Informatikai alapismeretek földtudományi BSC számára 2010-2011 Őszi félév
Heizlerné Bakonyi Viktória
[email protected]
Neumann János 1903-1957
Neumann János matematikus, fizikus, vegyészmérnök. Tanulmányok: 1921-ben, a fasori főgimnáziumban érettségizik, budapesti tudományegyetemen (matematika, fizika és a kémia.) berlini egyetem filozófia fakultásán zürichi egyetem. 1937-től amerikai állampolgár. 1954-ben Eisenhower kinevezte az Atomenergia Bizottság tagjává. 1945-től 1957-ig a princetoni Elektronikus Számítógép Projekt igazgatója. Főbb tudományos tevékenysége: programvezérlésű automaták elméleti alapjai a játékelmélet megalapítója, a halmazelmélet egzakt megalapozója. a kvantumfizikai mennyiségek mérésének elméletét matematikai alapokra helyezte.
Neumann elv
Program és adatok is a gépben Bináris számrendszer Címezhető, írható és olvasható memória
***
Neumann ciklus: • utasítás betöltése • PC+1 • végrehajt • vége-e
Első generáció kb. 1946-1959
Elektroncsövek, mágnesszalag, mágnesdob sebesség: 300 szorzás / s lyukszalag, lyukkártya nyomtatott lista mérete:szobányi nyelv:gépi kód, assembly operátor kapcsolókat állítgat
http://www.gagarinstarjan.sulinet.hu/tanany/szgtort/szgtort.htm
Lyukkártya, szalag, ferritgyűrűs tároló
http://www.remenyikzs.sulinet.hu/Segedlet/Addatar/Kodok.html
Második generáció 1959-65
Tranzisztorok Sebesség: 200 000 szorzás/ s Operatív tár: ferritgyűrű Lyukkártya, mágnesszalag, nyomtatott lista Lebegőpontos aritmetika Méret: Szekrény Nyelv: magasszintű nyelvek, Batch feldolg.
Harmadik generáció 1965-1974
Integrált áramkörök 2 000 000 szorzás/s Operatív tár: ferritgyűrű Billentyűzet, mágneslemez,képernyő Mérete: asztal újabb nyelvek, kész alkalmazások, op.rendszerek időosztás, multiprogramozás, virtuális memória, hálózat
Integrált áramkör (félvezető – pl. szilícium lapka) Jack Kilby, Texas Instruments, 1958 SSI (Small-Scale Integration): Például: logikai kapuk MSI (Medium-Scale Integrationbonyolultabb Például Léptető regiszter LSI (Large-Scale Integration) Például szorzók VLSI (Very-large-scale integration): Tipikus képviselője: mikroprocesszor
Negyedik generáció 1974-1990
Chipek 20 000 000 szorzás/ s Operatív tár: félvezető mágneslemez, floppy, billentyűzet,egér, szkenner, képernyő, hangszóró adatbáziskezelők, PC-s programcsomagok grafikus operációs rendszerek, pl. Windows
INTEL, MOTOROLA, ZILOG processzor IBM PC - 1981
Ötödik generáció, a jövő • • • •
Párhuzamos működés (több processzor) Hálózat Több ezer gép összekapcsolása (grid) Mesterséges intelligencia (PROLOG 1981), robot, önfejlesztő rendszerek, beszédfelismerés, alakfelismerés, bionikus szem
• Trillió művelet / s • DNS processzor (IBM - 2009)
Az informatika szerepe napjainkban
Tanulás – távoktatás, tanulmányi rendszerek, információgyűjtés, online könyvtárak, interaktív tábla Kommunikáció – e-mail, mobil, internetes telefonálás, videotelefonálás interneten keresztül, konferencia, chat, fórum, közösségi oldalak
Munka – távmunka, informálódás, internetes PR, marketing, videókonferencia, raktárkezelő, aminisztrációs, könyvelő alkalmazások Informálódás – online újságok, meterológiai jelentések, keresők, wap, mozi-műsor, menetrend, útvonalkeresők, térképek, sport stb.
Hétköznapok: internetes ügyintézés (digitális aláírás), vásárlás, orvosi rendelők betegirányítása, DVD filmek, zenei CD-k lejátszása, vásárlás Intelligens házak, autók, önfejlesztő robotok, élő nyelvek fordítása, hangfelismerés, segélyhívások kiszűrése stb... Űrkutatás – marsjáró, robotok – veszélyes kísérleteknél, nagy számítási kapacitást igénylő feladatok (pl. Prím keresés), analizáló berendezéseknél, térképek készítése
Számítógépek fajtái
Szuperszámítógépek (1000 proc, 8 billió *) Mainframe (nagyszámítógépek) Személyi számítógépek
Asztali
Hordozható gépek Notebook
Máshol?
Palmtop PDA
Teljesítményt meghatározza
Feldolgozási sebesség, Tárkapacitás, Processzor regiszterméret, Perifériákkal való bővíthetőség Az adatátviteli sebesség
Informatikai alapegységek: Bit (Binary Digit), digit (4 bit), byte (8 bit) és szó (gépfüggő 2-8byte) 1 Kbyte (kilo-byte) =1024 byte 1 Mbyte (mega-byte) =1024 Kbyte 1 Gbyte (giga-byte) =1024 Mbyte. 1 Tbyte (tera-byte) =1024 Gbyte
Az elektronikus számítógép – két állapotú fizikai elemekből áll (van vagy nincs feszültség, van vagy nincs mágnesezettség)
A számítógépek fő részei HARDWARE
Alapgép Billentyűzet Monitor Egér??
Hardware - Alaplap
Mikroprocesszor Részei: Regiszterek (gyors elérésű memória) ALU (Arithmetic Logic Unit ) (alapműveletek) AGU (Address Generation Unit) –címszámítás CU (Control Unit) – vezérli a processzor munkáját buszvezérlő Cache - gyorsítótár(memória 1-2MB) Fajtai: CISC (Complex Instructions Set Computer) RISC (Reduced Instructions Set Computer)
Pentium, Celeron, Xeon (Intel),Athlon (Amd) Hűtés!!
CPU felépítése
1. Ferritgyűrű 2. Kód-cache 3. Utasítás dekodoló és előrendező egység 4. Vezérlőegység 5. ALU 6. Regiszterek 7. Végrehajtó egység 8. 32 bites buszok 9. Lebegőpontos egység 10. Adat-cache 11. Elsődleges cache 12. Busz csatlakozó egység 13. 64 bites busz
http://www.machines.hu/adatok/processzorok/cpufelepites/cpufelepites.htm
