ELŐADÁS 2016-01-05 SZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSE FIZIKA ÉS INFORMATIKA
A PC FIZIKAI KIÉPÍTÉSÉNEK ALAPELEMEI Chip (lapka)
Mikroprocesszor (CPU) Integrált áramköri lapok: alaplap, bővítőkártyák
SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE ALAPLAP 1.PROCESSZOR, CPU 2. MEMÓRIA, RAM 3. A BE- ÉS KIMENETI EGYSÉGEK ILLESZTŐ ÁRAMKÖREI 4.BUSZVONALAK 5.TÁROLÓEGYSÉGEK-HÁTTÉRTÁRAK
SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE •
Hardver: a számítógép fizikai része. Az összes elektronikus és elektromechanikus építőelemek összesége.( BIOS kezeli)
hardverelemek ellenőrzése az operációs rendszer kulcselemeinek betöltése az adatfelejtő tárba (dinamikus RAM)
•
Szoftver: a gépen tárolt programok, adatok összessége, gép logikai része.
Operációs rendszer: Windows 10 >> Szövegszerkesztő: Word, Onenote, jegyzettömb Táblázatkezelő: Excel, Quattro Prezentáció készítő PowerPoint
1A ALAPLAP INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖKBŐL (IC) ÁLLÓ LAP, EGY NYOMTATOTT ÁRAMKÖR, AMELY TARTALMAZZA A SZÁMÍTÓGÉP KÖZPONTI EGYSÉGÉNEK RÉSZEIT, VALAMINT A PERIFÉRIÁKKAL VALÓ KAPCSOLATTARTÁS ELEMEIT, AZAZ A SZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSE ÉS VEZÉRLÉSE SZEMPONTJÁBÓL MEGHATÁROZÓ EGYSÉGEK CSAKNEM MINDEGYIKÉT. AZ ALAPLAPHOZ ADOTT FÜZET TARTALMAZZA A RAJTA ELHELYEZHETŐ ESZKÖZÖKET, ILLETVE AZ ELHELYEZÉS MÓDJÁT, VALAMINT A BEÁLLÍTÁSOK (KONFIGURÁLÁS) LEHETŐSÉGEIT.
1B PROCESSZOR •
Szilícium egykristályra integrált, sok tízmillió tranzisztort tartalmazó digitális áramköri egység, ez a számítógép központi vezérlő- és műveletvégző egysége.
•
Három fő részből áll: CU, ALU, regiszterek. A CU vezérlőegység értelmezi az utasításokat és előállítja azok végrehajtásához a szükséges vezérlőjeleket. Az ALU aritmetikai-logikai egység az összeadásokat, kivonásokat, valamint a logikai műveleteket végzi.
•
A processzor egyik jellemzője, hogy hány bit adattal tud egyszerre műveletet végezni, pl. 64 bittel.
•
A processzor tartalmaz egy vezérlő egységet, egy aritmetikai és logikai egységet és egy (kicsi de) nagyon gyors belső memóriát (regisztereket).
•
A processzor sebességét döntően meghatározza a működési frekvencia és az egy ciklus alatti műveletek száma – jellemzően a frekvencia 2 GHz-3, 5 GHz, a műveletek száma pedig 5-10 művelet/ciklus.
•
Intel cég: Pentium 4 processzor, AMD cég: Duron, Athlon 64 processzor.
1B PROCESSZOR • Részei: • -ALU: olyan áramkörökből áll, ami matematikai és logikai műveleteket tud elvégezni. • -CU: ebben található az órajel generátor ez álltja elő a vezérlőjeleket az szabja meg a számítógép működésének a gyorsaságát ez értelmezi az utasításokat és ez alapján küldi el hogy melyik egység milyen műveletet hajtson végre.
•
-Coprocesszor: bonyolult számítási műveleteket végezteti ezzel a processzorral, ezzel csökkenti a processzor terhelését. De az a 486-tól nincs külön.
• • •
-Regiszterek: a processzor belső tárolói, gyorsan elérhetők
•
Akkumulátor regiszter, ami műveletekhez szükséges adatokat és részeredményeket tárolja.
Fajtái: Programszámláló regiszter azt tárolja, hogy a soron következő utasítást melyik címről kell betölteni.
