Sz

1
Számítástechnikai alapismeretek
2
A Modul szerkezete

• A Neumann-típusú számítógép muködésének
  alapelvei, a digitális számítógépek
  csoportosítása
• Hardver ismeretek
• A szoftver fogalma
• Az operációs rendszer
• A WINDOWS grafikus felhasználói felület kezeloi
  szintu megismerése

3
A Neumann-típusú számítógép muködésének
alapelvei, a digitális számítógépek csoportosítása
4
Neumann elvu számítógép I.

• bináris (digitális)
• elektronikus
• belso programvezérlés
• memória tárolja a programot és az adatokat
• soros feldolgozás

5
Neumann elvu számítógép II.

• A (központi egység) részei
• a vezérlõ egység (control unit),
• az aritmetikai és logikai egység (ALU),
• a tár (memory) és
• a ki/bemeneti egységek.
• Mindezek teljesen elektronikusak legyenek és
  bináris számrendszert használjanak. Az ALU képes
  legyen elvégezni az alapvetõ logikai és
  aritmetikai mûveleteket (néhány elemi matematikai
  és logikai mûvelet segítségével elvileg bármely
  számítási feladat elvégezhetõ).
• Tárolt program elvû (a program és az adatok
  ugyanabban a belsõ tárban tárolódnak).
• A vezérlõ egység határozza meg a mûködést a
  tárból kiolvasott utasítások alapján, emberi
  beavatkozás nélkül.

6
Egyszeru gép vázlata
eredmény
következo utasítás címe
memória (programadat)
op x y a
muveleti egység
muvelet választás
1. adat címe
2. adat címe
1. adat
2. adat
7
2 tárolós egyszeru logikai gép vázlata
(feltételes elágazás)
eredmény
következo utasítás címe
program tároló
adat tároló
op x y a
muveleti egység
muvelet választás
1. adat címe
1. adat
2. adat címe
2. adat
8
1. Generáció1945-1956 (1)

• 1941 Konrad Zuse, Z3, elekromágneses relék,
  repülo és rakéta tervezés
• 1943 Alain Turing, Colossus,német rejtjel
  visszafejtés (célgép)
• 1944 Howard H. Aiken, Mark I., lövedékpálya
  táblázatok,fél focipálya méret, 800km vezeték,
  relé, 3-5 sec/számolás,alapmuveletek, komplex
  egyenletek

9
1. Generáció1945-1956 (2) (ENIAC)

• 1946, ENIAC John Presper Eckert, John W.
  Mauchly,elso elektronikus digitális
  számítógép18.000 vákuumcso, 70.000 ellenállás, 5
  millió forrasztás, 160 kW fogyasztás5000 /sec
  , 400 /sec, 10 jegyu számok, 20 regiszter,
  1000 gyorsabb mint Mark I.külso programvezérlés
  (huzalozás)30 Tonna , MTBF 40sec

MTBF Mean Time Between Failures
(meghibásodások közt eltelt átlagos ido)
10
1. Generáció1945-1956 (3)

• 1945 EDVAC, Neumann János (John von Neumann
  1903-1957) memória tárolja az adatokat és a
  programotfeltételes vezérlés átadásközponti
  vezérlo egység
• 1951 UNIVAC I.elso kereskedelemben kapható
  számítógép
• 1964 IBM 360elso igazi általános célú
  számítógép

11
1. Generáció blokkvázlata
Processzor
Vezérlo egység
vezérlés
Aritmetikai logikai egység
Kiviteli egység (Output)
Beviteli egység (Input)
adatátvitel
perifériák
perifériák
Operatív tár (Memória)
12
1. Generáció összefoglalás

• Rendelésre készült muveletek, az elvégzendo
  feladathoz tudományos muszaki számítások
• Binárisan kódolt gépi nyelvu program (minden
  gépnek különbözo)
• Programozás gépi kódban
• Processzorcentrikus
• Soros feldolgozás

13
1. Generáció összefoglalás

• Vákuumcsövek (nagy méret)adat tárolók
  mágnesdobok
• Elektroncsöves
• 10e3..10e4 muvelet/sec
• 10..100kW teljesítményfelvétel
• Kis megbízhatóság
• Magas ár
• Néhány darab

14
2. Generáció1956-1963

• 1948 Tranzisztor felfedezése
• Félvezetos áramkörök (tranzisztor, dióda)
• 10e4..10e5 muvelet/sec
• Megbízhatóbb, kisebb méret, teljesítmény felvétel
  csökken
• Teljesítmény/ár arány megno

