A számítógép részei
Mi a számítógép?#
Már a korai számítógépekről is elmondható volt, hogy fizikálisan több fő részből álltak.
A számítógépek első generációja még egészen máshogy épültek fel -ugye elektroncsöveket alkalmaztak-, viszont a működési elvük már akkor is az volt, amit ma is alapnak tekintünk.
Végül a negyedik generációs számítógépek korától kezdődően forrt ki teljesen az, amit ma is használunk.
Ebben a fejezetben megnézzük hogyan épül fel a számítógép fizikálisan, melyek a fő részei és mi célt szolgálnak.
Szoftver és hardver fogalma#
A számítógép úgymond részeit két fő csoportja tudjuk osztani: szoftverre és hardverre.
Mindkettőre szükség van a számítógép működéséhez.
Szoftver#
Fogalom
A szoftver (software) számítógépre írt program (például operációs rendszer, szövegszerkesztő, táblázatkezelő, böngésző), továbbá ide soroljuk ezek dokumentációit (fejlesztési, felhasználói, kereskedelmi) is. Azok az adathordozók, amelyek ezek valamelyikét tartalmazzák, szintén szoftvernek nevezzük (dobozos szoftver). Ezeket programozók készítik, kézzel nem foghatóak önmagukban, szellemi termékek. A szoftverek a számítógépen futnak.
Hardver#
Fogalom
A hardver (hardware) maga a számítógép, és annak a kézzel megfogható részei (amelyek általában elektromosak vagy mechanikusak). A hardverek tervezését és fejlesztését mérnökök végzik. A hardvereken futnak a szoftverek.
Neumann János#
Neumann János matematikus az ENIAC tapasztalatai alapján a számítógép építéséhez nélkülözhetetlen alapelveket dolgozta ki, aki az ENIAC-nál gyorsabb, megbízhatóbb, egyszerűbb és könnyebben kezelhető gépet szeretett volna megépíteni.
1945. június 30-án kiadott "First Draft of a Report on the Edvac" című művében publikálta.
Neumann-elvek#
A Neumann-elvek a következők:
- Teljesen elektronikus működés (ez Neumann idejében elektroncsöves felépítést jelentett, amit később a tranzisztoros, majd az integrált áramkörös felépítés követett).
- Kettes számrendszer használata (az összes művelet, például összeadás, szorzás, kettes számrendszerbeli logikai műveletekre redukálható).
- Belső memória használata.
- Tárolt program elve. A számításokhoz szükséges adatokat és programutasításokat a gép azonos módon, egyaránt a belső memóriában (operatív tár) tárolja.
- Soros utasítás-végrehajtás (az utasítások végrehajtása időben egymás után történjen; ennek egy alternatívája a párhuzamos utasítás-végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg is végrehajtható: ezt a lehetőséget Neumann elvetette).
- Univerzális felhasználhatóság, Turing-gép (programozhatóság; a különböző feladatok programokkal legyenek megoldva, nem pedig erre a célra épített hardverrel).
- Szerkezete öt funkcionális egység: aritmetikai egység (számító egység), központi vezérlőegység (vezérlőegység), különböző memóriák (tartós adattár és nem tartós operatív memóriák), bemeneti (az adatok betitelére) és kimeneti egységek (a bevitt adatokra adott kimenet).
Neumann-architektúra#
Egy Neumann-architektúrájú számítógép a következő egységekből épül fel:
- Központi egység
- Központi feldolgozó egység
- Központi vezérlő egység
- Aritmetikai-logikai egység
- Regiszterblokk
- Gyorsítómemória
- Matematikai társprocesszor
- Operatív tár (memória)
- Központi feldolgozó egység
- Háttértárak
- Perifériák
- Bemeneti perifériák
- Kimeneti perifériák
Harvard-architektúra#
A Harvard-architektúra annyiban tér el a Neumann-elvűtő, hogy a Neumann-architektúrában megegyezik az adat- és programmemória, míg a Harvard-architektúrájú számítógép esetén a program- és adatmemória különbözik.
Napjainkban ezt az elvet alkalmazzuk szemben a Neumann-elvvel, viszont a többi elv megegyezik.
Idézet#
Végezetül két idézet Neumann Jánostól:
Neumann János
Ha valaki nem hiszi, hogy a matematika egyszerű, az azért van, mert még nem jött rá, hogy milyen bonyolult az élet.
Neumann János
A matematikában az ember nem megérti a dolgokat, hanem megszokja.
A számítógép részei#
A számítógép fő fizikai komponenseit fogjuk megtekinteni.