Alapfogalmak és összefüggések
1
Történet röviden, vázlatosan
2
Felépítés és működés (mese)
3
Bit internet: a fontos fogalmak rendszerezése
1
Mechanikus eszközök
Wilhelm Schickard (15921635): mechanikus számológép
Blaise Pascal (1632-1662): "Pascalin"
G. W. Leibniz (16461716): Leibniz-kerék, kettes számrendszer leírása
„Modern” számítástechnika • Charles Babbage (1791-1871) Difference Engine (1822) Analitical Engine (1834) aritmetikai egység vezérlő egység (lyukkártya) memória beviteli egység nyomtatás
Az asszisztense Ada Byron (1815-1852), az egyetlen nő az informatika történetében! (ADA nyelv)
Herman Hollerith (1860 - 1929 USA) Hollerith gépe, mely 1890-ben az amerikai népszámlálás adatait dolgozta fel a világon elsőként lyukkártyát használt. Azokon a helyeken, ahol a kártyán nyílás volt, zárult az áramkör, így adott át információt a kártya a gépnek. Hollerith alapította Tabulating Machine Company-t (1896), amely később International Business Machines Corporation (IBM) néven lett ismert.
• IBM megalakulása! • Konrad Zuse
(1924)
(1910-1995 Németország)
Z3 (1943): elektromechanikus számítógép bináris számrendszerben működik programozható (Plankalkül nyelv)
Howard Hathaway Aiken
(1900 - 1973 USA)
A Mark I 15 méter hosszú és 2,5 méter magas, 70000 darabból áll, 80 km vezeték köti össze az alkatrészeket benne.
• Neumann János
(1903-1957)
1945-ben írta meg azt a művét, amelyben a "Neumannelvek"-ként ismert megállapításait, valamint a számítastechnika, és a számítógépek általa elképzelt fejlődéséről olvashatott a világ. (A mű eredeti címe : "First Draft of a Report on the Edvac"). A Neumann-elvek: 1. A számítógép legyen teljesen elektronikus. Külön vezérlő és végrehajtó egysége legyen. 2. Kettes számrendszert használjon. 3. Az adatok és a programok ugyanabban a belső tárban, a memóriában legyenek. 4. A számítógép univerzális Turing-gép legyen. 1944-1948 épül az ENIAC utóda az EDVAC melynek építésében Neumann is már részt vesz. (18 000 elektroncső, 174000 W energiaszükséglet, 30x3x1 m, napi 2 tonna jég hűtötte.) 1950-ben készül el az első UNIVAC az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban is gyártott számítógép
• ‘70-es évek: dinamikus fejlődés kezdete, mikrochip, IC (integrált áramkör) megjelenése • számítógép generációkról röviden Első genráció: 1946-1958 (The Vacuum Tube Years) ENIAC, EDVAC, Mark I. Nagy méretű, meleg, nagy fogyasztásű. Második generáció: 1959-1964 (The Era of the Transistor) Kisebb méret, nem melegszik, gyorsabb műveletvégzés. Harmadik generáció: 1965-1981 (Integrated Circuits) Kis méretben sok tranzisztor integráltan egy szilikon lapon. Évente kétszereződött az azonos területen elhelyezhető tranzisztorok száma. 1977 Commodore, az első PC. Negyedik generáció: 1981-Today (The Microprocessor) Nagy mértékben integrált áramkörök, több millió tranzisztor egy chip-ben. 1981 IBM PC megjelenése
Ötödik generációs gépek mesterséges intelligencia, neuron elvű számítógépek.
2
i
Mese "Lóti-Futiról”
a számítógép működési elve.
o
Számítógép főbb részei • CPU (Central Processor Unit): processzor - 2 GHz • RAM (Random Access Memory): memória - 256 Mb • HDD (Hard Disk Drive): merevlemez, winchester, háttértár - 80 Gb • FDD (Floppy Disk Drive): "hajlékony" lemez, floppy - 1,44 Mb • CD ROM/R/RW (Compact Disc Read Only Memory): CD lemez - kb. 700 Mb • DVD... (Digital Versatile Disc) kb. 4,7 Gb • alaplap, vezérlőkártyák, ház+tápegység... • INPUT (bemeneti) egységek … • OUTPUT (kimeneti) egységek ... A megadott méretek többségükben egy mai átlagos PC paramétereinek felelnek meg. Ezektől jelentős eltérés lehet.
RAM
FDD
input
CPU
CD-ROM
output
HDD
Egy sematikus ábra
Input és Output egységek
?
3
BIT-től az Internetig (vázlat)
•
bit
• byte
• file
• könyvtárrendszer (mappák)
• operációs rendszer
• helyi számítógép hálózatok
• globális számítógép hálózatok
•internet
BIT-től az Internetig • Az adatok és utasítások(programok) binárisan tárolódnak! (Neumann-elv) • Az így tárolt információ alapegysége a bit (binary digit). Két féle állapota lehet: 1/0 • A bitek nyolcas csoportja, azaz 8 bit egy bájt (byte). • Számok tárolása 1 v. több byte-on. (nagyságrendtől függ) • Karakterek tárolása 1 byte-on = ASCII kódok Hány féle információt lehet 1 byte-on tárolni?
ASCII kódok
• A fájl (file) adathalmaz a gép háttértárán byte-okból épül fel mérete elvben kiszámítható különböző információt hordozhatnak, pl. szöveg (ASCII kódhalmaz) TXT, HTML, (DOC) kép (mátrix, képpontrendszer) BMP, JPG, GIF hang, mozgókép,... WAV, MP3, AVI, MPEG, MOV utasításrendszer, program EXE, COM
• A file-ok könyvtárrendszerben (mappákban) helyezkednek el a háttértáron. hierarcikus, fa-struktúra
• Mindezek rendszerét és a számítógépet működteti az operációs rendszer (rendszersoftware) feladata:
rendszer működtetése file-ok rendszerezése, kezelése kommunikáció a felhasználóval programfuttatás erőforrás elosztás stb.
fajtái: karakteres (DOS, Linux) v. grafikus (Windows 95/98/ME/NT/XP, OS/2, Linux) egyfelhasználós (DOS) v. többfelhasználós (Linux, UNIX, VMS, Windows NT) single- (DOS) v. multitasking (Windows 95/98/ME/NT/XP, Linux, OS/2, VMS, ...)
• Felhasználói programok az operációs rendszerre épülnek konkrét feladatok végrehajtására készültek operáció rendszer specifikusak pl. MS Word, IrfanView, Paint, WinZip, Windows Commander, Excel, PhotoShop, ArchiCAD, Internet Explorer, Quake3, ...
• Több számítógép együttműködése: számítógép hálózat hálózatok célja: hardware-erőforrások megosztása adatok és programok közös használata kommunikáció megvalósítása
LAN (Local Area Network): helyi hálózat
egymáshoz közeli gépeket közvetlen kábeles kapcsolat köt össze különböző formációk léteznek (gyűrű, fésű,...) szerver és több kliens gép alkotja
WAN (Wide Area Network)
egymástól bármilyen távolságra levő, különböző gépeket és LAN-okat kapcsol össze hagyományos- vagy fénykábelen, telefonvonalon, mikrohullámon, lézerrel, tévékábelen, rádiós hálózaton vagy műholdas közvetítéssel kapcsolódnak a rendszerek
Az internet • USA -ból indult kb. 1970-től, Európa 1982, Magyarország 1992 (Első e-mail a KFKI-ba!) • az egész világra kiterjedő, gigantikus WAN • kliens és szerver gépek millióiból áll • decentralizált, nincs egy központi szerver • pókhálóhoz hasonlít, melynek csomópontjai az egyes szerverek • két gép között több út is van, valamelyik majdnem mindig járható • egységes kommunikációt a közös protokoll biztosítja (TCP/IP) • gépek azonosítása 4x3 jegyű számmal (IP cím) és az ehhez rendelt névvel lehetséges (domain név) (157.181.14.2=kincsem.tofk.elte.hu) (4.3 billió (2^32) IP cím)
Az internet szolgáltatásai WEB: hypertext-es, multimédiás információrengeteg (cenzúra nélkül, szabadon bővíthető, egyénileg fejleszthető…) • e-mail: levelezés ftp: file-mozgatás távoli gépek között gopher: szöveges adatbázis telnet: bejelentkezés távoli gépekre news: hírújság talk: 2 ember "beszélgetése" irc, chat: több ember "csevegése" mud: szerepjáték
Internet kapcsolódási módok Mód
Sebesség
Havi korlátlan ár
Modem
55.6 kbit/s
4-6 ezer Ft
ISDN
64 kbit/s
4-10 ezer Ft
2*ISDN
128 kbit/s
6-12 ezer Ft
30*ISDN
1920 kbit/s
60-300 ezer Ft
ADSL
Fel: 64; Le: 384 kbit/s
10 ezer Ft
ADSL
Fel: 128; Le: 512 Kbit/s 10-16 ezer Ft
Kábel TV
20-2000 kbit/s
5-50 ezer Ft
Mobiltelefonos 10-100 kbit/s
2-20 ezer Ft
Műholdas
0,5-20 GBit/s
100-500 ezer Ft
T1 optikai
1,544 Mbps
100-500 ezer Ft
T3 optikai
44,736 Mbps
1-50 milió Ft
Az internet fejlődése Internet Domain Survey Host Count (www.isc.org)
250 000 000
200 000 000
150 000 000
100 000 000
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
host
1981
50 000 000
-
Felhasznált (online) irodalom: Teljes részletességű magyar nyelvű oldal http://www.tferi.hu/konyv5/tftanul.html Számítógép története (ANGOL) http://www.computerhistory.org/ Számítógép története (MAGYAR) http://www.ttk.pte.hu/ami/phare/tortenet/tartalom.html Bit/Byte (NÉMET) http://www.kuef.de/fascination/linkfos/computertechnik/bitsbytes.html Internet statisztika (ANGOL) http://www.isc.org/ops/ds/ Egy meglepő cikk: http://index.hu/tech/hardver/peta041020/
vége
Claude Shannon 1948-ban Claude Shannon "A kommunikáció matematikai elmélete" (The Mathematical Theory of Communication) című művében bebizonyította, hogy a mérnökök precízen tudják adataikat kódolni a számítógép felé. Ezen kommunikáció alapegysége lett a Shannon tételében a bit. (BInary digiT = bináris egység)
Átváltás kettes és tízes számrendszerek között 128
64
32
16
8
4
2
1
1
0
1
0
1
0
1
1
101010112=128+32+8+2+1=171 128
64
32
16
8
4
2
1
1
1
0
0
0
1
0
1
197=110001012
Az információ mértékegysége