15
2. Generáció

• Önálló (a központi feldolgozó egységtol
  függetlenül) párhuzamosan muködo csatornák (I/O)
• Memória centrikus
• Perifériák, háttértárak
• Ferritgyurus memória (megbízhatóbb, olcsóbb,
  gyorsabb, nagyobb kapacitás)

16
2. Generáció
processzor
Vezérlo egység
vezérlés
Aritmetikai logikai egység
Operatív tár (memória)
Csatorna
Csatorna
adatátvitel
perifériák
háttértárak
17
2. Generáció összefoglalás

• Gépcsaládok
• Assembly nyelv (rövidített kódok), COBOL,
  FORTRAN, ALGOL, software ipar...
• Kötegelt (batch) feldolgozás, gazdasági
  adatfeldolgozás, ipari folyamatirányítás

18
3. Generáció1964-1971

• 1958 Jack Kilby (Texas Instruments)Integrált
  áramkör (IC)3 elektronikus elem 1 szilícium
  lapkán

19
3. Generáció

• Integrált áramkörök (10..1000 egy tokban)
• 10e5..10e6 muvelet /sec
• Modularitás, bovíthetoség
• Párhuzamos muködés, több processzor
• I/O processzorok
• Olcsó nagy tárak

20
3. Generáció
Tár modul
Tár modul
Tár modul
Átviteli sínrendszer (busz)
adatátvitel
Aritmetikai, logikai processzor
I/O processzor
I/O processzor
21
3. Generáció

• Operációs rendszerek, szoftverek
• Multiprogramozott üzemmód
• Idoosztásos rendszerek (Time sharing), távoli
  terminálok
• IBM 360 / 370, PDP 11 (DEC másolat)

22
4. Generáció1971-napjainkig (1)

• Egyre több elem egy tokban (chipben) LSI, VLSI,
  ULSI (1e6 )
• Csökkeno méret, csökkeno ár
• Növekvo teljesítmény, megbízhatóság
• 1971 Intel 4004 központi feldolgozó egység,
  memória, I/O vezérlés 1 chipben
• Egy mikroprocesszor - több feladatra programozva
• Mikroszámítógépek

23
4. Generáció1971-napjainkig (2)

• 1976 Cray 198 MFLOPS
• Mini-számítógépek (Commodore, Apple, Atari)
• 1981 IBM PC személyi számítógép
• 1981 2Millió, 1982 5.5Millió, 1990 65millió
• Desktop, laptop, palmtop
• 1984 Macintosh Apple, grafikus operációs rendszer
• Hálózatok, LAN, internet

24
5. GenerációJelen és Jövo

• HAL9000 (2001 Urodüsszea...)
• Mesterséges intelligencia...
• Párhuzamos (nem Neumann elvu) feldolgozás
• Problémák ? (Ho, vékony réteg,...)
• Új technológia, új elvek ?
• Kvantum számítástechnika...

25
Fejlodés

• Technológia eletroncso, tranzisztor, integrált
  áramkör, LSI, VLSI
• Operatív tár muvonal, ferritgyuru, félvezeto
• Struktúra processzorcentrikus, tárcentrikus,
  moduláris
• Méret csökken (teremnyi -gt körömnyi),
  darabszám no (1-2db. -gt 10e6 db/típus.)
• Alkalmazás tudományos-muszaki számítások,
  gazdasági adatfeldolgozás, ipari
  folyamatirányítás, általános
• Programozás gépi, assembler nyelv, magas szintu
  nyelvek, operációs rendszerek
• Árarány hardver / szoftver csökken

26
Hardver ismeretek

• A hardver legfontosabb rendszertechnikai elemei,
  feladatuk
• A PC helye a számítógép-kategóriák között.
• A CPU (központi egység),
• A legfontosabb periféria-típusok
• A perifériák feladata (az ember-gép kapcsolat
  eszközei)
• A monitor, billentyuzet, egér, nyomtatók,
  típusai, legfontosabb jellemzoi a felhasználók
  számára
• A háttértárolók típusai (floppy, winchester),
  tulajdonságai, összehasonlításuk. Az adattárolás
  a lemezen (sávok, szektorok)
• Tipikus konfigurációk Alapkonfiguráció -
  konfiguráció bovített konfiguráció fogalma

27
A hardver legfontosabb rendszertechnikai elemei,
feladatuk

• Központi egység
• Alaplap
• Operatív tár
• Háttértár
• Perifériák
• Beviteli eszközök
• Kiviteli eszközök
• Ház

