Alapfogalmak és összefüggések

Történet röviden, vázlatosan

Felépítés és működés (mese)

Bit internet: a fontos fogalmak rendszerezése

11

22

33

Mechanikus eszközök11

Wilhelm Schickard (1592-1635): mechanikus számológép

Blaise Pascal (1632-1662): "Pascalin"

G. W. Leibniz (1646-1716): Leibniz-kerék, kettes számrendszer leírása

„Modern” számítástechnika • Charles Babbage (1791-1871)

Difference Engine (1822) Analitical Engine (1834)

aritmetikai egység vezérlő egység (lyukkártya) memória beviteli egység nyomtatás

Az asszisztense Ada Byron (1815-1852), az egyetlen nő az informatika történetében! (ADA nyelv)

Herman Hollerith (1860 - 1929 USA)

Hollerith gépe, mely 1890-ben az amerikai népszámlálás adatait dolgozta fel a világon elsőként lyukkártyát használt. Azokon a helyeken, ahol a kártyán nyílás volt, zárult az áramkör, így adott át információt a kártya a gépnek.

Hollerith alapította Tabulating Machine Company-t (1896), amely később International Business Machines Corporation (IBM) néven lett ismert.

• IBM megalakulása! (1924)

• Konrad Zuse (1910-1995 Németország) Z3 (1943): elektromechanikus számítógép

bináris számrendszerben működik

programozható (Plankalkül nyelv)

Howard Hathaway Aiken (1900 - 1973 USA)

A Mark I 15 méter hosszú és 2,5 méter magas, 70000 darabból áll, 80 km vezeték köti össze az alkatrészeket benne.

• Neumann János (1903-1957) 1945-ben írta meg azt a művét, amelyben a "Neumann-elvek"-ként ismert megállapításait, valamint a számítastechnika, és a számítógépek általa elképzelt fejlődéséről olvashatott a világ.(A mű eredeti címe : "First Draft of a Report on the Edvac").

1944-1948 épül az ENIAC utóda az EDVAC melynek építésében Neumann is már részt vesz. (18 000 elektroncső, 174000 W energiaszükséglet, 30x3x1 m, napi 2 tonna jég hűtötte.)1950-ben készül el az első UNIVAC az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban is gyártott számítógép

A Neumann-elvek:1. A számítógép legyen teljesen elektronikus. Külön vezérlő és végrehajtó egysége legyen.2. Kettes számrendszert használjon.3. Az adatok és a programok ugyanabban a belső tárban, a memóriában legyenek.4. A számítógép univerzális Turing-gép legyen.

• ‘70-es évek: dinamikus fejlődés kezdete, mikrochip, IC (integrált áramkör) megjelenése

• számítógép generációkról röviden

Első genráció: 1946-1958 (The Vacuum Tube Years)ENIAC, EDVAC, Mark I. Nagy méretű, meleg, nagy fogyasztásű.

Második generáció: 1959-1964 (The Era of the Transistor)Kisebb méret, nem melegszik, gyorsabb műveletvégzés.

Harmadik generáció: 1965-1981 (Integrated Circuits)Kis méretben sok tranzisztor integráltan egy szilikon lapon. Évente kétszereződött az azonos területen elhelyezhető tranzisztorok száma. 1977 Commodore, az első PC.

Negyedik generáció: 1981-Today (The Microprocessor)Nagy mértékben integrált áramkörök, több millió tranzisztor egy chip-ben.1981 IBM PC megjelenése

Ötödik generációs gépekmesterséges intelligencia, neuron elvű számítógépek.

Mese "Lóti-Futiról”a számítógép működési elve.

ii

22

oo

Számítógép főbb részei

• CPU (Central Processor Unit): processzor - 2 GHz

• RAM (Random Access Memory): memória - 256 Mb

• HDD (Hard Disk Drive): merevlemez, winchester, háttértár - 80 Gb

• FDD (Floppy Disk Drive): "hajlékony" lemez, floppy - 1,44 Mb

• CD ROM/R/RW (Compact Disc Read Only Memory): CD lemez - kb. 700 Mb

• DVD... (Digital Versatile Disc) kb. 4,7 Gb

• alaplap, vezérlőkártyák, ház+tápegység...• INPUT (bemeneti) egységek …

• OUTPUT (kimeneti) egységek ...

A megadott méretek többségükben egy mai átlagos PC paramétereinek felelnek meg. Ezektől jelentős eltérés lehet.

inputinput outputoutputCPU

FDD

HDD

RAM

CD-ROM

Egy sematikus ábra

Input és Output egységek

??

BIT-től az Internetig(vázlat)

• bit

• byte

• file

• könyvtárrendszer (mappák)

• operációs rendszer

• helyi számítógép hálózatok

• globális számítógép hálózatok

•internet

33

BIT-től az Internetig

• Az adatok és utasítások(programok) binárisan tárolódnak! (Neumann-elv)

• Az így tárolt információ alapegysége a bit (binary digit). Két féle állapota lehet: 1/0

• A bitek nyolcas csoportja, azaz 8 bit egy bájt (byte).

• Számok tárolása 1 v. több byte-on. (nagyságrendtől függ)

• Karakterek tárolása 1 byte-on = ASCII kódok

Hány féleinformációt lehet 1 byte-on tárolni?

