Számítógépes Oktatás, Gépkezelés és használat Oktatás Személyesen vagy e-mail - okban!
Részletekért a kapcsolatok menüpontban talál/találsz elérhetőséget!
Addig is egy kis anyag: :)
Kapcsolatunk a külvilággal folyamatos, hiszen mi magunk is a világ részei vagyunk. A világ pedig tele van jelenségekkel, személyekkel, tárgyakkal. Ezek a dolgok pedig kivétel nélkül tulajdonságokkal rendelkeznek. Gondoljunk csak a legegyszerűbb tulajdonságra, a névre. Ahhoz, hogy egy emberre, állatra, tárgyra, eseményre hivatkozni tudjunk, meg kell neveznünk azt. Azután vannak sokkal konkrétabb tulajdonságai is a különféle dolgoknak, melyeket akár meg is mérhetünk. Ilyen lehet például egy ember testmagassága, tömege, lábmérete stb. Az objektumok számunkra fontos mérhető és nem mérhető tulajdonságait szokás adatnak nevezni. Ezt úgy is megfogalmazhatjuk, hogy a világ adatok formájában tükröződik számunkra.
Az adatok azonban még önmagukban nem jelentenek semmit. Szükség van egy gondolati folyamatra (tanulás, munka), mely során az adatok között összefüggéseket állapítunk meg. Az így keletkező adatokat és a közöttük lévő összefüggéseket együttesen szokás ismeretnek nevezni. Azokat az új adatokat pedig, melyek összefüggéseikkel együtt beépülnek ismereteinkbe, információnak nevezzük.
Fontos megjegyezni, hogy az információ minden esetben újdonságot közöl, vagy bizonytalanságot szüntet meg.
Arról már volt szó, hogy az emberi tevékenységeket adatokkal jellemezhetjük. Azt viszont még nem vizsgáltuk, hogy ezek az adatok statikusak-e. Könnyű belátni, hogy rendszerint nem azok. Az adatok többsége az idő múlásával folyamatosan változik. Vannak adatok, melyek gyorsabban, mások lassabban. Egy tevékenységre jellemző adatok időbeli változását információs folyamatnak nevezzük.
Az információs folyamatokat a gazdasági szférában a legcélszerűbb megvizsgálni. Például egy termék gyártása nagyon összetett folyamat. A gyártási folyamatot pedig az anyagkészlet mértékétől az előállított termékkészlet nagyságáig számos adat kíséri. A gazdasági szférában ezeket az adatokat folyamatosan figyelik és feldolgozzák. Ezt az adatgyűjtési és feldolgozási folyamatot nevezzük információs folyamatnak. Az információs folyamat az egyes szervezeteken belül részfolyamatokból tevődik össze. A részfolyamatok között azt a kapcsolatot, mely adatok átadásából és átvételéből áll, kommunikációnak nevezzük.
Egy szervezeten belül az egymással kapcsolatban álló információs folyamatokat együttesen információs rendszernek nevezzük. Az információs rendszer egységes keretbe fogja az adatok gyűjtését, feldolgozását, valamint a részfolyamatok közötti kommunikációt.
Az információ előállítható és megsemmisíthető, minden szervezet információt fogyaszt és előállít, a folyamatban az össz-információ mennyisége növekszik.
Az informatika egy szervezet és annak információs rendszere között teremt kapcsolatot. Az informatika tehát a szervezetek információs rendszereivel, és a szervezetben zajló információcserékkel foglalkozik, alapvető tudományág.
A köznapi értelemben gyakran azonosítják az informatikát és a számítástechnikát. Azonban megfigyelhetjük, hogy az adat, információ, információs rendszer, kommunikáció a számítástechnikától függetlenül létező fogalmak. Az viszont tény, hogy számítástechnikának alapvető szerepe van az információs rendszerekben.
Az információ és az adat fogalma
Az adatokat már definiáltuk hétköznapi értelemben. Az adatok számítástechnikai definíciója sokkal konkrétabb: adatnak formálisan a számokat, betűket, speciális jeleket és ezek kombinációit tekintjük. Az pedig a számítógép dolga, hogy az „emberi” adatformátumok és a saját jelrendszere közötti átalakítást elvégezze.
