Hardware-ismeretek

A számítógép hardware-e alapvetően két funkcionális egységre bontható:

- központi egység
- perifériák

 

Központi egység: a számítógép agya, amely az összes tevékenységet irányítja. Ugyanitt történik az adatok tényleges feldolgozása is, sőt az irányítása alatt működnek a kiviteli és beviteli illetve tároló eszközök is.

A kiviteli beviteli eszközöket és a tárolóeszközöket együttesen perifériáknak nevezzük. Az ábrán látható részekből áll:

Vezérlőegység: a program utasításainak végrehajtása.

A vezérlőegység, amikor a program ezt előírja elektronikus vezérlőjeleket küld az aritmetikai és logikai egységnek, az operatív tárnak, illetve
adatok ki és bevitele esetén az I/O vezérlőegységnek, és utasítja őket a műveletek végrehajtására.

ALU: áramkörei az aritmetikai és logikai számolásokat végzik.

műveletek kiértékelése
- logikai műveletek
- reláció kiértékelése

A CP-t és az ALU-t együttesen processzornak nevezzük.

Operatív tár: itt helyezkednek el mindazok az adatok és utasítások, amelyek az aktuálisan futó program végrehajtására szükségesek.

I/O vezérlőegység: a központi egység, és a perifériák közti adatforgalom vezérlése a feladata. Ez az egység képes önállóan is dolgozni, ami azért fontos, mert az I/O műveletek viszonylagos lassúsága nem foglalja le a központi egységet, hanem az dolgozhat tovább.

Számítógép működése: meghatározza a központi egység működése: a számítógépet programok működtetik, a processzor csak gépi kódolású utasításokat tud értelmezni. A gépkódú programok utasítása felépül az elvégzendő utasítás kódjából, valamint a műveletek operandusaiból (ezekkel kell elvégezni a műveleteket).

Tehát egy gépkódú utasítás nem más, mint 0-k és 1-esek sorozata. A processzor egyik jellemző tulajdonsága: egyszerre hány bites utasításokat képes kezelni, 8, 16, 32, 64 bit-es.

Az operatív tárban helyezkednek el a végrehajtandó utasítások az adatokkal együtt. Az utasítások mondják meg a processzornak, hogy milyen műveleteket kell elvégeznie, az operandus pedig az tartalmazza, hogy a műveleteket mivel kell elvégeznie, és hogy az adatokat a memória mely részén tárolja. Így tehát a processzor elvégzi a feladatot, és a végeredményt visszaírja a memóriába, majd beolvassa a program következő utasítását, stb.

Mindazokat az utasításokat, amelyeket a processzor értelmezni tud a processzor utasításkészletének nevezünk (ez processzorhoz kötött, tehát pl. a Commodor 64-re készült programokat nem értelmezik PC-k, és ez természetesen fordítva sem lehetséges.

A számítógép működése nem folytonos, az események úgynevezett diszkrét időpillanatban mennek végbe. Mindezeket az időpillanatokat egy nagypontosságú kvarcóra biztosítja. Ez az óra megadott időközönként egy órajelet bocsát ki (órajel-generátor). Ezen órajel gyakorisága határozza meg a számítógép sebességét. Ennek a sebességnek csak az elektronika szab határt. Az órajelet gyakran frekvenciában (MegaHerz-MHz) adják meg. Egy átlagos PC órajele: 100 és 1600 MHz között van.

Háttértárolók

Az adat tárolásnak két fő módja van. Alapvető különbség, hogy az egyik mágneses, a másik optikai úton tárolja adatainkat. A mágneses adattárolókat három nagy csoportba sorolhatjuk be: winchester, floppy és különleges adattákolókra. Az optikai módszernél három eszköz ismeretes: CD-ROM, CD író, újraíró és a DVD-ROM, DVD-RAM.

Ezek a berendezések alapvetően egy mechanikus részből, amely a lemezt mozgatja és egy elektronikus részből, amely az írást, olvasást és a pozicionálást végzi.

