Alaplap, processzor
Számítógép felépítése
Az alaplap
A számítógép teljesítményét alapvetően a CPU és belső busz sebessége (a belső kommunikáció sebessége), a memória mérete és típusa, a merevlemez sebessége és kapacitása határozza meg. A gyakorlatban a CPU és a memória az alaplapon helyezkedik el. Az alaplap egy többrétegű nyomtatott áramköri lap, amelyen különböző méretű és alakú csatlakozók helyezkednek el, melyek biztosítják az összeköttetést a hardvereszközök és a processzor között.
Alaplap
CPU
A központi vezérlőegység
A számítógép „agya” a központi vezérlőegység (CPU: Central Processing Unit). Két fő része: a vezérlőegység (CU: Controll Unit), ami a memóriában tárolt program dekódolását és végrehajtását végzi, az aritmetikai és logikai egység (ALU: Arithmetical and Logical Unit), ami a számítási és logikai műveletek eredményének kiszámításáért felelős.
CPU működése
A CPU működési mechanizmusa
Az utasítások végrehajtásához a CPU átmeneti tároló helyeket, úgynevezett regisztereket használ, amelyek gyorsabban elérhetők, mint a memória. A CPU-t sínrendszer köti össze a memóriával és a perifériavezérlőkkel. A CPU sebességét megahertzben (MHz, GHz) mérik. Az áramköröket vezérlő órajel frekvenciája a processzor sebességének mérőszáma. Ha az órajel például 300 MHz, akkor a processzor 300 millió műveleti ciklust végezhet el másodpercenként.
Az órajel frekvencia növelésével a processzorok melegedése is nőt. A túlmelegedés elkerülése érdekében hűtőbordákkal, és ventillátorokkal védik a processzorokat. A szóhossz megmutatja, hogy a processzor egyszerre mennyi információ kezelésére képes. A szóhosszt bitekben mérjük. A számítógép adat feldolgozását és tárolását bináris rendszerrel modellezhetjük modellezhető. Az elemi információ értéke 0 vagy 1. byte - az adattárolás logikai alapegysége. 1 byte = 8 bit. A mai személyi számítógépek általában 32 bitesek, de a 64 bitesek is megtalálhatóak.
Cache (gyorsítómemória): feladata a processzor és a memória közti sebességkülönbségén ek áthidalása. Kb.: 128 KB – 2 MB
Processzortörténet
2006 Pentium Dual Core 2007 Core 2 (duo, quad) 8
CPU
Memória Memória A memória elektronikus adattárolást valósít meg. A számítógép csak olyan műveletek elvégzésére és csak olyan adatok feldolgozására képes, melyek a memóriájában vannak.
Az információ tárolása kettes számrendszerben történik.
RAM A RAM (Random Access Memory) véletlen elérésű írható és olvasható memória. A gép pillanatnyi működéséhez szükséges programokat, adatokat tárolja. A RAM az a memóriaterület, ahol a processzor a számítógéppel végzett munka során dolgozik. Ennek a memóriának a tartalmát tetszőleges sorrendben és időközönként kiolvashatjuk vagy megváltoztathatjuk.
Ha az áramellátás megszakad - például áramszünet vagy a gép kikapcsolása esetén - a RAM azonnal elveszíti tartalmát. A gép bekapcsolásakor a RAM mindig teljesen üres. Jellemző kapacitás a PC-ben: 256 MB 8 GB
ROM A ROM (Read Only Memory) csak olvasható memória, amelynek tartalmát a gyártás során alakítják ki, más szóval beégetik a memóriába. Az elkészült ROM tartalma a továbbiakban nem törölhető és nem módosítható. Előnye azonban, hogy a számítógép kikapcsolásakor sem törlődik, a beégetett adatok bekapcsolás után azonnal hozzáférhetőek. A BIOS program, mely a számítógép elindulásához szükséges programokat és az alaplap vezérlőinek programajit tartalmazza, a ROM memóriában helyezkedik el ezért gyakran ROM BIOS-ként is emlegetik.
A ROM-ok fajtái: ROM: a gyártás során készítik el a tartalmát is. A PROM programozható, csak olvasható memória, amely gyártás után még nem tartalmaz semmit. Minden felhasználó saját programot és adatokat helyezhet el benne egy beégető készülék segítségével. A PROM-ba írt adat nem törölhető, és nem írható felül, vagyis egyszer írható. Az EPROM egy olyan ROM, melynek tartalmát különleges körülmények között ultraibolya fény segítségével törölhetjük, és akár többször is újraírhatjuk. Az EEPROM az EPROM továbbfejlesztett változata, amelynek tartalma egyszerű elektronikus úton újraírható. Az EEPROM egy speciális típusa a Flash memória, ilyen típusú memóriát tartalmaznak a pendrive-ok, mobiltelefonok, digitális fényképezőgépek, mp3 lejátszók, stb.
CMOS memória A számítógépek hardveres konfigurációját az ún. CMOS memória tárolja. Ez egy kis fogyasztású RAM, amelyet az alaplapon található akkumulátor vagy elem tart "életben", azaz ez egy írható-olvasható (módosítható) tár, amelynek a tartalma a számítógép kikapcsolásakor sem vész el. A CMOS memóriához tartozik egy ROMban tárolt program (neve: SETUP), aminek segítségével lekérdezhetjük, beállíthatjuk a CMOS tartalmát.
Virtuális memória:
Mivel a memóriák határon túli bővítése nem lehetséges, ezért a háttértárak egy részével bővítik ki a memóriát. Ezt nevezik virtuális tárnak (lapozó fájl), - ennek alkalmazása esetén a memóriában mindig a programnak és az adatoknak csak az éppen szükséges része tartózkodik, a többi a lemezen vár. Amikor az ott lévőkre már nincs szükség, azok kikerülnek a lemezre, és helyettük mások kerülnek a memóriába. Ezeket a műveleteket az operációs rendszer automatikusan végzi, nem látjuk.