Informatika: Az információk megszerzésével, rendezésével, tárolásával és feldolgozásával összefüggő ismeretek összessége. (magyarul minden, ami az információval kapcsolatos)
Információ: Minden olyan külvilágból érkező új hír, amely gyarapítja ismeretünket.
Az információkat csoportosíthatjuk különböző szempontok szerint:
· formai szempont
° numerikus információ (csak szám),
° alfanumerikus információ (számok, betűk, különböző jelek(értsd. idézőjel, zárójel, stb.) egyvelege) és
° egyéb információ (hang; fény; lézer; grafikus; stb.).
· tartalmi szempont
° adat (olyan információ, amely egy konkrét dolgot, állítást közöl velünk, de csak számunkra hat az újdonság erejével),
° utasítás (olyan információ, amely valamilyen feladat elvégzésére szólít fel).
· leképzés szerint
° Analóg információ: Az információt arányosan egy másik fizikai mennyiséggel (pl. elektromos árammal) képezzünk le. Ismertető jele, hogy folytonos az információáramlás.
° Digitális információ: Az információ áramlása nem folytonos, hanem csak megközelítő értéket hordoz magában.
Az információ feldolgozási folyamata:
Az információk természetesen valamilyen formában kódolva vannak, vagyis elmondhatjuk, hogy az információ jellé alakítása a kódolás.
Az információ különböző kódok formájában terjed és a kommunikáció miatt van szükség a kódolásra.
Kód: Önkényesen választott, de megállapodásban rögzített jelrendszer, amelynek segítségével az információ egyértelműen leképezhető.
A KÓD fontos tulajdonsága, hogy tájékozatlanságot szüntet meg.
Dekódolás: Az információ visszahívása. (pl. agyunk megérti a könyvből olvasott betűkkel kódolt információt)
Az információ mértékegységei:
A számítógép az adatokat elektronikus úton tárolja, ennek a legkisebb egysége az 1 bit (az angol binary digit rövidítése), aminek akkor van értéke (igaz), ha van áram. Amennyiben nincs áram, úgy az értéke nulla (hamis). Ha csak két eset lehetséges, és ezek azonos valószínűséggel következhetnek be, akkor éppen 1 bit információt jelent, ha megtudjuk, hogy melyik következett be a két lehetőség közül. (Pl.: bezártuk-e az ajtót? Égve felejtettük-e a villanyt? stb.)
1 byte az 1 bit igen kis információmennyiséget jelent. Ezért sokkal gyakrabban alkalmaznak nagyobb egységeket, byte –okat. Ezzel már nagyobb számokat is le lehet írni – kettes számrendszerben –, illetve el lehet tárolni. Számok esetében az első bit általában előjel-, vagy más ellenőrző bit, különben 1 byte 8 bit információnak felel meg. Ha pl. egy levelet írunk a számítógépen, az kb. annyi byte tárolóhelyet igényel, ahány betű, illetve írásjel van a szövegben.
A byte természetesen még mindig nem alkalmas arra, hogy pl. egy többoldalas levél, vagy egy bonyolult program méretét ebben adják meg, ezért bevezették - a hagyományos mértékegységekhez hasonlóan - ennek a többszöröseit, amelyek között a váltószám nem tíz valamelyik többszöröse, hanem mindig ezerhuszonnégy.
1 kilobyte = 1024 byte
1 megabyte = 1024 Kbyte
stb.