A háttértárak jellemezhetők:

I. Kapacitás: az adattárolón maximálisan tárolható adatmennyiség. [Gbyte]
II. Átlagos hozzáférési idő: tetszőleges adat megtalálásához szükséges idő. [ms]
III. Adat sűrűség: az adathordozó egységnyi felületén elférő adatmennyiség. [bpi]
IV. Átviteli teljesítmény: Egységnyi idő alatt átmozgatott adatmennyiség. [Mbyte/s]
V. Előkészítés: formázott, avagy nekünk kell használat előtt megformáznunk.

Háttértárak szerepe:

Az adatokat és programokat biztonságosan, hosszú távon kell tárolni, ezek az adatok a számítógép kikapcsolása, meghibásodása vagy a háttértárak gépből való kivétele esetén sem sérülhetnek.

Mágneses felületű adathordozó az adathordozó mozgatását, az írást és olvasást végző berendezés a drive.

Mágneses háttértár részei: Mechanikai és elektronikus

Mechanika az adathordozó mozgatásáért az elektronika az írásért, olvasásért pozícionálásért felelős.

Az írást mágnesezéssel végzi az író-olvasó fej, az olvasást a mágnessel felírt jeleket árammá alakítással végzi.

Működési elv: Az adathordozó felületén lévő mágneses réteg képes arra, hogy kétállapotú jelet rögzítsen.

Így az adatokat 0 (nem mágneses) és 1 (mágneses) formában rögzíti.

Az író-olvasó fej feladata ezeket felírni és olvasni.

Jellemzői:

Kapacitás: Az adathordozón tárolható adatmennyiséget határozza meg. Mértékegysége: byte és többszörösei.

Átlagos hozzáférési idő: Tetszőleges adat megtalálásához mennyi idő szükséges. Mértékegysége: millisecundum (átlagban1-8 ms).

Adatsűrűség: Az adathordozó egységnyi területén mennyi adat fér el. Mértékegysége: bpi (bit per inch)

Átviteli teljesítmény: Egységnyi idő alatt mennyi adat mozgatását képes az adathordozó. Mértékegysége: Mb/sec átlagosan 9 Mbyte/s

Mágneses háttértárak

HDD: Merevlemezes tároló (Hard Disc Drive)

FDD: Hajlékony lemezes tároló (Floppy Disc Drive)

HDD (Winchester)

A microszámítógépekhez optimalizált, nagy kapacitású, megbízható tároló.

Adat hordozója mágneses felületű lemezek együttese, melyet a meghajtóba építve légmentesen zárt házzal együtt szerelnek a számítógépbe.

Működése:

Több mágneslemez van felfűzve egy tengelyre a lemezfelületek között író olvasó fejek találhatók, melyeket egy karmozgató mechanizmus mozgat sugár irányban szervomotorok segítségével, a harmonikus mozgás érdekében a tengely nagy fordulatszámmal forog, (5000-10000 1/perc) így a lemez bármely pontjára elmozdulhat a fej.

A gyors forgó mozgás miatt a fejek nem érnek a lemezhez, hanem lebegnek felette. Az adatok a mágneses lemezfelületen fizikailag koncentrikus körök mentén helyezkednek el.
Sáv=track.
Minden sáv sector-okra van bontva ez a legkisebb egység, amit azonosítani tud a rendszer így a lemez egy tetszőleges adat azonosításához szükséges részekből áll.

Formázáskor ezeket a sávokat és sector-okat alakítjuk ki.
Fat 16 1 sector = 32 kbyte
Fat 32 1 sector = 4 kbyte

Minden winchestert vezérlő működtet ez elhelyezkedhet a HDD-n, a gépben lévő vezérlő kártyán vagy az alaplapon (ez a korszerű).

Hajlékony lemezes tároló

A floppy adathordozója hajlékony, rugalmas, kör alakú, műanyag lemez, merevé csak akkor válik, amikor a meghajtóba helyezve elér egy bizonyos fordulatszámot. A winchesterrel ellentétben itt csak a meghajtó van fixen a gépbe szerelve az adathordozó lemez cserélhető. Az adatok más gépre is átkerülhetnek.

Előnye: olcsó és mobil.