ASCII kódok

• A fájl (file) adathalmaz a gép háttértárán byte-okból épül fel

mérete elvben kiszámítható

különböző információt hordozhatnak, pl.

szöveg (ASCII kódhalmaz) TXT, HTML, (DOC)

kép (mátrix, képpontrendszer) BMP, JPG, GIF

hang, mozgókép,... WAV, MP3, AVI, MPEG, MOV

utasításrendszer, program EXE, COM

• A file-ok könyvtárrendszerben (mappákban)

helyezkednek el a háttértáron. hierarcikus, fa-struktúra

• Mindezek rendszerét és a számítógépet működteti az operációs rendszer (rendszer-software)

feladata: rendszer működtetése file-ok rendszerezése, kezelése kommunikáció a felhasználóval programfuttatás erőforrás elosztás stb.

fajtái: karakteres (DOS, Linux) v. grafikus

(Windows 95/98/ME/NT/XP, OS/2, Linux)

egyfelhasználós (DOS) v. többfelhasználós (Linux, UNIX, VMS, Windows NT)

single- (DOS) v. multitasking (Windows 95/98/ME/NT/XP, Linux, OS/2, VMS, ...)

• Felhasználói programok az operációs rendszerre épülnek

konkrét feladatok végrehajtására készültek

operáció rendszer specifikusak

pl. MS Word, IrfanView, Paint, WinZip, Windows Commander, Excel, PhotoShop, ArchiCAD, Internet Explorer, Quake3, ...

• Több számítógép együttműködése: számítógép hálózat

hálózatok célja: hardware-erőforrások megosztása adatok és programok közös használata kommunikáció megvalósítása

LAN (Local Area Network): helyi hálózat

egymáshoz közeli gépeket közvetlen kábeles kapcsolat köt össze

különböző formációk léteznek (gyűrű, fésű,...) szerver és több kliens gép alkotja

WAN (Wide Area Network)

egymástól bármilyen távolságra levő, különböző gépeket és LAN-okat kapcsol össze

hagyományos- vagy fénykábelen, telefonvonalon, mikrohullámon, lézerrel, tévékábelen, rádiós hálózaton vagy műholdas közvetítéssel kapcsolódnak a rendszerek

Az internet

• USA -ból indult kb. 1970-től, Európa 1982, Magyarország 1992 (Első e-mail a KFKI-ba!)

• az egész világra kiterjedő, gigantikus WAN

• kliens és szerver gépek millióiból áll

• decentralizált, nincs egy központi szerver

• pókhálóhoz hasonlít, melynek csomópontjai az egyes szerverek

• két gép között több út is van, valamelyik majdnem mindig járható

• egységes kommunikációt a közös protokoll biztosítja (TCP/IP)

• gépek azonosítása 4x3 jegyű számmal (IP cím) és az ehhez rendelt névvel lehetséges (domain név) (157.181.14.2=kincsem.tofk.elte.hu)

(4.3 billió (2^32) IP cím)

Az internet szolgáltatásai

WEB: hypertext-es, multimédiás információrengeteg (cenzúra nélkül, szabadon bővíthető, egyénileg fejleszthető…)

• e-mail: levelezés ftp: file-mozgatás távoli gépek között gopher: szöveges adatbázis telnet: bejelentkezés távoli gépekre news: hírújság talk: 2 ember "beszélgetése" irc, chat: több ember "csevegése" mud: szerepjáték

Mód Sebesség Havi korlátlan ár

Modem 55.6 kbit/s 4-6 ezer Ft

ISDN 64 kbit/s 4-10 ezer Ft

2*ISDN 128 kbit/s 6-12 ezer Ft

30*ISDN 1920 kbit/s 60-300 ezer Ft

ADSL Fel: 64; Le: 384 kbit/s 10 ezer Ft

ADSL Fel: 128; Le: 512 Kbit/s 10-16 ezer Ft

Kábel TV 20-2000 kbit/s 5-50 ezer Ft

Mobiltelefonos 10-100 kbit/s 2-20 ezer Ft

Műholdas 0,5-20 GBit/s 100-500 ezer Ft

T1 optikai 1,544 Mbps 100-500 ezer Ft

T3 optikai 44,736 Mbps 1-50 milió Ft

Internet kapcsolódási módok

Az internet fejlődése19

81 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

host

-

50 000 000

100 000 000

150 000 000

200 000 000

250 000 000

Internet Domain Survey Host Count(www.isc.org)

Felhasznált (online) irodalom:

Teljes részletességű magyar nyelvű oldal

http://www.tferi.hu/konyv5/tftanul.html

Számítógép története (ANGOL)

http://www.computerhistory.org/

Számítógép története (MAGYAR)

http://www.ttk.pte.hu/ami/phare/tortenet/tartalom.html

Bit/Byte (NÉMET)

http://www.kuef.de/fascination/linkfos/computertechnik/bitsbytes.html

Internet statisztika (ANGOL)

http://www.isc.org/ops/ds/

Egy meglepő cikk:

http://index.hu/tech/hardver/peta041020/ vége

11010101

1248163264128

101010112=128+32+8+2+1=171

10100011

1248163264128

197=110001012

Claude Shannon 1948-ban Claude Shannon "A kommunikáció matematikai elmélete" (The Mathematical Theory of Communication) című művében bebizonyította, hogy a mérnökök precízen tudják adataikat kódolni a számítógép felé. Ezen kommunikáció alapegysége lett a Shannon tételében a bit. (BInary digiT = bináris egység)

Átváltás kettes és tízes számrendszerek között

Az információ mértékegysége