Ezt az információt azonban közleménnyé kell alakítani. Ez kulcsfontosságú folyamat az informatikában. Ehhez a számítógépek egyfajta formális jelet alakítottak ki. A karakterek kódolását régóta ismeri az emberiség. Ezen alapszik többféle titkosírás, és a morze-ábécé. A számítógép is kódoltan kezeli a karaktereket. Minden karakter megfelel egy külön kettes számrendszerbeli kódszámnak. Ezt a megfeleltetést egy táblázatba, a kódtáblába foglaljuk. Az első az USA géptávírórendszerében alkalmazott 7 bites kódtábla volt, amely vezérlőjeleket (Dec. 0-31), az angol nyelv karakterkészletét, a számokat 0-9-ig, interpunkciós jeleket és egyéb jeleket tartalmazott (Dec. 32-127), 0-tól 127-ig, összesen 128 értéket. Ezt a kódrendszert nevezzük ASCII –kódnak (American Standard Code for Information Interchange), azaz szabvány amerikai kódolásnak információ átvitelhez.
Később áttértek a 8 bites ábrázolásra (ANSI – American National Standards Institute), amellyel további 128 karakterrel lehetett bővíteni a kódtáblát. (128-255). Ezzel a bővítéssel már 256 karaktert lehet megjeleníteni. A kódtáblák két nagyobb részre tagolódnak. Az alsó, 0-127 szám, az eredeti ASCII kódokat tartalmazza, míg a felső, 128-255 közöttiek egyéb karakterek kódjait tartalmazták. Ezzel létrehozhatták a különböző nyelvű kódlapokat, amelyek alsó 128 karaktere mindig az eredeti ASCII készletet tartalmazta a kompatibilitás miatt, a felső 128 karakter pedig a más – általában egy nyelvre jellemző – karakterkészletet foglalt magába. Többféle kódrendszer is kiépült, részben az operációs rendszerekhez, részben nemzeti szabványként.
karakterek nyolcbites ábrázolása és a különböző kódlapok használata, a számítógépek egyre nagyobb mértékű terjedésével sok megoldatlan problémát vetett fel. Néhány nagy alkalmazáshoz, ahol szükség volt olyan karakterek ábrázolására is, amelyet a nyolcbites kódolású táblázatok nem tartalmaztak (héber, szanszkrit, görög stb.), kialakítottak egyedi kódolást, általában tizenhat biten. Ezeket azonban semmilyen szabványban nem rögzítették. A kilencvenes évek elején több nagy szoftverfejlesztő cég javaslatot tett univerzális karakterkódolásra. Ennek eredménye a Unicode nevű tizenhat bites rendszer, ami több mint 65000 karakter szabványos kódolására ad lehetőséget. A Unicode kompatibilis az ASCII kódkészlettel, és tartalmazza a ma használt írások nagy részét (latin, görög, cirill, örmény, héber, arab, tibeti, tamil stb.). Ezeken kívül írásjelek és egyéb szimbólumok vannak benne további bővítési lehetőségekkel.
Logikai tagadás
Not A tagadás azt jelenti, hogy a not operátok mögött lévő megadott operandus értéke az ellenkezőjére változik.
Ha az operandus értéke igaz volt, akkor a kifejezés értéke hamis lesz, ha pedig hamis volt igaz lesz.
A logikai tagadás igazságtáblája:
A |
Not A |
0 |
1 |
1 |
0 |
Logikai És
AND A logikai ÉS művelet akkor és csakis akkor ad igaz eredményt , ha mindkét operandus (A és B) értéke igaz. Hamis lesz a kifejezés értéke, ha a két operandus közül legalább az egyik hamis.
A logikai És igazságtáblája
A |
B |
A and B |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Logikai Vagy
OR Logikai VAGY művelet igaz eredményt ad, ha a két operandus legalább az egyik igaz. A kifejezés értéke akkor és csakis akkor lesz hamis, ha mindkét operandus hamis értékű.
A logikai Vagy igazságtáblája:
A |
B |
A or B |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
4. Műveleti precedenciák és szabályok.
Elsőbbségi szabály: Ha két különböző precedenciájú műveleti jel között van numerikus érték akkor az a magasabb precedenciájú műveleti jelhez tartozik. Ha két azonos precedenciájú műveleti jel között van a numerikus érték akkor az a tőle balra álló operátorhoz tartozik. Ha a művelet zárójelben van, akkor a zárójelben lévő műveletek kiértékelésének van elsőbbsége.