Hátránya: kis kapacitás, fizikai igénybe vételnek nem áll ellen, sérülékeny, nem megbízható.

Felépítése/Működése:

Hasonló a winchesteréhez, de itt csak egy lemez van, a lemezen tárolt adatok írását, olvasását író olvasó fejek végzik, a lemezt plasztik burok védi, amit a meghajtóba helyezve sem távolítunk el. Alacsonyabb élettartama abból fakad, hogy fizikai kontaktus van az adathordozó felület és az író olvasó fej között, ennek eredménye a kopás. A lemez előkészítése formázással történik

Megjelenése és formái
8 colos 360 kbyte
5,25 colos 1,2 Mbyte
3,5 colos 1,44 Mbyte

Csoportosítás oldalak szerint
SS simple side (egy oldal)
DS double side (két oldal)

Adat sűrűség szerint
SD simple density (1*) sűrűség
DD double density (2*) sűrűség
HD high density (magas) sűrűség

Minden hajlékony lemezes meghajtót vezérlő kártya vezérli, amely kivétel nélkül a winchester vezérlő kártyáján van. A modernebb alaplapokra integrálják a HDD vezérlőt. A floppy-k élettartalmának meghosszabbítása teflon bevonat segítségével lehetséges. Nagy fontosságú adathordozó lemezeket érdemes félévente cserélni.

Különleges tárak:
- Mobil (cserélhető) winchester (MOBIL RACK): A winchester nagy hátránya hogy nehezen lehet átrakni egy másik gépbe. A mobil winchester a sima winchesterrel megegyezik csak egy un. Dokkoló egységgel van kiegészítve. Azokban a gépekben használható csak, amely dokkoló egységgel ki van egészítve.

- Cserélhető lemezes winchester:A drive fixen a gépbe van építve, de speciális technika alkalmazásával a winchester lemezek mobilizálhatók. Nem terjedt el magas ára és környezeti függősége miatt.

- Zipdrive: Ez egy külön meghajtó, egy 120-240 Mbyte kapacitású floppy-hoz hasonló adathordozó. Egyszerű, nagyobb kapacitású és viszonylag olcsó, általában archiváláshoz használják.

Processzor

Rengeteg különféle processzor létezik. Megkülönböztetünk nagyobb és kisebb teljesítményűeket, gyorsabbakat és lassabbakat, vagy épp normál és multimédiás (MMX, 3DNow) processzorokat.

Memória

RAM: véletlen elérési memória. Tartalma tetszés szerint változtatható. A számítógép kikapcsolásakor minden itt tárolt adat törlődik, ezért hívjuk felhasználói program- és adatterületnek. Innen menthetjük adatainkat a háttértárakra.

ROM: csak olvasható memória. Tartalma nem változtatható és az adatok sem vesznek el kikapcsoláskor, mivel bele vannak égetve. Itt tárolódnak a BIOS adatai is.

Slot

A csatolósínek feladata a különböző perifériás egységek számítógéphez való csatlakozásának biztosítása. Ezekbe kell beilleszteni a perifériák irányító kártyáit.

Hangszóró

Az alaplapokon elhelyeznek egy hangszórót az estleges hibák hanggal való jelzésére. Ez a hangszóró csak sípolni és csipogni képes a bonyolult hangzások már meghaladják szerény képségeit.

Tápegység

A számítógépek 110 illetve 230V-os áramforrásról is üzemeltethető. Teljesítménye kevesebb, mint 200W, tehát nem jelentős. Tápegység folyamatos hűtést igényel.

Monitor

A képmegjelenítés elve szerint:
- katódsugárcsöves
- folyadékkristályos (LCD: DSTN, HPA, TFT)
- gázplazmás

A megjelenített kép típusa szerint:
- alfanumerikus
- grafikus

Színkezelés szerint:
- monochrom
- színes

Felbontás szerint: Hercules, CGA, EGA, VGA, SVGA, XGA

Billentyűzet

Típusai: 86/87, 101/102, 105 gombos
Bármely billentyű lenyomása egy speciális, a gép által azonosítható kódot generál.

Vissza a tartalomjegyzékhez