• A gép lelke, a vezérlés a feladata
• A memória , itt futnak a programok
• Adatok tárolására szolgál
• Az ember és a gép közti kapcsolattarás eszközei.
  Billentyuzet, egér, monitor, nyomtató
• A CPU-t, alaplapot, memóriát, háttértárat
  különíti el a külvilágtól

28
A központi feldolgozó egység

• feladata, kapcsolata a többi egységgel
• részei, felépítése
• muködése
• megvalósítása

29
A központi feldolgozó egység részei

• A központi feldolgozó egység(Central Processing
  Unit - CPU) részei
• muveleti egység (aritmetikai logikai
  egység)(Arithmetic Logical Unit - ALU)
• vezérlo egység (Control Unit - CU)
• regiszterek (registers)
• sínek (bus)

30
A CPU muködése

• A processzor utasításciklusa

31
Utasítás ciklus

• Fetch (elérés)
• Utasítás kód beolvasása
• Utasítás kód értelmezése (dekódolás)
• Operandusok beolvasása
• Execute (végrehajtás)
• Muveletvégzés (ALU)
• Eredmény tárolása
• Következo utasítás címének kiszámítása

32
Utasítás végrehajtás funkcionális vázlata
utasítás számláló
címképzés
utasítás dekodoló
vezérlo jelek
utasítás regiszter
ütemezo
címsín
adat regiszterek
adatsín
aritmetikai logikai egység
tár cím- regiszter
tár puffer- regiszter
operatív tár
33
Utasítás végrehajtás lépései 1.

• meghatározni (címképzés) a tár címregiszterébe
  tölteni az 1. adat címét
• adat a tárból az egyik adatregiszterbe

34
Utasítás végrehajtás lépései 1.
utasítás számláló
címképzés
utasítás dekodoló
vezérlo jelek
utasítás regiszter
ütemezo
címsín
adat regiszterek
adatsín
aritmetikai logikai egység
tár cím- regiszter
tár puffer- regiszter
operatív tár
35
Utasítás végrehajtás lépései 2.

• meghatározni (címképzés) a tár címregiszterébe
  tölteni az 2. adat címét
• adat a tárból egy másik adatregiszterbe

36
Utasítás végrehajtás lépései 2.
utasítás számláló
címképzés
utasítás dekodoló
vezérlo jelek
utasítás regiszter
ütemezo
címsín
adat regiszterek
adatsín
aritmetikai logikai egység
tár cím- regiszter
tár puffer- regiszter
operatív tár
37
Utasítás végrehajtás lépései 3.

• utasítani az aritmetikai logikai egységet a
  muvelet elvégzésére
• eredmény tárolása egy adatregiszterben

38
Utasítás végrehajtás 3.
utasítás számláló
címképzés
utasítás dekodoló
vezérlo jelek
utasítás regiszter
ütemezo
címsín
adat regiszterek
adatsín
aritmetikai logikai egység
tár cím- regiszter
tár puffer- regiszter
operatív tár
39
Utasítás végrehajtás lépései 4.

• meghatározni (címképzés) a tár címregiszterébe
  tölteni az eredmény címét
• az eredmény az adatregiszterbol a tárba

40
Utasítás végrehajtás 4.
utasítás számláló
címképzés
utasítás dekodoló
vezérlo jelek
utasítás regiszter
ütemezo
címsín
adat regiszterek
adatsín
aritmetikai logikai egység
tár cím- regiszter
tár puffer- regiszter
operatív tár
41
Utasítás végrehajtás lépései 5.

• meghatározni a következo utasítás címét és a tár
  címregiszterébe tölteni
• az utasítást a tárból az utasításregiszterbe
  tölteni

42
Utasítás végrehajtás 5.
utasítás számláló
címképzés
utasítás dekodoló
vezérlo jelek
utasítás regiszter
ütemezo
címsín
adat regiszterek
adatsín
aritmetikai logikai egység
tár cím- regiszter
tár puffer- regiszter
operatív tár
43
A CPU-k
AMD Athlon és Athlon XP-k Thunderbird, Palomino
és Thoroughbred
INTEL
44
Alaplapok
45
Házak, Hütok
46
Billentyuzet, egér
47
Monitorok CRT vs. TFT

• CRT monitorok
• Katód sugárcsövesek
• Múlt Monocrom,Herkules, CGA, EGA, VGA 14 colos
  méret
• Jelen VGA,SVGA 15,17,19,21 colos méret
• TFT kijelzok
• A jövo , folyadék kristályos un. LCD megjelenítok
  
• Kisebb hely igény, alacsony fogyasztás
• 15, 17, 19 colos kijelzok kaphatóak

48
Monitorok, videokártya