Adattípusok
Minden algoritmus-leírásnak tartalmaznia kell előírást arra is, hogy milyen tulajdonságú adatokon végzi a műveleteket. Meg kell tehát adnunk, hogy mi az adat értékkészlete, milyen műveleteket végezhetünk a lehetséges értékekkel, valamint azokat milyen módon ábrázolva tároljuk: azaz megadjuk az adattípust.
Az adatokat típusuk szerint két csoportba bonthatjuk:
· elemi adat, tovább nem bontható, azaz nem rendelkezik a felhasználó által kezelhető kisebb részekkel, belső szerkezettel;
· összetett adat, az egyes alkotó elemekkel külön is végezhetünk műveleteket, elemi adattípusokból felépülő szerkezettel rendelkezik.
Az elemi és az összetett adattípusokat együtt adatszerkezetnek szokás nevezni.
Elemi típusok
Egész: előjeles törtrész nélküli szám: -32768…32767
műveletek: :=, +, -, *, DIV, MOD, (egész kitevőjű hatvány)
előjel: - unáris mínusz
ábrázolás: kettes komplemens kódban
Valós: törtrésszel is rendelkező szám
Műveletek: :=, +, -, *, /, hatványozás, előjel
Ábrázolás: lebegőpontos, normalizált eltolt nullpontú
mantissza x 2karakterisztika
Logikai: értékhalmaz: igaz, hamis
műveletek: és, vagy, tagadás, kizáró vagy, reláció (hamis < igaz)
ábrázolás: 0 èhamis 1 èigaz, ha 1 biten
0 è hamis bármi más igaz, ha 1 byteon
Karakter: ASCII; 0,…,255
műveletei: :=, asc(’A’)=65, char(65)=’A’, +: ’A’ + ’B’=’AB’, relációk: ’A’ < ’B’
ábrázolás: általában 1 byte-on
Pointer: nem minden programozási nyelv kínálja fel. Mutató, mily szerkezetű adatra mutat.
Pl. Típus egészmut = Egész mutató
értékhalmaz: pozitív egészek
műveletei: lefoglal
felszabadít
Változó p:egészmut
new(p) ç lefoglal(p)
dispose(p) ç felszabadít(p)
NIL ç sehová
Felsorolás: én adom meg, miből építem fel
Típus napok=(hétfő, kedd, … , vasárnap)
műveletei: előző (pre)
következő (succ)
hányadik (ord)
ábrázolás: a hozzájuk rendelt sorszámot ábrázolja
beolvasás nincs
kiírás nincs
Szimulációs programoknál, játékoknál alkalmazzák
Részintervallum: bázistípusból képezzük
értékhalmaz: a bázistípus értékhalmazának egy intervalluma
ábrázolás: mint a bázistípus ábrázolása
műveletei: előző
következő
Csak diszkrét: konstansai felsorolhatók
Bázistípus lehet: felsorolás, egész, logikai, karakter
A számítógépek fő részei
Három fő részre bonthatjuk a számítógépeket: a központi feldolgozó egységre (Central Processing Unit: röviden CPU), a perifériákra és az illesztőegységekre.
1. Maga a CPU is további három részre bontható. Az alábbi egységeket együtt a processzornak is nevezzük.
a) Vezérlőegység (Control Unit: CU) ez irányítja lépésről lépésre a feldolgozás folyamatát, a számítógép működését ütemezi belső órajel-generátora segítségével. A MHz-ben mért órajel-frekvencia fontos jellemzője a PC-nek.
b) Aritmetikai és logikai egység (Arithmetic and Logic Unit: ALU) ez végzi a matematikai és a logikai műveleteket. Egyszerű logikai áramkörökből épül fel: összeadni, összehasonlítani és invertálni tud.
c) Regiszterek: Nagyon kicsi elérési idővel rendelkező átmeneti tárolók. Számuk és méretük változik, típustól függően néhány fontosabb regiszter.