MIKROPROCESSZOROS GÉPEK I. (CÉLSZÁMÍTÓGÉPEK)
• Bankautomata, pénzváltó automata • Sorszámosztó rendszerek
• Mobiltelefon, telefonközpontok
MIKROPROCESSZOROS GÉPEK II. (CÉLSZÁMÍTÓGÉPEK)
• Mikrohullámú sütő, mosógép, mosogatógép • Autók
• Riasztórendszerek • Szórakoztató elektronika (TV, Video, DVD, …)
• CNC eszterga
• • • • • •
Közlekedési jelzőlámpák Távirányítású kapuk, riasztók Traffipax (sebességmérő) Borítékológépek Pénztárgépek, zsebszámológépek Robotok
ÓRIÁSI SZÁMÍTÓGÉPES ADATBÁZISOK • Adózók, TB által biztosítottak • Állampapírok, részvények • Banki ügyfelek, ezek számlái • Körzeti orvos betegei • Postán feladott pénzek • A cég dolgozói, ügyfelei, beszállítói • A cég megrendelései, tartozásai, követelései • Az autópályát jogosan használók • Árukészlet, árak • Az egyetem hallgatói, a hallgatók jegyei…
1C VIDEÓ,GRAFIKA • RAM memóriák: írható-olvasható memóriák (Random Access Memory), véletlen elérésű memória, azaz a tartalma tetszőleges (akár véletlen) sorrendben elérhető, írható, olvasható.
• Operatív memóriák, tárolják az éppen futó programokat, szükséges adatokat, folyamatos áramellátásra van szükségük, jellemző kapacitás a PC-ben: 256 MB – 1024 MB.
• Adatátviteli sebesség vagy adatáram: működési frekvencia x egyszerre átvihető bitek száma (pl. 64 bit), tehát fontos a működési frekvencia. Jellemző értékek: 333 MHz, 400 MHz.
• Gyakori típus: DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), gyors memória, az a sajátossága, hogy egy órajel alatt két művelet elvégzésére alkalmas, azaz elvileg kétszeres az adatátviteli sebesség az SDRAM-okhoz képest.
• RDRAM (Rambus DRAM): ez a DDR SDRAM-ok sebességének többszörösén képes működni.
1D BUSZVONALAK-RENDSZEREK A buszvonal egy több tucat vezetékbõl álló vezetékrendszer, amelyben az adatok, vezérlõjelek és eszközcímek meghatározott módon vihetõk át. E rendszer rögzített. Ennek köszönhetõen a csatlakoztatott eszközök és azok vezérlõkártyái könnyen cserélhetõek, a PC-n belül az egységek tetszés szerint fejleszthetõek. A busz vagy sín (hosszabb elnevezéssel buszrendszer vagy sínrendszer) a számítógép-architektúrákban a számítógép olyan, jól definiált része, alrendszere, amely lehetővé teszi adatok vagy tápfeszültségek továbbítását a számítógépen belül vagy számítógépek, illetve a számítógép és a perifériák között. Eltérően a pont-pont kapcsolattól, a busz logikailag összekapcsol több perifériát ugyanazt a vezetékrendszert használva. Minden buszhoz számos csatlakozó tartozik, amelyek lehetővé teszik a kártyák, egységek vagy kábelek elektromos csatlakoztatását. A korai számítógépek buszrendszerei betű szerinti értelemben párhuzamos elektromos buszok voltak, több csatlakozóval, de fizikai kiépítésükben eltértek attól, funkcionálisan viszont azonosak voltak. A mai modern számítógépek buszai már párhuzamos és bit-soros kapcsolatokat is meg tudnak valósítani, vagy (elektromosan) párhuzamos huzalozásúak sokcsatlakozósak (multidrop), vagy pedig lánc topológiával rendelkezők, illetve egy kapcsoló hub-hoz csatlakozók, mint például az USB (univerzális soros busz).
XBOX • Gyorsabb,Szebb,modernebb, • Jobban kihasználja a drivereket • Lehet rajta Xboxozni (One) > • Cortana • Ingyenes 2016 Júl. 29-ig Cortana: Személyi aszisztens hangszenzorok,érzékelők lefordítják parancsba,majd válaszol. (Internet alapú)
• Szenzorok érzékelik mozgásunkat majd ezt továbbítja a játékba.
• Joystikon mint a tv távirányító sugara alapján továbbítja a parancsot.
• Billentyűzeten a betűket,számokat külön-külön féle parancsnak érzékeli majd végre hajtsa.
4 BE-ÉS KIMENET
• Minden eszköznek van be és kimenete (Input Output) • 4A Bemeneti pl: egér,billentűzet, mikrofon, Kamera, Kormány, joystick,Skenner • 4B Kimeneti pl: Hangfal, Kivetítő(Projektor), Monitor, Nyomtató • 4C Be-és Kimeneti: Pendrive,Merevlemez, Cd Dvd író, Multifunkcionális Nyomtató
INFORMÁCIÓK ÁRAMLÁSA • A portokon csatlakozandó eszközökre
kábelen (a pendrive
kivételével) áramlik.
• USB 1.0 adatátviteli sebessége: 12 Mbit/s = 1,5 MB/s USB 2.0 adatátviteli sebessége: 480 Mbit/sec = 60 MB/s USB 3.0 adatátviteli sebessége: 5 Gbit/sec = 640 MB/s USB 3.1 adatátviteli sebessége: 10 Gbit/s =
USB (UNIVERSAL SERIAL BUS) USB (Universal Serial Bus)
A számítógép nagy adatátvitelére szolgál. Az univerzális soros busz manapság nagyon elterjed számítógépes csatlakozó. Előnyös tulajdonsága, hogy teljeskörűen Plug and Play, az összes modern operációs rendszer részére is. sebességet igénylő egységeivel használták eleinte, de mára nagyon sok perifériát gyártanak ilyen csatlakozó felülettel, az adatok egymás után, azaz sorosan küldi át. USB 1.0 adatátviteli sebessége: 12 Mbit/s = 1,5 MB/s USB 2.0 adatátviteli sebessége: 480 Mbit/sec = 60 MB/s USB 3.0 adatátviteli sebessége: 5 Gbit/sec = 640 MB/s USB 3.1 adatátviteli sebessége: 10 Gbit/s = Egyéb jellemzők: több eszköz fűzhető össze (hub-digitális jelek frissítése, továbbadása), működés közbeni csatlakozás, tápellátás biztosítása, a kábel legfeljebb 5 méter lehet, a csatlakoztatott eszköz automatikus felismerése (Plug and play), max 127 eszköz csatlakoztatható. Az „A” típusú csatlakozó az alaplapon található USB vezérlőhöz, vagy a hub-ba csatlakoztatható. A „B” típusú csatlakozó a perifériák csatlakozója.
Monitor csatlakozók
VGA (Video Graphics Array) / D-SUB (D-Subminiature)
VGA képernyõ rendszer, mely eredetileg 16 színt tudott megjeleníteni 640x480 képpontos felbontás melett.
A D-Sub az egyik legelterjedtebb elektronikai csatoló felület, melynek különféle változatait leggyakrabban a számítástechnikában használják.
Jack csatlakozó A rózsaszín a mikrofon, a zöld színű a fejhallgató vagy hangszóró csatlakozója.
NEUMANN ELVEK Neumann János alkotta meg a gép által információként kezelt program létrehozásának elvét. Neumann János munkája olyannyira értékesnek számított a világban, hogy 1960-ban a további főbb célok egyike, úgymond a fejlesztési súlypontja a programozási nyelvek és a különböző programozás rendszerek kidolgozására tevődött át, hanyagolva a műszaki fejlesztést. Neumann 1946-ban megfogalmazta a modern számítógépek 5 alapelvét, melyek a következők:
• •
1, A számítógép legyen soros működésű: A gép az egyes utasításokat sorban egymás után végzi el.
•
3, A számítógép belső memóriát tartalmaz:Neumann egy belső memóriát javasolt a részeredmények tárolására, s így a gép egy bizonyos műveletsort automatikusan el tud végezni.
•
4, A tárolt program elve: A programot megvalósító utasítások a belső memóriában tárolhatók, mint bármely más adat, így a számítógép önállóan képes működni.
•
5, A számítógép legyen univerzális: az olyan gép amely el tud végezni néhány alapvető műveletet elvileg minden számítást elvégez
2, A számítógép a bináris (kettes) számrendszert használja és legyen teljesen elektronikus: A kettes számrendszert egyszerű megvalósítani elektronikus un. kétállapotú áramkörökkel (1-magasabb feszültség, 0- alacsonyabb feszültség...)
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
Az előadás letölthető a www.abda8osztaly.webnode.hu oldalról
• Előadást készítette: Sipos Roland • Előadás készült: 2015.12.16-2016.01.03 • Letöltés: www.abda8osztaly.webnode.hu/dokumentumtar • Tárgy: Számítógép működése
