat és szektorokat alakítanak ki, e kettő tartja nyilván az állományok fizikai helyét a lemezen.  Sávok: koncentrikus gyűrűk  Szektorok: a sávok kisebb ívdarabjai


40

Cserélhető hajlékonylemez meghajtó 



FDD (floppy disk drive) Két méret: 3

½ inch – 1,44 Mbájt  5 ¼ inch – 1,2 Mbájt 

Elavult, az új konfigurációk nem tartalmazzák. A számítógép felépítése

41

Merevlemez   

   

HDD (hard disk drive) Mágneses elvű Partíciókra van osztva legkisebb egység a cluster Fordulatszáma 5400, 7200, 10000 rpm Kapacitása 500 GB -4 TB Töredezhetnek a fájlok RAID – Redundant Array of Inexpensive Disks A számítógép felépítése

42

Merevlemez zárt  ténylegesen merev  compact csomagolás, pára- és pormentes  nagy írássűrűség  általában nem egy, hanem több egymással párhuzamos lemezből áll 


43

Merevlemez szerkezete


44

Merevlemez


45

Optikai tárak CD-ROM, CD-R, CD-RW  Tárolókapacitás: 

 650MB  700MB



- 74min - 80min

Spirálban ír, ezért az adat helye:  perc:másodperc:századmásodperc


46

Optikai tárak 

CD (Compact Disk)  1980,

Philips és Sony fejlesztés  nagy kapacitás, digitális tárolás  az információt lézerfénnyel rögzítik, pit-ek (gödrök) és land-ek (szigetek)  polírozott üveglemezre fotólakkot visznek fel  átmérő – 120 mm (létezik 80 mm-es is)  kapacitás: 650 Mbyte (74 perc), 700 MB


47

Optikai tárak

 CD-ROM egyszer

(CD-R) írható (ugyanaz a terület)

 CD-RW újraírható,

törölhető (kb 2000-szer) A számítógép felépítése

48

Optikai tárak 

DVD (Digital Video Disc)  eredetileg

képek tárolására készítették  Sokoldalú digitális lemez (Digital Versatile Disk): multimédia, mozgókép, zene, adat egyaránt rögzíthető  működése és felépítése hasonlít a CD lemezére  rövidebb hullámhosszú lézert használ, így több adat fér el rajta A számítógép felépítése

49

Optikai tárak DVD szabványok:  DVD5  egyrétegű,

egyoldalas lemez  kapacitása: 4,7 Gbyte 

DVD9  kétrétegű,

egyoldalas lemez  kapacitása: 8,5 Gbyte 

DVD10  kétrétegű,

kétoldalas lemez  kapacitása: 9,4 Gbyte A számítógép felépítése

50

Optikai tárak 

Blue Ray  az

adatokat (kék) lézersugár írja fel és olvassa ki  25-50 GB kapacitású.  az adatok nem koncentrikus körökben helyezkednek el, hanem körkörös spirálvonal mentén A számítógép felépítése

51

Elektronikus tárak 

USB tár  Előnye,

hogy az adatok parányi helyen elférnek és külső ártalmakra sem érzékeny.

PenDrive  USB key  Flash Drive  memóriakártyák 


52

Elektronikus tárak Memóriakártyák  Fajtái: 

    

 

CompactFlash (CF) xD Picture Card SmartMedia (SM) Secure Digital (SD) MultiMediaCard (MMC) Memory Stick (MS) Memory Stick PRO (MS PRO) A számítógép felépítése

53

Összehasonlítás 

Floppy-ra: 1



db színes kép, vagy 600 oldal gépelt szöveg fér

CD lemezre:  500

db színes kép, vagy 300 000 oldal gépelt szöveg  72 percnyi film, vagy 120 perc zene fér 

DVD lemezre:  Egy

teljes mozifilm nyolcnyelvű szinkronnal és menüvel fér


54



számítógép konfiguráció (~85 000 Ft)  alaplap

MSI G31M-ES2C  RAM DDR2 2x1GB 800MHz Kingmax  Intel E5300 BOX processzor  DVD olvasó LG SATA fekete  HDD Samsung 160GB, 7200rpm, SATA300, 8MB  ház Mercury KM93 fekete  billentyűzet Logitech fekete OEM HUN  egér Logitech S90 fekete OEM 

monitor: Samsung SyncMaster 943N (~ 42 000 Ft) A számítógép felépítése

55

A számítógép felépítése

Recommend Documents