A processzor mellett fontos működési egységeket ma már külön tokokba építik:
- Operatív tár vagy memória (Operating Memory: OM vagy Main Memory: MM) ez tárolja a feldolgozáshoz szükséges és előállított adatokat és magát a programot is. A vezérlőegység által közvetlenül címezhető, elérhető tároló egység. A memóriák rekeszekből és az ezeket felépítő cellákból állnak. A rekeszek önállóan címezhetők. A címzés a ROM memória első rekeszénél kezdődik, és a RAM memória utolsó rekeszénél fejeződik be, annak ellenére, hogy ezek külön chipben helyezkednek el.
- Be és kiviteli vezérlő egység (Input/Output unit: I/O) ez tartja a kapcsolatot a CPU és a perifériák között. Irányítja és felügyeli az adatforgalmat. Szokás buszvezérlőnek is hívni.
2. A segédberendezéseket vagy másképpen perifériákat négy csoportra szokás bontani:
- Speciális beviteli egységek (Input Unit: IU) csak adatbevitelre szolgáló és alkalmas berendezések
- Speciális kiviteli egységek (Output Unit: OU) csak adatkivitelre szolgáló és alkalmas berendezések.
- Párbeszédes vagy kétfunkciós egységek (konzol vagy terminál) adatok be- és kivitelére szolgáló berendezések.
- Háromfunkciós berendezések vagy háttértárak (backing vagy auxiliary strore) olyan berendezések, amelyekre nagy mennyiségű adat írható, rajtuk tárolható és róluk beolvasható.
3. Az illesztőegységek vagy interfészek kötik össze fizikailag és logikailag a gép részegységeit. Léteznek szabványos interfészek, mint az RS232 típusú soros bitenkénti átvitelre, Centronics típusú párhuzamos bit átvitelére alkalmas illesztők. Az egyes számítógépgyártó cégek alkalmanként saját szabvány szerinti illesztést dolgoznak ki, hogy a perifériákat is tőle vásárolhassák csak meg.
Az alaplap
A számítógép elektronikus elemei az alaplapra vagy alapkártyára vannak építve. Az alaplap egy többrétegű nyomtatott áramköri lap, amelyen az egyes elemek fogadására több, különböző méretű és alakú csatlakozó, illetve néhány előre beépített eszköz helyezkedik el. Ezek az elemek, illetve a kialakított csatalakozók eleve meghatározzák, hogy az alaplap milyen processzort tud fogadni, milyen frekvencián dolgozik, mekkora a gyorsító memória, hány és milyen fajtájú bővítőkártyahely található rajta, milyen a felhasználható memória típusa és maximális mérete stb. Az alaplapon olyan csatlakozók is találhatók, amelyek a "külső" kapcsolatokra szolgálnak: tápfeszültség- és billentyűzet csatlakozó, külső tápfeszültség a CMOS RAM számára. Ugyancsak ide kapcsolódnak a számítógép előlapján található jelzőfények érintkezői, a hardver reset és a turbó kapcsoló stb.
A számítógépből különböző adatátviteli vonalak vezetnek ki. Ezek soros és párhuzamos adatátviteli vonalak lehetnek. Minden számítógépbe eleve egy RS232C és egy Centronics párhuzamos kimenet van beépítve. Az alapgépekbe még 2 darab kiegészítő soros és párhuzamos ki-, illetve bemenő egységet lehet csatlakoztatni. Párhuzamos adatátvitel van például a számítógép és a nyomtató, valamint a lemezmeghajtók között. Párhuzamos adatátvitel alkalmával az információ bájtonként kerül át egyik eszközról a másikra, míg soros adatátvitel esetén ugyanez bitenként történik. A soros adatátvitel emiatt jóval lassabb, mint a párhuzamos, azonban az adatátadás közben többszörös ellenőrzés történik, így az adatátvitel biztonságosabb. Általánosságban megállapítható, hogy a soros adatátvitel nagy távolságra, sok zavaró tényezővel terhelt adatátviteli forma, míg a párhuzamos adatátvitel kis távolságra, kiváló zajszűrés mellett valósítható meg.
A következőkben vázlatosan áttekintjük, mi is van egy alaplapon: