Számítástechnika kezdőknek IIusers.atw.hu/ferenczigabor/Szamitogepes_ismeretek... · 2012. 3....

Számítástechnika kezdőknek

II

mielőtt elkezdenél komolyabb dolgokkal foglalkozni

a gépeden, ezt a könyvet olvasd el!

Hardver alapok, Programozás matematikai alapjai, Programozási alapismeretek, HTML/CSS/Javascript, PHP alapismeretek,

Hangok, képek, videók digitalizálása

Word/Excel alapismeretek, programozása

Számítógépek összeállítása, audió-vizuális eszközök összekapcsolása

2012

F:\Konyvem\SzamgepIsmeretek\Közös\Számítógépes ismeretek_NonPublic.doc 2012.03.06. 13:58:00 145/1

S z á m í t ó g é p e s i s m e r e t e k k e z d ő k n e k é s n e m k e z d ő k n e k

Összeállításomban széles kört felölelően próbálom meg ismereteimet átadni azoknak, akiknek céljuk, hogy a számítógép kezelését mélyebben is megismerjék. Azoknak, akik nem profi informatikusok, hanem a számítógép használatával szeretnének olyan mélységig megismerkedni, amely számukra lehetővé teszi, hogy a gép minél több lehetőségét ki tudják aknázni. Azoknak, akiknek munkaeszközük a számítógép, de egy–egy kisebb probléma megoldásával — lett légyen az kisebb hiba, avagy egy programozással megoldandó részfeladat — nem akarják megvárni az informatikus szakembert. Nem akarják, mert az soká jön, és sok pénzt kér. Avagy rosszak a tapasztalataik, mert a fölvetett problémát nem oldották meg. Sajnos, tapasztalataim szerint ma nagyon sok sarlatán dolgozik ezen a területen, akik néhány beszajkózott, érthetetlen szakkifejezéssel fedik el hozzá nem értésüket. És főleg nagyon sokan, sőt, többségben vannak azok, akik ténylegesen magas szinten értik az informatika valamely ágát, de az egészet egy jó mókának tartják, amivel el lehet játszani, kísérletezgetni, a felhasználó meg csak káromkodik, mert soha semmi nincs készen, mindig minden csak készül. Mert az informatikusok nem ismerik az alapigazságot: „a jó legnagyobb ellensége a még jobb”, és amire valamit működőképesre hoznak össze, kitalálnak egy még jobbat, így aztán soha semmi nem működik egyáltalán.

Nagyon ajánlom könyvemet kezdőknek is. Ha elolvassák, főleg az alapismereteket, hamar meg fogják érezni a siker ízét. Azonban számukra egy nagyon fontos közlendőm van. A számítástechnika nagyon új metódus. Nincsenek nagyapáinktól örökölt megoldások, módszerek. Ősrégi szabályok híján magunknak kell mindent megtanulni. És most kezdek közelíteni ajánlásom lényegéhez. Amikor először próbálkozunk valamit számítógéppel megoldani, bizony sokszor nem úgy sikerül, ahogy elterveztük. Ilyenkor sokan azzal a felkiáltással, hogy „számítógép nélkül ezt már rég megoldottam volna”, abbahagyják a feladat elvégzését. Azt meg kell mondanom, néha valóban sok kisérletezésre van szükség egy-egy program olyan szintű megtanulásához, hogy azzal valóban dolgozni tudjunk. De ne legyünk restek! Amikor van idő kipróbálni a programot, próbálkozzunk. Elég sok gyakorlás után el fogunk jutni oda, hogy amikor valóban szükség lesz a szoftver minden tudására, azt rutinszerüen fogjuk elérni.

Az előzőekhez kapcsolódik, hogy ebben a könyvemben nem törekszek arra, hogy a megismertetendő programok, megoldások minden részletét bemutassam. Az a tapasztalatom, hogy a legtöbb könyv a teljesség igényével indul, ám így az Olvasó elvész a részletekben. Ráadásul a komolyabb programok rengeteg funkcióval rendelkezenk, amik közül egy-egy felhasználó csak a töredékét használja ki. Ez nem baj! Viszont ha egy bonyolult programnak minden funkcióját meg akarjuk tanulni, nem fogunk a magunk dolgával törődni. Az a helyes gyakorlat, hogy csak a nekünk szükséges funkciókat tanuljuk meg, de azt nagyon jól. Amint írtanm, ebben a könyvben egyáltalán nem törekszem a teljességre. Az a másik tapaszatalatom, hogy mindegyik programnak van néhány kulcseleme, amit ismerni kell. Nos, én ezeket a kulcselemeket mutatom meg, az Olvasó azután már könnyebben el fog boldogulni.

Tennék egy általános megjegyzést a könyvem stílusával kapcsolatban. A számítástechnika tele van angol eredetű szóval. Ezek egy része eredeti szóhasználattal került a köztudatba (pl. printer), más része az eredeti szóhasználat magyaros kiejtése szerinti írásmóddal (pl. fájl) épült be a magyar nyelv szótárába, míg egy kis részére találtak magyar kifejezést (pl. merevlemez). Jómagam a legutóbbi megoldást preferálom, azzal a lazítással, hogy a szóismétlések elkerülése érdekében használni fogom a másik két megoldást is. Viszont


szóragozási okokból legtöbbször a középső megoldást fogom alkalmazni („driverrel” helyett „drájverrel”).

Hardver ismertek


Hardver ismertek

Ebben a fejezetben a számítógépek belvilágáról írok, a hardverről.

A számítógépek fő egységei A számítógépek közös, minden gépre igaz elrendezése, bár az asztali gépek és a notebookok egyes részletben különbözhetnek egymástól.

Ház, tápegység

Alaplap, processzor, memória

Vizuális, és audió megjelenítő egységek

Kezelő egységek

Tároló egységek

Egyéb kiegészítő elemek

A fenti csoportosítást nem önkényesen állítottam fel: egy csoportnak tekinthető egy sorba írottan tartozó elemek összetartoznak, bármelyik cseréje esetén legalábbis meg kell fontolni a többi cseréjét is; míg a csoportba nem tartozó elemek cseréjekor csak abban az esetben kell a paraméterek összehangolásán gondolkozni, ha nagyon nagy változtatást hajtunk végre. Így eléggé rébuszosan hangzik a dolog; a később leírtak alapján érthetővé fog válni, de itt csak egy példát írok: alaplap cseréje esetén a merevlemezt általában nem kell cserélni, fordítva is igaz ez, de ha nagyon régi az alaplapunk, és az maximum 20GB-ot tud kezelni, akkor pl. 100GB-s merevlemezt nem választhatunk. Viszont az alaplapot — ritka kivételektől eltekintve — a processzorral és a RAMmal együtt cserélhetjük csak.

Kezdők bátran bővíthetik gépüket. Tehetnek be második merevlemezt, CD/DVD egységet, ezekhez minimális hardver beavatkozás szükséges. Bővíthetik PCI kártyával gépüket; ezt is könnyű megoldani. RAM egységgel is bővíthető a gép; ekkor csak a vásárláskor kell figyelni arra, hogy az alaplap/processzor által kezelhető RAM-ot vásároljunk. Kezdőknek viszont nem ajánlom az alaplap-processzor cseréjét, mivel ahhoz szinte mindent meg kell bontani; és a sok kábel visszaszereléséhez már valamiféle rutin szükségeltetik; továbbá az alaplap cseréje az operációs rendszer újratelepítését is igényli.

Ház, tápegység

Ház

A számítógép háza a ház. Hát ez nem valami meglepő közlés. Választása elsősorban esztétikai kérdés, ma már a legkülönfélébb kialakításban gyártják. Van azonban néhány szempont, amit érvényesítenünk kell. Meg kell tudnunk, mekkora lesz az alaplap mérete, ugyanis több méretű alaplap létezik. Meg kell fontolnunk, hány merevlemezt tervezünk beépíteni a végleges (végleges a számítástechnikában kb. 3 év időtartamot jelent) kiépítésben, hány CD/DVD egységet (cserélhető merevlemez is ide tartozik, mert ezek háza is az 5,5”-os egységeket foglalja el). Amennyiben nagyon sok egyéb elemet is (főleg sok hőt termelő elemet, mint például nagyteljesítményű videokártyák) el akarunk helyezni a gépben, akkor azt is nézzük meg, hogy a házon elég sok levegő–elvezető nyílás van-e? Sok látszólag rejtélyes lefagyás, géplassulás oka lehet ugyanis a processzor, ill. a kiegészítő kártyák túlmelegedése.

A ház végtelenül egyszerű konstrukció. Alapja egy acél profilokból összeállított keret. A keretre szemből nézve a jobb oldalán egy lemezt rögzítenek, melyen az abba a házba

Hardver ismertek


egyáltalán beszerelhető alaplapok részére felfogó csavarok helyein egy-egy furat található. Az előlap szintén egy lemez, amelyen a kezelő szervek, cserélhető lemezek (CD, HDD keret, floppy, stb.) részére nyílások, és felfogó keret van erősítve; ill. ehhez csatlakozik a merevlemezeket tartó keret is. A látható előlapot, amely már díszítő jellegű alkatrész, erre a keretre lehet felerősíteni; az említett egységek helyét takaró lemezek zárják, melyeket a ténylegesen beszerelt darabok helye szerint ki kell pattintani. A hátsó falat általában a tápegységet, a portokat (PS2, soros, párhuzamos, hálózat, stb). és a kiegészítő kártyákat tartó keret alkotják. A nem használt elemeket itt is zárólemez takarja, melyeket a szereléskor ki kell törni (kisebb megfeszítéssel a kikönnyített helyeken a zárólemez elválik a háztól). Az alja a levegőáramlást lehetővé tevő zárólemez zárja.

Az egész keretet kívülről vagy 3 különálló lemez, vagy egy fordított U alakú lemez takarja. Ezt a külső borítást hátul néhány csavar tartja.

Kártya, memória, processzor cseréhez elegendő a bal oldali borító levétele (ha külön állnak); HDD, CD egység cseréje esetén a dolog kétesélyes: ha az egység mindkét oldalát a kerethez erősítette a gép összeszerelője, akkor a jobb oldalit is le kell szerelni.

Tápegység

A tápegység — bár logikailag nincs köze a házhoz — mégis szorosan kötődik ahhoz. Általában tápegység nélkül nem lehet házat vásárolni. Mit kell tudni a tápegységekről?

A tápegység — mint már korábban írtam — a hálózati 230V1 feszültséget alakítja át

A legfontosabb paramétere a teljesítménye; pontosabban a teljesítmény leadó képessége. Azt kell megvizsgálnunk, hogy a végleges kiépítésben lesznek–e nagy áramigényű elemek; illetve ezek teljesítményfelvételét kell összegeznünk a választáshoz. Ma a jellemző tápegység kapacitás 300–400W.

A másik — szerintem legalábbis — legfontosabb paraméter a zaj. A számítógépek zaját ugyanis két, vagy három egység okozza: a ház, a processzor, és a videokártya (ha az hűtött) ventillátora okozza. Mindháromnak ugyanis intenzív légáramlásra van szüksége ahhoz, hogy a hőmérsékletük a határértéken belül maradjon. A zaj hatásáról az ergonómiáról szóló fejezetben írok. Itt annyit jegyzek meg, hogy érdemes mindegyik elem zajszintjét szem előtt tartani; pontosabban a vásárláskor annak értékét megvizsgálni; illetve szükség esetén valamely elemet kicserélni alacsony zajú darabra. (E sorok írója még azt a disznóságot is elkövette, hogy egy tönkrement tápegységből kiforrasztotta a ventillátort, mert az viszont nagyon csendes darab volt, és áttette egy amúgy megbízható, jó tápegységbe. De ezt a műveletet csak elektronikai szakértelemmel rendelkezők számára ajánlom, mert még érintésvédelmi megfontolások is szükségesek a cseréhez).

A harmadik megfontolásra érdemes paraméter a megbízhatóság, bár ezzel nem szokott túl nagy baj lenni, ugyanis ha elromlik a tápegység, akkor nem indul el a gép, de adatvesztés, programok eltűnése nem fordul elő; úgyszintén ritkán romlik el úgy, hogy annak főegységeket tönkretevő következménye lenne (bár találkoztam olyan esettel, hogy a tápegység hibája miatt leégett a RAM, ami eléggé költséges hiba).

1 Sokan még 220V-ról tudnak. Nos, az EU egységesítette az európai 220V-ot és az angol 240V-ot. Mivel mind a szolgáltatott feszültség 220 ill. 240 +/- néhány% tűrésű, valamint a gyártott eszközök ugyanúgy elviselnek néhány% feszültségeltérést, a 230V +/- 10% érték olyannak bizonyult, ami mind a 220V felsőbb, mind a 240 alsóbb tűréshatára között maradt.

Hardver ismertek


Alaplap, processzor, memória

Az alcímbeli 3 főegységet azért tárgyalom egy alfejezetben, mert paramétereik szorosan összetartoznak; cserélni őket (meghibásodás miatti cserétől eltekintve) szinte csak együttesen lehet.

Alaplap: Az alaplap működteti a számítógépet. Bánik a kezelő egységekkel (jellemzően billentyűzet, egér), a kimenetekkel (videó, hang), a memóriákkal, és még a különféle egyéb csatlakoztatott egységekkel. Nehéz erről a főegységről úgy mondani többet, hogy az még ideillően szűkszavú legyen.

Az alaplap működését a BIOS (Basic Input Output System) vezérli. A BIOS elsősorban eljárás készlet (eljárásokról ld. a programozás fejezetben); másodsorban beállítási adatok készlete; jóllehet a felhasználó kizárólag ez utóbbival találkozik, ez utóbbit azonosítják vele. Ha például egy szövegszerkesztő a fájlt menteni akarja, akkor először meghívja az operációs rendszer fájlmentő eljárását, az azután a BIOS fájlmentő rutinját, amelyik tudja, hogy a merevlemez melyik fejét hova kell pozícionálni (a pozícionálást már a merevlemezben levő elektronika végzi el).

Az alaplapokra az alaplap szabványának megfelelő processzort lehet illeszteni. A kivitelt leginkább a lábak számával adjuk meg, pl. „478” azt jelenti, hogy a 478-as szabvány szerinti lábkiosztású alkatrészt tudjuk elhelyezni az alaplapon. Erről a gépek összeállítása, javítása című fejezetben fogok többet írni.

Portok, bemenetek.

PS2

A két legfontosabb kezelő egységgel, a billentyűzettel és az egérrel a PS2 port foglalkozik. Mindkettőből létezik USB–re köthető kivitel is.

Párhuzamos port.

Régebben a nyomtatók számítógéppel való összekapcsolására használták elsősorban, ezért a neve néhol „printer port”. Az adatok 8 biten közlekednek, további bitek használatosak az átvitel irányának, paramétereinek beállítására, hibajelzésekre, adatfolyamtól független parancsok átvitelére. (Az átvitel iránya: például printer esetén az adatok a géptől mennek a nyomtató felé, szkenner esetén éppen fordítva. Azonban szükség van mindkét esetben az ellentétes adatáramlásra, az eszköz állapotának visszajelzésére: pl. van-e papír a nyomtatóban, a számítógép kész–e a beszkennelt adatok fogadására). A pontos meghatározásról ld. a mellékletet. A párhuzamos port alaplaphoz való illesztését a BIOS–ban lehet beállítani (Port, megszakítás).

Soros port

A párhuzamos port sok–erű kábelen kapcsolódik a perifériához, a soros portnak elég lenne (de nem elég) egy pár kábel is; az egyik az adatkábel, a másik a 0-nak megfelelő föld. Párhuzamos a port akkor, ha az adatbitek egy időben mennek át a másik eszközre, soros akkor, ha a bitek egymás után követik egymást. Amikor például a párhuzamos porton a nyomtatóra a „B” betűt küldi ki a gép, azaz a 66-os számot, ez binárisan 1000010. Az történik ilyenkor, hogy a 8 (vess egy pillantást a mellékletre) adatkábelből a 9-es lábon és a 3-as lábon magas szintnek megfelelő (5V), a többi adatkábelen alacsony (0V) feszültség lesz. Soros port esetén az átvitel sokkal bonyolultabb. Először 2 bit időtartamnyi ideig magas jelet ad ki a port, aztán egy rövid időre 0 lesz az adatkábel feszültsége, majd egymás után (a B betű példájánál

Hardver ismertek


maradva) magas, alacsony, alacsony, sít., végül a magas záróbit következik. Mi itt a gond? Az, hogy az egymás utáni null értékek egybefolynak, de egybefolyna az 10111110 érték is a sok magas szint miatt. A kezdő 2 bit éppen azért van, mert ebből számolja ki a rendszer a bit jelek időtartamát, így tudja megállapítani, hogy hány null, vagy magas érték volt. Van azonban más gond is. Gyakori az elektromos zavar (a kezdetleges elektronikus eszközök között legalábbis gyakori volt). Ezért a 8 bites adatátvitel nem 8, hanem több bitből áll; többnyire 9-ből. A 9.-ik az ún. paritásbit, és értéke — páros paritás esetén — 1, ha páros számú magas jel volt, és 0, ha páratlan. A fogadó eszköz azután megszámolja az első 8 bit számát, és összeveti a paritásbitével. Ha nem egyezik, akkor 1 (esetleg 3,5,7) hiba történt az átvitel során, és ilyenkor visszajelez a küldőnek, hogy ismételje meg a küldést. (Páratlan paritásbit esetén fordítva történik a jelzés). De ha 2 (vagy 4,8) hiba volt, azt nem jelzi! Több hibabit alkalmazásával meg lehet oldani azt, hogy páros számú hiba esetén is jelezzen, még több hibabittel akár az eredeti adatot is meg lehet állapítani. Az átviteli biztonság csúcsa egyébként a CD lemez átviteli szabványa, melyben néhány milliméternyi karcolás miatti hibás átvitelből is ki tudja a CD olvasó az eredeti adatot nyerni. Még egy megjegyzés: a modemek beállításai között meglelhetjük azt az ablakot, ahol az adatbitek számát (8,7, …), a paritást (jellemzően a „nincs” érték), és a stopbitek számát (én 1-et írtam, de lehet 1,5 és 2 is) be lehet állítani.

Az egész soros port átvitelét az RS232 szabvány tárgyalja. A soros port alaplaphoz való illesztését a BIOS–ban lehet beállítani (Port, megszakítás).

USB

Az USB (Universal Serial Bus) nem porthoz, hanem egy busz rendszerhez kapcsolja a külső eszközt. Az USB nem egy port (mint a párhuzamos, vagy a soros), hanem csatlakozás egy megosztott buszhoz. Amikor egy eszköz csatlakozik USB–hez, az operációs rendszer hozzárendel egy portot, és egy drájvert2 az eszközhöz.

Az USB nagyon gyors összeköttetést biztosít a számítógép és a periféria között. Ráadásul bármely eszközt a gép működése közben is csatlakoztathatjuk, azt a gépünk azonnal felismeri, és ha nem első alkalommal csatlakoztatjuk azt, azonnal kiépül a kapcsolat. Első csatlakozáskor gép felismeri, hogy új eszközt használunk, és megpróbálja automatikusan telepíteni a szükséges szoftvereket, drájvereket. Ez a jó tulajdonság csak az XP SP2-vel alakult ki, a korábbi Windows változatok több-kevesebb kézi beavatkozást igényeltek („Új hardver keresése”, kézi setup programok futtatása, stb.).

A számítógépeknek USB kimenetük van (a „kimenet” szót önkényesen használom itt), a perifériáknak meg USB bemenetük. Ez azt is jelenti, hogy két számítógépet közvetlenül nem lehet USB–vel összekapcsolni (két kimenet), ahhoz alkalmas datalink eszköz kell.

Kisebb gond, hogy az USB „bemeneteknek” vagy ötféle szabványa van, amelyek egymástól csak alakra és méretre különböznek, így ha valaki előre nem látható eszköz csatlakozására is fel akar készülni, minimum 5 kábele legyen.

Ha egy eszközt USB–vel csatlakoztattunk a gépünkhöz, a szétválasztásnál legyünk óvatosak. A nyomtatónál nincs túl nagy baj: a legrosszabb esetben a fele lapnál abbamarad a nyomtatás, de ha egy merevlemezt, vagy egy pendrive–ot rántunk ki, miközben éppen fájlokat ír rá, akkor bizony lehetséges, hogy az egész lemez olvashatatlanná válik, és újra kell formázni; ami ugyebár teljes adatvesztést jelent. A korrekt megoldás, hogy az értesítő területen található

2 A „driver”, (én ezután drájver-nek fogom írni) szónak, és magyar fordításának: „meghajtó” két jelentése van. Meghajtónak neveznek fizikai eszközöket (CD meghajtó), valamint olyan szoftvereket, amelyek biztosítják a kommunikációt csatlakoztatott eszközökhöz (egér diver). Itt a szoftver jelentést kell érteni.

Hardver ismertek


„Hardver biztonságos eltávolítása” ikonra kattintva a bontandó kapcsolatot bontjuk, és csak ez után választjuk le az eszközt fizikailag az USB–ről. Persze, ha biztosak vagyunk, hogy nincs adatforgalom, akkor megtehetjük a szétválasztást minimális kockázattal.

IDE, ATA, SATA

A merevlemezek az alaplaphoz az alcímbeli felületen keresztül csatlakoznak. Túl sokat ebben a könyvben nem tudok írni róluk. Az IDE az „Integrated Drive Electronics” kifejezés rövidítése, az ATA pedig az „Advanced Technology Attachment” kifejezésé. A SATA a Serial ATA rövidítése, így — mivel az IDE párhuzamos jellegű csatoló felület — annak elnevezése átvedlett PATA szóvá.

Amit tudni kell ezekről, ill. inkább az IDE felületről, az a merevlemezek jumper beállítása. A mai alaplapokon 2 IDE csatlakozó szokott lenni, bár van olyan, amelyiken 3 is található. Egy IDE csatlakozóhoz 2 merevlemez kapcsolható, ahogy azt az IDE csatoló kábeleken első pillantásra látni lehet. A két winchestert úgy kell megkülönböztetni, hogy az egyik az ún. „master”, a másik a „slave” egység. A megkülönböztetésre a minden IDE HDD3-n megtalálható jumperek4 adnak módot. (Megjegyzem, 3 vagy 4 helyzet fordulhat elő: „master”, „slave” „CSS: Cable Select”, „Head parking”. De ezek közül nekem még nem volt szerencsém a CSS szükségességének felismeréséhez, a head parkingról meg fogalmam sincs, mire lehet használni; és ezen tudás nélkül eleddig egész jól elboldogultam. Az elnevezését követve ugyanis arra lehetne gondolni, hogy a fejeket a biztonságos eltávolításhoz, mozgatáshoz olyan helyzetbe állítja, ahol nem sértik meg az adatterület mágneses rétegét. Ehhez azonban a gépet ki kell kapcsolni, kiszerelni a HDD-t — miközben meg a fej ide-oda mozgolódik, átállítani a jumpert, visszaszerelni a HDD-t, újra bekapcsolni a gépet, hogy a fej beálljon. (Nekem ez így olyan bolhapornak tűnik, aminek használatához meg kell fogni a bolhát, megnyomni a hasát, és amikor ettől kitátja a száját, a szájába bele kell szórni a bolhaport.)

A master/slave beállítás viszont nagyon fontos; tévesztése esetén az oda csatlakoztatott egyik lemezegység sem fog működni. Jómagam jó néhány esetben emlegettem már szegény winchester édes–szülőjének feltételezett erkölcsromboló foglalkozását, mikor a számítógép összeszerelése után vettem észre, hogy elfelejtkeztem átállítani az egyik HDD vagy CD/DVD megfelelő jumperét.

Tehát például 2 HDD és 2 CD/DVD esetén bárhogy is kábelezzük össze a 4 egységet, arra kell ügyelni, hogy legyen 1–1 masterként és 1–1 slaveként állított eszközünk. Bár nem tudok ilyen előírásról, de én azért arra célszerűen ügyelek, hogy a rendszer lemez mindig az 1. IDE master legyen. (Sőt, volt olyan esetem is, hogy CD-ről csak akkor indult el a gép, ha masterre volt állítva).

A SATA esetén ilyen megkötés nincs.

A BIOS–ban viszont a kiépítéstől függő néhány beállítást el kell végezni; azonban a BIOS függőség miatt itt nem szólok a beállításokról, csak annyit, hogy attól függően, milyen HDD–t használunk, kell engedélyezni vagy tiltani egyes IDE, SATA csatornákat, illetve IDE vagy RAID HDD lehetőségeket.

3 HDD: Hard Disk Drive: merevlemez

4 Jumper: a számítástechnikában 2, vagy 3, vagy több tűs elrendezés, amelyre egy csatlakozó papucsocskát lehet húzni, mindig 2-re. A kéttűs esetében több pár is lehetséges, mindig az egyik párt kell összekötni, a háromtűsnél a középsőt kell vagy a balra, vagy a jobbra eső tűhöz zárni a papuccsal. De láttam már egészen komplikált elrendezést, ahol egynél több papucsok alkalmas elrendezésével lehetett különféle dolgokat beállítani: a master-slave mellett, ill azzal kombináltan a HDD fejeinek számát, és más paramétereket.

Hardver ismertek


ISA, PCI, PCMCIA, AGP, PCIExpress

Elsőként engedtessék meg itt egy nem szakszerű megállapítás, hanem a szerző személyes, vitatható véleménye. Szerintem a számítástechnika elmúlt 2 évtizedes szédítő, minden más technikát többszörösen leköröző ütemű fejlődése ama rendszer–kiépítési szisztémának köszönhető (és amely szisztéma az IBM nagy találmánya), hogy szinte bármely gép bármivé alakítható néhány főegység pótlólagos csatlakoztatásával, vagy cseréjével. Intelligens írógépként használt gépből grafikus kiadványokat szerkesztő gépet akarunk csinálni? Húzzuk ki az olcsó monitorvezérlő kártyát, és tegyünk be egy nagy felbontásút helyébe, és a gyenge monitort adjuk oda egy másik munkatársnak, helyette dugjunk be egy nagyfelbontásút, és már készek is vagyunk. Nos, ezen előnyöket biztosítják a gépek csatlakozó egységei.

A korábban már említett busz rendszerhez való csatolást biztosítják ezek a (logikailag nézve) felületek, (fizikailag tekintve) csatlakozó aljzatok. A legkorábbi az ISA felület, az újabb a PCI, a notebookokra kifejlesztett a PCMCIA, a videókártyáké az AGP, és a legújabb a PCIExpress. Általában 1 AGP, 5–8 PCI aljzat van a mai gépeken, a legrégebbiekben 5–8 ISA, és a köztes időkben volt olyan alaplap, amin 2 ISA, 6 PCI aljzatot láttam. Notebookokon 2–4 PCMCIA aljzat található a PCI helyett, azokon más nincs is, mivel AGP nem létezhet rajtuk, a monitort beépített vezérlő hajtja.

Többet erről nem tudok írni, mivel egyszerűen nincs mit írni róluk. Amit mégis megemlítek, hogy létezhetnek egészen különleges kártyák, amelyek egyes BIOS beállítások átállítását igénylik, de ha ilyenre szükség van, azt a kártyához tartozó ismertető biztosan megemlíti.

Illetve még egy tanács. Ha a gépünket teletömjük kártyákkal, fontoljuk meg a kártyák sorrendjét. Szerencsétlen esetben nem tudunk valamely külső csatlakozót a kártyához erősíteni, vagy a gépen belül nem tudunk majd néhány kábelt elvezetni (e sorok írójával fordult már elő, hogy olyan gépet szerelt, amelyben az AGP–s nagyméretű videokártya akadályozta a RAM elhelyezését). A legtöbb megfontolást viszont a hűtés igényli. Egyes nagyteljesítményű videokártyákra akkora ventillátort kell szerelni, hogy az (részben) eltakarja a mellette lévő PCI foglalatot; így oda legföljebb egy nagyon keskeny hálókártya fér. De a levegőáramlásra is kell figyelni, mert főleg nyári kánikulai napokon egy légkondícionálatlan helyiségben lefagyhat a gép.

Processzor

Processzor történet

Elöljáróban annyit, hogy a processzorokat az Intel gyár termékein keresztül mutatom be. Más gyártók természetesen az Intel családnál komolyabb, vagy azzal egyenértékű CPU–kat is készítenek (AMD, Motorola, stb.).

A processzor a számítógép lelke, agya. A CPU szó a teljes nevének rövidítése, a Central Processing Unit kifejezésből. Az első számítógépeken a CPU nem egy integrált áramkör volt, hanem tranzisztorokból, integrált áramkörökből álló egység; innen származik a neve is. Az első, mai értelemben véve mikroprocesszor a 8080 volt, melyet az Intel fejlesztett ki. A részleteket mellőzve az első IBM PC a 8086-os processzoron alapult (AT), ill. volt ennek egy lebutított változata, a 8088-as (XT). Ezt a gyakorlati használatban a — 80-as előtagot lehagyva — 286 követte, majd a 386-os volt az, amelyben az időosztásos5 feladat– 5 A mai legkorszerűbb CPU-k is az időosztásos elven működnek. Azt jelenti az időosztás, hogy az operációs rendszer felprogramozása alapján az összes éppen futó feladat kap egy nagyon rövid időt a futásra. Ennek az a feltétele, hogy a CPU adat- és címállománya a feladatra szabott idő első pillanatában pontosan ugyanaz legyen, mint amikor az előző ciklusban elvette tőle a processzor az időt, majd a rendelkezésre álló futási idő végén megint csak elmentse ezeket az adatokat. És azt is jelenti, hogy a memória valamely szegmensét ez a program

Hardver ismertek


végrehajtást támogató védett (protected) mód (amely már létezett a 186-osban is, de nem kifogástalanul) megoldatott. Ezen a megoldáson alapult aztán az első Windows is. Közben kifejlesztettek egy ún. társ (co–) processzort; mindegyik CPU–nak volt társprocesszora, amelynek helyet hagytak az alaplapokon is. A társprocesszor végezte el a nagyon nagy számítási igényt jelentő feladatokat, melyeket az alapprocesszor is tudott emulálni, csak nagyon lelassította a sok számolást igénylő munkákat. Jelen sorok írója megtapasztalta ezt: Excel táblák hihetetlenül felgyorsultak, amikor a 188-as XT-jéhez 187-es koprocesszort vásárolt. A 486-osban már beépítve létezett a koprocesszor. Következett volna az 586-os (más gyártók elő is rukkoltak ilyen jelzésű CPU-val), de azt az Intel — gondolom én— az 5-ös szám miatt átkeresztelte Pentiummá, mely önálló sorozatnévként kezdett funkcionálni. E sorok írásakor a Pentium P4-es a legújabb processzor ebben a szériában, mert más gyártók más típusszámozással készítenek természetesen processzorokat.

Processzor működése röviden

A processzorokban ún. regiszterek vannak kialakítva, melyek tk. SRAM-ok. A 386-os előtti processzorokban6 ezek elnevezése: AX, BX, CX, DX, CS, DS, ES, SS, SI, DI, IP, BP, SP, FLAGS. Az AX-DX regiszterek két részre bontva is használhatók: AL, AH (az L low=alacsony, H high=magas) részekre. Az AX–DX az adatregiszterek, a CS–SS a szegmensregiszterek. A szegmens a memória egy meghatározott tartománya, mégpedig 16 bájt hosszú tartománya, mivel egy memória pontot úgy lehet elérni, hogy megadjuk a szegmens értékét, és ahhoz hozzászámítunk egy másik adat által meghatározott értéket. Kissé bonyolult, de ennek oka van, de az ok kifejtése nem eme könyv témája. Azt jelenti ez a megoldás, hogy ha a memória egy pontját akarjuk megcélozni, akkor pl. a DS:BX adatpárt kell megadni.

A régebbi processzorok kb. 200 tagú utasításkészlettel rendelkeztek. Ezek néhány alcsoportba rendezhetők: adatmozgató, összehasonlító, ugró, adatmentő utasításokra. Innen kezdve (bár eddig is) csak példálózok: a részletes ismertetést gépi kódú programozást ismertető könyvekben lehet megtalálni.

Példaképpen ide írok egy gépi kódú programrészletet. E sorok írója a DOS-os időkben hiányolta a mai Windows alatt a jobb alsó sarokban mindig látható idő–kijelzést, ezért írt magának egy programocskát. Ennek egy pár soros részletét másolom ide:

Kód A kód magyarázata Szó–magyarázat

push di ;a di szegmens értékének tárolása push=tol

push bp ;a bp-re előbbi. Majd a visszaállításnál kell.

push cs ;látszólag az előbbi, de ld. a következő sort

pop ds ;az előbb tárolt adat visszaírása, de nem az eredeti helyre, hanem ds-be. pop=előtör, feltör

felügyeli, oda más program nem írhat, és onnan nem olvashat: ez a védett mód. Ezek az időtartamok nagyon rövidek, de nagyon gyakran követik egymást (milliomod másodpercekre kell gondolni, legföljebb ezredmásodpercekre, de a gigaherzes működési frekvencia miatt egy-egy néhány milliomod másodperc alatt is a processzor milliós nagyságrendű utasítást hajt végre; így minden programról úgy tűnik, folyamatosan működik. Persze előfordul, hogy egy-egy program nagyon lefoglalja a processzort, ilyenkor látjuk lelassulni a gépet. És még egyet jelent a védett mód: mivel memória, processzorhasználat egymástól védve fut, az egyik program hibája elvileg nem okozhatja a többi lefagyását is, de ez eddig csak elv, mert a hibát okozó program védettség ide, vagy oda, beleír a másik RAM területére, és már oda is a lefagyás mentes futás.

6 A régi processzorokon magyarázom ezt a kérdéskört, mert az még megérthető eme könyv színvonalán, az azóta kialakított rendszer már túlhaladja e könyv kereteit, bár alapelveiben nem változott (attól, hogy az AX–ből EAX lett, és újabb műveletek kerültek az utasítások közé, a lényeg nem változott).

Hardver ismertek


Kód A kód magyarázata Szó–magyarázat

cmp bekapcs_e,0 ;bekapcs_e nevű változó7 0-val való összehasonlítása.. A változó tk. egy bájt-ja a memóriának! Valahol másik részben lett beállítva az értéke!

cmp=compare=összehasonlít

je vege ;ha egyenlő volt az előző cmp, ugrik a „vege” változó szerinti helyre je=jump if egqual=ugrik, ha egyenlő

mov lepes,0 ;lepes nevű változóba 0 értéket tesz mov=move=mozgat

call ora_kerdezo ;elindítja az ora_kerdezo nevű eljárást8. call=hív

jmp vege ;vege nevü eljárásra ugrik jmp=jump=ugrik

… közbenső sorok

mov ax,cs:monitor_kezdet

ax-be másolja a cs szegmenshez képest monitor_kezdet-ben tárolt adat eltolással tárolt számot. Ha CS pl. 18, monitor_kezdet 05, az azt jelenti, hogy a 18. szegmens kezdetétől az 5. szám! De 16-os sz.rendszerben!

A fenti sorok MASM programnyelven íródtak. A számítógép memóriájába viszont csak számsorok kerülhetnek. A fenti programrészlet számokkal:

57 55 0E 1F 80 3E 04 01 00 74 65 80 3E 12 01 01 75 0B C6 06 12 01 00 E8 AA 00 02 48 EB 54 ... 2E A1 09 01

A számok 16-os számrendszerben értendők, átszámításuk a számrendszerek c. fejezetben olvasottak szerint oldható meg. Az 57 a „push di” utasítás, mégpedig egy-bájtos utasítás, a 80 3E 04 01 00 pedig a „cmp bekapcs_e,0” utasítás, és ez több-bájtos utasítás. (az utolsó 00 a 0 érték, az előtte álló 04 01 pedig arra utal, hogy a bekapcs_e változó a memória 01 04 helyén van).

A program betöltésekor az operációs rendszer elhelyezi a programot a memóriában, a CS-t beállítja, és az IP-t úgy állítja be, hogy az a program első utasítására mutasson. A CPU így elvégzi az első utasítást, majd az IP-t saját maga úgy állítja át, hogy a következő utasításra mutasson; ez azért érdekes, mert mint láttuk, van több-bájtos utasítás is, ilyenkor ugyebár nem a következő szám a következő utasítás. A CPU mindig a CS:IP memóriahelyen lévő utasítást hajtja végre. (Egyébként éppen ezért IP-t programból nem lehet változtatni; ilyen kísérletre mindig hibaüzenet a válasz. Ha például egy elektromos zavar, vagy nagyon körmönfont programozói beavatkozás miatt mégis megváltozik bármelyik, az a gép azonnali lefagyásával jár).

Alaplap- és processzorszerelés

Aki intenzíven használja a számítógépét, előbb-utóbb rákényszerül, vagy inkább rákényszeríti saját magát számítógépének kisebb-nagyobb átalakítására. Az átalakítás legfontosabb mozzanata az alaplap-processzor cseréje. A könyvemben kis átfedés van: a „Gépösszeállítás” című fejezet egy teljesen új gép összeszerelésével foglalkozik.

Az alaplap szereléséről nem írok külön fejezetet, mert az nagyon egyszerű: mindössze az alaplapot tartó csavarokat kell kicsavarni (általában 6-8 darab), és óvatosan kiemelni (persze a csatlakozásokat szét kell húzni). Mindenesetre aki először végez ilyen feladatot, legjobb, ha több irányból lefényképezi a még összeszerelt gépét, hogy összeszereléskor mindennek megtalálja a helyét; bár az alaplapokhoz adott tájékoztató — vagy annak internetről letölthető változata — pontosan leírja a csatlakozásokat. Szerencsére a csatlakozók szigorúan szabványosítottak, és a szabványok kizárják egymáshoz nem való csatlakozások

7 Változókról és elnevezéseikról ld. a programozási részt!

8 Eljárás, függvény: ld. a programozási részt!

Hardver ismertek


megvalósíthatóságát; azaz véletlenül nem tudunk olyan összekapcsolást megvalósítani, ami működésképtelenséget, vagy egyes egységek meghibásodását okozhatnák.

A processzorok szerelése még egyszerűbb. A legnehezebb feladat a hűtő leválasztása: szinte mindegyik hűtő más-más kialakítású. Közös vonásuk, hogy valamilyen kallantyú szorítja a processzorhoz a hűtőt, és ezt a kallantyút valahogy oldani kell. Általában egy kis méretű csavarhúzóval óvatosan ki kell akasztani a tartó keretből, és már a processzort látjuk. Azt egy másik kisebb kallantyú szorítja az alaplaphoz, ezt is oldani kell, és már kiemelhetjük a cserélendő processzort.

És itt álljunk meg egy kicsit. Mikor az alaplapot, a processzort, vagy mindkettőt cseréljük, alaposan fontoljuk meg, mit vásárolunk. A processzor foglalatának szabványa mindenképpen meg kell egyezzen a processzoréval. Az alaplap tájékoztatója pontosan leírja azokat a paramétereket, melyek alapján processzort (vagy processzorhoz alaplapot) választunk. Ámbár a foglalat szabványának, és a processzor műveleti frekvenciájának megfelelősége a két darab együttműködését biztosítja, jelen sorok írója találkozott már olyan esettel, hogy egy bizonyos processzor több alaplapban kifogástalanul működött, egy bizonyos alaplap több processzorral úgyszintén, de az eredetileg vizsgált párosításban nem indult el a gép. A paramétereket tüzetesen megvizsgálva sem derült ki semmiféle olyan körülmény, ami okozhatta volna a nem–működést.

A másik dolog, amire a csere megtervezéséhez felhívom a figyelmet, az a processzor hűtése. A processzor és a hűtő között a hőtani csatlakozásnak kifogástalannak kell lennie. Ezt általában hűtőzsírral oldják meg, melyet a hűtőkhöz szoktak mellékelni, de hiánya esetén szinte mindegyik szilikon alapú zsír megfelel. Az a helyzet, hogy a legrosszabb zsír is ezerszer jobban vezeti a hőt, mint a levegő, így csak arra kell ügyelni, ne legyen agresszíven korrozív hatású a zsír.

És még egy nagyon fontos eljárás: mielőtt bármit szerelünk, kezünket érintsük a szerelendő felületekhez. Érintsük meg az alaplapot, a házat, a processzor hűtőfelületét. Ennek oka, hogy csekély elektromos feltöltődés valamely nem alkalmatlan felületen történő kisülése az egész darabot tönkre teheti. Ez a mozdulat reflex legyen!

Az új processzor behelyezéséhez jól nézzük meg a lábak elhelyezését; mindig valami kisebb aszimmetria mutatja meg a helyes tájolást; pl. az egyik sarkon nincs láb, de lyuk sem a tűnek). Amíg nem találjuk meg a megfelelő pozíciót, ne erőltessük, mert a lábak eltörhetnek. Ha sehogy sem akar becsusszanni a helyére a processzor, vizsgáljuk meg a lábakat: a CPU-kat árukhoz méltatlanul puritán módon csomagolják be, így könnyen előfordul, hogy picit elhajlik valamelyik. Ehhez tartsuk úgy őket, hogy a lábakat úgy lássuk, mint egy rendezett erdőben a fákat, és nézzük így meg több irányból is. Nem szabad látnunk egy lábat sem balra-jobbra kihajolni a sorból. Ha ilyet észlelünk, egy kisebb csavarhúzóval, lapos csipesszel nagyon óvatosan egyenesítsük azt a lábat ki. De az elektromos feltöltődés levezetésére gondoljunk: a szerszámot is érintsük a hűtőfelülethez egy pillanatra, mielőtt más részhez érnénk!

Ha beült a foglalatba, a kallantyúval szorítsuk le, a felületétre csöppentsünk szemcseppnyi zsírt (több nem kell, elkenni sem kell, sőt nem is szabad, mert a bőrünkről agresszív savak kerülhetnek oda), ugyanis a hűtő rászerelésekor a zsír úgyis szétkenődik a felületen. A hűtőt is helyezzük el: a pozícionálást elsősorban a hűtőventillátor csatlakozója szabja meg: úgy forgassuk, hogy az alaplapra feszülés nélkül lehessen csatlakoztatni azt.

Hardver ismertek


(RAM) Memória A RAM — Random Access Memory, azaz közvetlen hozzáférésű memória — a processzorral együtt a legalapvetőbb egysége a számítógépeknek (az alaplap ebben a vonatkozásban nem más, mint egy panel, amely fogadja és működteti az előbbi kettőt). Amint azt a korábbi fejezetben leírtam, a processzor mindig egy memória-címen tárolt utasítást hajt végre, mely utasítás a memória egy másik pontjának megváltoztatása is lehet.

A RAM fizikai megjelenése egyszer változott az idők folyamán. Kezdetben ún. ferritgyűrűs memóriát használtak. A ferritgyűrűket úgy tessék elképzelni, mint a Rubik kockát, csak persze nem 3-3 oldalú, hanem annál sokkal több. A ferritgyűrűk elektromos vezetőszálakra felfűzött mágnesezhető gyűrűk voltak. A vezetékek között volt író vezeték, és olvasó vezeték; s értelemszerűen az íróvezetékekkel megcímzett gyűrű mágneses állapotát lehetett kiolvasni, vagy megváltoztatni. Egy-egy ferritgyűrű egy-egy bitnek felelt meg, tehát (a Rubik kocka hasonlatot folytatva) egy-egy kockasor felelt meg egy bájtnak. A ferritgyűrűs memória jó volt, márcsak azért is, mert kikapcsoláskor (áramkimaradás!) nem veszett el a tartalma. Hátránya volt viszont a sebessége: eléggé lassú, de a legnagyobb hátránya a mérete: egy gyűrű mérete milliméter körüli érték volt, de szerintem tizedmilliméternél kisebbre nem tudták volna leszorítani. A mai gépek memóriaigénye minimum 128 megabájt, de az 1 gigabájt a mai leggyakoribb teljesítmény. 1 gigabájt 64 bittel számolva 65 536 000 000 darab ferritgyűrű, ez tizedmilliméterjével számolva, mintegy fél köbméteres befoglaló méretet jelent.

A következő memóriafajta a RAM. Fizikailag a RAM egy tranzisztorból, és egy kondenzátorból áll, ezért lehet kis helyen is hatalmas mennyiségű egységet elhelyezni. Ezek a tranzisztor-kondenzátor párok adat– és címvezérlő „huzalozással” vannak összekötve; a címvezérlőre kerülő bitkombináció jelöli ki az aktív egységet (egyszerre annyit, ahány bites a rendszer), és az adatbuszon jelenik meg az adat; ill. az ott szereplő adat szerint állítja be a RAM vezérlő az egységet. Anélkül, hogy mélyebben belemennék a RAM működésébe, annyit érdemes megjegyezni, hogy csak addig tartja meg az adatot, amíg feszültség alatt áll; sőt, még úgy is gyorsan elveszti a tárolt adatot, hacsak nem történik egy kiolvasási művelet. Az utóbbi miatt a RAM-okat állandóan frissíteni kell, azaz minden bitjét néhány ezred-másodpercenként ki kell olvasni. Az itt elmondott tulajdonságokból következik, hogy a RAM viszonylag olcsó, de lassú eszköz.

Itt jegyzem meg, hogy a RAM-ok, bár a normális működéshez képest gyorsan elvesztik az adatot, a törlődéshez képest viszont lassan. És ez a jelenség gyakori hiba forrása. Ha gépünk egyszer csak furcsán kezd működni, és ennek nem hardver oka van, nagyon gyakran csak annyi történik, hogy valamely bit, amelyik a gép beállítását tárolja, átvált, és ezért mutatkozik egy hibajelenség. És ha újraindítjuk a gépet, a hiba továbbra is fennáll! Ugyanis a kérdéses bit nem vesztette el a hibás adatot, az újrainduláskor meg nem törlődött. A megoldás: kapcsoljuk ki a gépet, de ne a főkapcsolóval (az alaplap az újabb gépeken ilyenkor is kap áramot, azért, hogy az esetleges modem felől érkező indítási kérelem (fax), hálózati parancs, billentyűparancs el tudja indítani), hanem teljesen feszültség–mentesítsük, és néhány percnyi várakozás után indítsuk el újra. (Nem árt, ha hibajelenség nélkül is megtesszük ezt időnként, úgy havonta.)

A memóriának összhangban kell működnie a processzorral. Az idők során számos új és még újabb szabvány jelent meg, no és persze a működési frekvenciája is a processzorok időzítésével fejlődött. A jelenlegi leggyakoribb szabvány a DDR2, az órajelét nem írom ide, mert annak a processzor órajeléhez kell igazodnia. Ha RAM-ot akarunk választani, nézzük meg mind az alaplap, mind a processzor adatlapját, azokon szerepelnek a választható értékhatárok. Az alaplapok a maximális gyorsaságúnál lassúbb RAM–mal működnek.

Hardver ismertek


A RAM-ok szerelése nagyon egyszerű. Az itt is elengedhetetlenül szükséges feltöltődés–mentesítés után a megfelelő slotba beillsztjük a RAM-ot, és addig nyomjuk óvatosan, míg a két oldalán lévő rögzítő kallantyúk befelé hajolva egy klikkel a helyükre nem igazítják az egységet. Arra azért ügyeljünk, hogy a megfelelő tájoláshoz a RAM lapocskáján láthatunk egy bevágást, az feleljen meg az alaplapon kiképzett fészeknek.

És még egyre ügyeljünk. Az INTEL a P4-es családhoz kifejlesztette a hyper–threading technológiát, ez viszont csak akkor él, ha két RAM-ot használunk, és azokat eltérő színű slotokba tesszük (pl. két kék, két fekete slot van; mi 1024 MB RAM-ot tervezünk, akkor 2 db. 512-est vegyünk, az egyiket az egyik kék, a másikat az egyik fekete slotba tegyük. Persze 4db 256-os is jó, akkor mindegyik slotba jut egy).

Vizuális, és audió megjelenítő egységek A számítógép vizuális megjelenítő egysége a monitor; azt pedig a monitor vezérlő, más nevén video kártya működteti.

A monitorok a televízióból fejlődtek ki; azok pedig a katódsugárcsőből. A televízióról e helyütt nem szeretnék írni, így a részletesebb bemutatást mellőzöm. A televíziós szabványoktól a monitorok eltérnek, mivel eltérőek a használati követelmények. A monitorokat általában jóval közelebbről kell nézni, mint a tévéképernyőt, s általában — munkaeszközként — hosszabb ideig.

Manapság háromféle monitort találunk: a katódsugárcsövest (CRT), a folyadékkristályos megjelenítésen alapulót (LCD), és az aktív félvezetőkkel felépítetteket (TFT).

Jellemző paraméterek a méret, a felbontás, a frissítési gyakoriság, és a színmélység; a CRT monitorok esetén a képpont-méret. A fenti paraméterek közül a monitor méretét, és a képpont-méretet beállítani nem tudjuk, azokat a vásárláskor kell elhatároznunk, a többi adat a monitorra jellemző határok között beállítható (de ezeket az adatokat nem a monitoron, hanem a vezérlő kártyán kell állítani!). A monitor mérete: minél nagyobb, annál jobb (és drágább). A méretet furcsa számmal kell megadni: a képátló hossza collban. (Ennek az adatnak a története: a katódsugárcsövek eredetileg kör alakúak voltak; és az első tévéképernyők ennek

megfelelően szintén kör alakúak voltak. Aztán ennek a körnek csak egy téglalap alakú részét használták fel, mivel az emberi érzékelés számára a téglalap kellemesebb. Még zárójelben egy rajz: a nyíl mutatta méret a mérvadó).

Jelenleg a 19”-os monitorok az átlagos mérteűk, 21” fölött már a professzionális felhasználók alkalmaznak monitort. Mindenesetre az elmondható, hogy kizárólag szöveges adatok kezelésére kisebb monitorok még jobbnak is mondhatók (pl. könyvelők, banki ügyfélszolgálatosok). Akik rendszeresen dolgoznak fényképekkel (grafikus szerkesztő programok), azoknak kell a nagyobb monitor.

A frissítési gyakoriságról. A televíziók másodpercenként 50-szer rajzolják ki a képet (ez a szám a hálózati áram 50-es frekvenciájával függ össze). Közelről szemlélve egy televízió képernyőjét, azt vibrálónak fogjuk érezni. És egy monitort közelről bámulunk naphosszat! Éppen ezért a 60Hz alacsonynak számít, jobb CRT monitort 100Mhz-ig is állíthatjuk (de a mai körszerű tévéken is alkalmazzák a 100Hz-et).

A felbontás a megjelenő képpontok számát jelenti. Eme adat megértéséhez megint csak a televíziós képmegjelenítéshez kell visszatekintenem. Ha nagyítóval nézünk meg egy tévéképernyőt, azon színes pontokat látunk, valahogy úgy, ahogy az

Hardver ismertek


ábrán látjuk. A televíziós kép pontosan 640 sorból, és soronként körülbelül 1000 képpont hármasból áll (a régi fekete-fehér képen nem ponthármas, csak egy pont volt). A számítógépek monitorát a 640*480 mérettől felfelé tudjuk állítani, azaz 480 sorban 640 képpontból áll egy kép. A mai programok ezt a kis felbontást „nem tűrik”; az ajánlott minimális felbontás a 800*600-as, de az 1024*768 a legjobb. A felbontás és a monitorméret összefüggnek egymással. A felbontás növelésével egy-egy objektum (egy betű, egy kép) kisebb lesz, mivel azok meghatározott képpontból állnak (pl. egy ikon mérete 32*32 képpont, azaz 32 képpont vízszintesen és függőlegesen; ha a monitor képernyője összesen 768 pont vízszintesen, ebből foglal el 32-t, de a 640-es pontszámból is 32-t foglal le, azaz arányaiban sokkal többet). Tehát egy kis méretű monitoron (valaha a régi szép időkben egy 13”-os monitor már nagynak számított), a kisebb felbontás mellett lehetett csak élvezhető képet látni. A nagyobb méretű monitoron egy nagy felbontás mellett sok minden elhelyezhető még jól látható méretekben: például több szoftver ablaka egymás mellé, így biztosítván kényelmes munkavégzést. Ide tartozik, hogy a TFT monitorokat függőlegesre elforgatva is el lehet helyezni, és ehhez a monitor– és egérvezérlő drájverek támogatást biztosítanak; így az álló monitoron újságok, kiadványok kényelmesebben szerkeszthetők, mivel a monitor képe alkalmazkodik a nyomtatott kiadvány formátumához.

A monitorok néhány jellemzőjét az azokon megtalálható gombokkal állítani tudjuk: ezeket a helyiséghez (fényes, sötét, stb.), szemünk igényeihez (az egész kép színjellegzetessége, az ún. színhőfok, amely vörösesebb, avagy kékesebb alapszínárnyalatot eredményez) tegyük is meg. A CRT monitorok jellegzetessége az öregedés, így bizonyos idő után a megjelenített kép elhelyezkedését, alakját állítsuk utána. Akkor jó a beállítás, ha a fő ablak minden részlete látszik, és nincs, vagy minimális a fekete keret a kép körül.

A monitort a monitorvezérlő kártya működteti. A monitorvezérlő kártya többféle módon kerülhet a számítógépbe. A mai alaplapok egy jó része alaplapra integrálva tartalmazhat monitorvezérlő elemet. Ez a megoldás irodai felhasználáshoz megfelel. Amennyiben a videó rendszernek gyors mozgásokat kell leképeznie (játékok, főleg repülő-szimulátoros játékok), akkor nem jó. Mindegyik alaplap tartalmaz AGP csatlakozó felületet, ezekhez kiváló minőségű monitorvezérlő kártyát lehet illeszteni. PCI ill. PCI Express kártyákat is lehet alkalmazni; ezek ritkábban használatosak.

Valamennyi kártyának van monitor csatlakozója, de soknak TV–kompozit kimenete is létezik; ehhez hagyományos tévét, esetleg képmagnót lehet csatlakoztatni. A tévével azután winchesterre mentett filmeket lehet tévé minőségben élvezni (ne feledjük, bár a tévé felbontása rosszabb a monitornál, de méretük miatt filmek megtekintése kényelmesebb azokon).

Az audió rendszerekre ugyanazt lehet elmondani, mint a videó rendszerre. Szinte mindegyik alaplap tartalmaz integrált hangrendszert, bemenetekkel, kimenetekkel. Mindazonáltal különleges célokra lehet különálló hangkártyákat is kapni; ez utóbbiakon joystick csatlakozó is van.

A hangkártyáknak többféle csatlakozójuk is van: vonal–, és mikrofon bemenet, hangszóró kimenet; de ez utóbb önmagában kis teljesítményt ad le, viszont aktív hangszóró, erősítő is meghajtható vele. Komolyabb hangkártyák (az alaplapra integráltak is) digitális kimenettel, optikai kimenettel, valamint 4 hangszórós rendszerhez hátsó hangszórópárt meghajtó kimenettel is rendelkeznek, de az 5.1 hangrendszerhez illeszthető kimenetek sem mennek ritkaságszámba. A komolyabb hangkártyák viszont zene előállításához szükséges adaptereket (szintetizátor, ritmusgenerátor, MIDI, stb.) is tartalmaznak, de ezekről komolyabb tapasztalatom nincsen.

Hardver ismertek


Kezelő egységek A legrégebbi időben az egyetlen kezelő egység a billentyűzet volt. Sokáig kínlódtak a fénytoll kifejlesztésével. A fénytollat a monitorra kellett irányítani, és ahová mutatott, ott változott a kijelzés. (Valójában ez az eszköz egy fényérzékelő volt. A képernyő egyes pontjai a szem számára érzékelhetetlenül fel-fel villantak, és a fénytoll érzékelte a villanásokat. Abból, hogy melyik pont villanását „látta” a fénytoll, tudta a számítógép megállapítani, hova mutat az eszköz; s azután azon a helyen megváltoztatta a kurzor alakját, fényerejét).

Szűk 20 éve azután feltalálták az egeret, mely rövid időn belül kiszorította a fénytollat, és bővítette a beviteli eszköztárat.

Nem olvastam elemzést, miért történhetett így a dolog. Csak sejtem, hogy a fénytollal a monitor felé mutogatni naphosszat, eléggé fárasztó volt, míg az egérrel úgy lehet dolgozni, hogy közben a karunk az asztalon fekszik.

A PC hőskorában egy tuchelen9 keresztül csatlakozott a billentyűzet, az egér pedig általában a soros porton keresztül. Később, a PS/2 felület kifejlesztésekor az egérre is gondoltak. Manapság mindkettőt lehet USB–n is csatlakoztatni. A legújabb fejlesztés a rádiófrekvencián kapcsolódó billentyűzet–egér; s mely szerintem rövidesen az alaplapra integrált alapvető eszköz lesz.

Ugyanis a kábelek száma aggasztóan nő a számítógépek körül. Ma már a nyomtató, a szkenner, a hálózat/internet, 4 hangszóró, mikrofon, WEB kamera, modem a faxként való üzemeltetéshez, és még megszámlálhatatlan kütyük: egy jobban kiépített gépből tyúkbél kötegek lógnak ki. A 2800 GHz-et szinte kizárólag erre a célra tartják fenn: a Bluetooth10, a WiFi, a billentyűzet/egér. és még más eszköz is működhet ezen a frekvencián.

A billentyűzetről nem lehet túl sokat írni. Az egér több fejlődési stáción ment keresztül, és mára többféle módon működik. Kezdetben egy, az egér alján elhelyezett, az asztallaphoz súrlódó golyó forgatott egy-egy tengelyt, és eme tengely mozgását alakította át az egér elektronikája digitális jelekké. A golyó gyakran elpiszkolódott, ezért kerestek más megoldást helyette: ez jelenleg infravörös fény, mely az asztallapról visszatükröződve az asztallap egyenetlenségei miatti fényerőváltozásokat érzékeli (jómagam sok alátétet kipróbáltam infra egérrel; egyetlen lapon nem működött az egér: egy tükörlapon). Más oldalról az is gondot okozhat finom mozgatáskor (finom grafikus munkák), hogy az egész egeret el kell mozdítani, amely önmagában nem nagy súly, de nagyon precíz műveletnél már számít a kicsi súly is: erre találták ki a trackball-t, én „hanyatt-egér”nek nevezem. Ebben az eszközben egy viszonylag nagy méretű golyó fölfelé nyúlik ki az álló, robusztus egérből, és hüvelyk-, vagy mutatóujjal lehet görgetni. A notebookok esetén viszont az a gond, hogy a hagyományos egeret külön kell csatlakoztatni, és használaton kívül valahogy el kell csomagolni. Notebookhoz kifejlesztették a touchpadnak11 nevezett egérfajtát. A touchpad egy sima lap, melyet mutató– vagy a középső ujjunkkal lehet „simogatni”, és az ujjunk elmozdulásait érzékeli az eszköz. Kezdetben nehézkesnek tűnik a használata, de jómagam jól hozzászoktam, egészen finom mozgásokat is tudok vele produkálni.

9 Ld. a „Akusztikus CD lemezek, videó DVD lemezek készítése (digitalizálás)” fejezetben. 10 Kevesen tudják, honnan e név. Amikor a technológiát kifejlesztették, és már ott tartottak, hogy nevet kellene adni, egy kreatív elme azt javasolta, hogy nevezzék el a technológiát Kékfogú Haraldról, a 900-as években élt norvég koronás főről. Kékfogú eredeti neve Harald The Bluetooth.

11 Még nem tudok magyar nevéről, tán lehetne érintőegér.

Hardver ismertek


Az egerekhez gombok is tartoznak, kezdetben vala 2, aztán lett egy középső gomb (kihalófélben van), és mára a középső gomb helyett egy görgő került be; ill. egy második görgő is megjelenőfélben van (bár elhelyezése párhuzamos az első görgővel, mozgatása merőleges irányú egérkurzor elmozdulást eredményez). A görgő(k) egyúttal kapcsológombok is.

Az egér gombjainak látszólag csak „klikk” kapcsolása van, de ez a mozdulat (bár használjuk, de nem nagyon vesszük észre) több elemi mozdulatból áll. Valójában az egér elektronikája külön érzékeli a lenyomást, és külön a felengedést (megjegyzem, a billentyűzet is hasonlóképpen működik). Különbség a „fogd és húzd” technika alkalmazásakor szembetűnő: amikor az egérgombot lenyomva tartva jelölünk ki valamit, ill. így áthúzunk valamit az egyik ablakból a másikba. A dupla kattintás is az egérgombok működésének jellemző változata.

Végezetül újabban az internet „előre-” és „vissza-” lépéshez is elhelyeznek egy-egy gombot. Még egy kis előrelépés, és át lehet az eszközt egérről teknősbékára keresztelni, mert annyi gomb lesz rajta, mint teknőcön a folt. (ugyebár, ha összeadom az eddig leírtakat: két fő gomb, két megnyomható görgő, 2 internet gomb, az annyi, mint 6 működtető eszköz).

A touchpad kialakítása olyan, hogy ujjunkkal a közepére ütve (persze finoman), megfelel a bal (azaz a fő) egérgomb megnyomásának; mindenesetre fölötte, vagy alatta elhelyezve két gomb a hagyományos egérgombokként is megtalálható.

Még egy kezelő egységről kell szót ejtenem: a joystickről. A joystick a játékprogramok és a szimulátor programok eszköze. Csatlakozója szinte kizárólag a hangkártyákon található; jómagam még tán nem is láttam más eszközön csatlakozót (bár biztosan létezik ilyen i/o kártya, esetleg kizárólag joystick csatlakozót tartalmazó kártya). Működése alapvetően az egérre hasonlít: potméterek12 (az egyszerű, és legolcsóbb joysticken kapcsolók) érzékelik a kar bal-jobb, fel-le kitérését, valamint található rajta néhány gomb tüzelésre, más beavatkozásra. A joystick bonyolultabb kivitelű változata a ramblepad. (Repülőgépek, versenyautók kombinált kormányberendezése).

Tároló egységek A számítástechnika alapja az, hogy a programot, és az adatot valahogy tárolni kell akkor is, amikor a gép nincs bekapcsolva. (Ebben különbözik a gép az állattól: az állat agyának tartalma örökre törlődik a „kikapcsolásakor”, pusztulásakor).

A fejlődés a számítástechnika kezdeteitől ezen a területen a legváltozatosabb: a kezdeti eszközök mára teljesen feledésbe merültek.

A kezdeti tároló eszközök a lyukszalag és a lyukkártya voltak. A lyukszalagon egy-egy sorban 5-8 hely volt, amit vagy kilyukasztottak, vagy nem, a tárolandó biteknek megfelelően (ld. a „Matematikai alapismeretek” „Információ kódolása” fejezetet). A lyukszalag olvasó azután soronként 5-8 érzékelővel érzékelte, hogy az adott pillanatban van-e papír az adott pozícióban a két érzékelő között, avagy nincs. A lyukkártya működési elve szinte azonos volt: egy-egy kártyán (ha jól emlékszem) 16 sorban, soronként 80 kocka volt, és ahol egy-egy kockát kellett átlyukasztani. A lyukkártyákat általában kézzel (sic!) lyukasztották, és egy olyasmi gép olvasta be, mint manapság a bankjegyolvasó gépek.

Ezek az eszközök gyakorlatilag csak olvasásra voltak alkalmasak. A kezdetekben a magnetofonkészüléket alakították át adattároló eszközzé. Egy meglehetősen nagy méretű magnószalagot pörgetett a gép ide-oda, miközben a fejét írásra, vagy olvasásra állították. A 12 Olyan elektronikai eszköz, melynek ellenállása a kitérésétől függ. Leggyakrabban rádiókészülékek hangerejét szabályozó karokként, forgatható gombokként találkozhatunk vele.

Hardver ismertek


magnószalagnak azonban van egy nagy hátránya: ahhoz, hogy egy meghatározott adatot elérjen a fej, az összes azt megelőző adatfolyamot végig kell olvasni; az ún. random, azaz közvetlen adathozzáférés megvalósíthatatlan. Ezért azután a mágnesszalagot átalakították mágnes koronggá. A korongon a fej megfelelő pozícionálásával a korong bármely részét gyorsan el lehet érni.

Az első mágneskorong kb. 20 cm átmérőjű volt, de már mindenben hasonlított a ma is használt floppyra. A korong mértét azután csökkentették, de a hajlékony lemezekből nem tudtak több korongot egymás fölé helyezni, mert azok a gyors forgás közben egymáshoz érve lekoptatták a mágneses réteget. Megoldásként a hajlékony műanyag helyett nem–mágneses merev fémet (alumínium ötvözet) kezdtek alkalmazni, azt is két oldalasan: így született meg a merevlemez, mely ma is a leggyakoribb hordozó eszköz.

Mind a szalag, mind a korong esetén az alapelv azonos: a mágnesezhető felület egy kis darabját vagy átmágnesezi a fej, vagy nem. Kiolvasáskor ugyanez a fej elhalad a mágnesezett csík fölött, és ha át volt mágnesezve egy szakasz, a fölött a fejben feszültséget gerjeszt, ha nem volt átmágnesezve, akkor nem. Törlés nagyfrekvenciás árammal lehetséges (felülírás nem létezhet mágnesszalagon, ill. csak úgy, hogy a felület adott pontját egy külön fej először lemágnesezi, azaz mágnesezettség nélküli alapállapotba hozza, és a fej így tudja újraírni azt a részt), de erről itt nem akarok bővebbet írni, akit érdekel, olvasson el magnetfon–készülékekről szóló irodalmat.

Néhány dolgot azért még meg kell világítanom. A mai merevlemezekben több lemez található egymás fölött, és mindegyik lemez 2 oldalas, azaz mindkét oldalán van mágneses réteg. Ennek megfelelően több fej működik. A magnetofonszalag esetén a szalag mozog az álló fej előtt; a merevlemezeknél fordítva: az álló fej előtt forog a lemez. De a fej sem áll: a korong felülete fölött íves pályán mozog. Ez a mozgás a korong forgásával azt adná ki, hogy az információ valamiféle spirális alakú csíkon jelenik meg. Nem így van. A lemez síkját szektorokba szervezik, és az adatbiteket jelző mágnesezett területecskék egy–egy szektoron belüli csíkban jelennek meg. A fej mind íráskor, mind olvasáskor egy–egy ilyen szektor elejére áll be, alatta mozdul el a lemez. Mi következik ebből? Azt, hogy a fej egyszerre egy szektornál kevesebb adatot nem tud kiolvasni.

A másik dolog, hogy a fejeket a sávok felett kell tartani. Erre a célra már a használatba vétel előtt el kell helyezni vezető sávokat a lemez felületén, mely mágneses sávokat azután a fejek érzékelik, és így biztosítják azt, hogy kiolvasáskor pontosan azon a pályán mozogjon a fej, amin íráskor mozgott.

A felület ilyetén előkészítése a lemez formázását jelenti; bár formázáskor a fájlok felírását szolgáló adatokat is felírnak a lemezre (pontosabban a formázás befejezésekor). Ezen adatok — a FAT a DOS és a Windows régebbi változatainál, NTFS leíró tábla manapság — bemutatása túlmutat mostani könyvem keretein, bár az operációs rendszerekről írott fejezet a legfontosabb információkat tartalmazza.

Mindezek mellett — a CD ill. a DVD kifejlesztéséig — archiválásra még sokáig alkalmazták a szalagos adatrögzítőt, mivel az archivált adatoknál a közvetlen hozzáférés nem szükséges, viszont a mágneses adathordozók időállóságát jól ismerjük (jómagamnak vannak olyan magnetofon-felvételei, melyeket a ’60-as évek közepén készítettem, és még ma is jó minőségben élvezhetőek, pedig tároltam azokat még pincében is; jól védett helyiségben történő tárolásnál évszázados időtállóság is elérhető. A CD-knél még vitatkoznak az időt állóság mértékén: a 10 évtől a 100 évig hallottam már adatot. A merevlemezek önmagukban időt állóak, hiszen, a mágneses réteg időálló, de az állandó forgás miatt a fejek gyakran megsértik a mágneses réteget, ráadásul az archív anyag kiolvasásához olyan információk

Hardver ismertek


szükségesek, melyek magára a lemezre vannak írva — FAT, NTFS leíró —, így archiválásra a merevlemezt nem tekintjük alkalmasnak).

Utoljára a CD-t és a DVD-t fejlesztették ki. Mindkettő működési elve az, hogy műanyagba mikroméretű lyukakat, szaknyelven piteket helyeznek el. CD égetőben lézerrel megolvasztva a műanyagot, sokszorosításnál matricával13 belepréselik a lyukakat. A lyukak, és a közöttük lévő sima felületek hosszában van a bináris információ kódolva. Kiolvasáskor egy tűhegyesre fókuszált lézerfény visszaverődéséből következteti ki az elektronika, hogy hol van pit, hol nincs. De a CD-knél nem bájtok kerülnek fel közvetlenül. Ugyanis a CD könnyen karcolódhat, és — mivel a lyukak hossza a döntő — egy rövid kimaradás is az egész CD-t olvashatatlanná tenné, ezért nagyon bonyolult hibajavító kódrendszer (ld. a Szótár c. fejezet Hibajavítás c. pontja) kerül kódolásra. A CD-knek annyira fejlett a hibajavító rendszere, hogy egy szakirodalomban azt olvastam, hogy 1 cm szélességű karcolt felület esetén is vissza tudja a rendszer állítani az eredeti információt, azaz hétköznapi szóhasználattal 1 cm széles karcolt felület esetén a zenét csuklás nélkül hallgathatjuk.

Hálózati csatlakozó A legtöbb alaplap ma már tartalmaz hálókártyát, azaz önmagában csatlakoztatható hálózathoz. Az alaplapi csatlakozó felület szerintem mindenfajta otthoni, kisebb-közepes irodai hálózati összekapcsoláshoz megfelel, ezért külön hálókártya beépítését nem tartom célszerűnek. Amelyik alaplapon nincs hálókártya, ott persze szükség van PCI-s kártyára.

A hálókártya legfontosabb szerepe mára az internet csatlakoztatása, mivel ADSL modem többnyire hálókártyával csatlakoztatható a géphez (elméletileg nem kizárt, de én még nem találkoztam olyan megoldással, ahol ADSL modem USB-n csatlakozik).

Egyéb kiegészítő egységek Ebben a fejezetben csak egy-két, általam fontosabbnak tartott kiegészítőről teszek említést.

Régi, analóg videó kameránk (VHS, Beta, stb.) anyagának digitalizálásához, azaz a kamerával fölvett képanyag fájlokká alakításához digitalizáló kártyára van szükség. A digitalizáló kártyáról az „Akusztikus CD lemezek, videó DVD lemezek készítése (digitalizálás)” c. fejezetben írok többet.

A PCI felületre tudunk saját fejlesztésű kártyát fejleszteni. Ha például kitaláljuk, hogy varrógépünket számítógéppel szeretnénk vezérelni, mindössze a következő problémákat kell megoldani. Kell egy AD konverter vezérelte áramszabályozó (egy-két tranzisztorral megépíthető) a lábpedál kiváltására, egy léptető motor a kapcsoló tárcsa vezérlésére, egy másik a felső szál megfeszítésére, néhány érzékelő a tű, a tárcsa, a szövet-előtoló, és még néhány dolog helyzetének érzékelésére. Utána meg kell tereznünk a PCI felületet, melynek egyik oldala ugyebár a PCI-on keresztül a buszrendszerhez kapcsolódik, a másik oldalán meg a mi érzékelőink adatait olvasó, ill. beavatkozó egységeinket vezérlő felülethez. A felsoroltak néhány integrált áramkörrel megvalósíthatók. Még meg kell írnunk a programot, ami ezt az egészet működteti, és máris varrathatunk a számítógéppel. Ugye, milyen egyszerű?

13 Matrica alatt ne a felragasztható fóliát értsük; itt gépészeti értelemben használom a szót. Matrica: valamely domború mintázatot tartalmazó felület negatív képe egy eléggé kemény felületen. Puhább felületre szorítva azon megjelenik az eredeti kép.

Hardver ismertek


Matematikai alapismeretek



Információ kódolása, számrendszerek

Információ kódolása

avagy egy kétáramkörös csillárkapcsolótól a bájtig

A fő kérdés, hogy hogyan lehet az ember számára természetes információkat az elektromos áramok szintjére transzformálni.

Nézzünk egy nagyon leegyszerűsített, mondhatnám bugyuta példát.

Mindenki ismeri a kétáramkörös csillárkapcsolót: az egyik fele a körték egyik részét kapcsolja, a másik a másik felét. Na már most. Van egy kikapós asszonyka, aki a szeretőjének akar üzenni: „ha egyik lámpa se ég, senki sincs itthon. Ha a dupla lámpa ég, akkor én vagyok itthon egyedül, ha a tripla, akkor a férjem, ha meg mind ég, akkor mindannyian itthon vagyunk (most ne menjünk bele olyanokba, hogy mi van, ha a férj leoltja a lámpákat).

Nos, két villanykapcsolóval 4 közlést tudtunk továbbítani, méghozzá „ég-nem ég” jelekkel. Három kapcsolóval meg — próbálja ki az Olvasó — nyolc lehetőséget lehet továbbítani (pl. egy állólámpa a gyereket jelöli: senki, csak anyu, anyu és gyerek, stb.).

Amint azt a „Szótár” c. fejezetben, az ASCII szabványban láthatjuk, a szövegeket szintén számsorozatokkal lehet „kódolni”, azaz az ember által kezelhető szöveget számítógép által kezelhető formába alakítani. Amikor szöveget írunk be a számítógépbe, minden billentyűleütést a billentyűzet azonnal számmá alakítja; pontosabban a billentyűzet minden gombjához egy szám rendeltetik, és még a billentyűzet alakítja a megnyomott gombokból kikövetkeztetett számok alapján a számítógépnek küldött szöveget. (Ez így picit bonyolultnak tűnik, de gondoljuk el, hogy a nagy „A” betűhöz a „Shift” és az „A” betű gombját kell megnyomnunk, ez két gomb, két szám. A billentyűzet alakítja át a két szám kombinációját 65-re, azaz a nagy „A” kódjára.

A képekkel már kicsit bonyolultabb a helyzet. A megoldáshoz a televízió képalkotása vezethet, aki azt érti, a következő bekezdést nem kell elolvasnia.

A televíziós rendszerekben az átvinni kívánt képet képpontokra bontják. Egy kép 640 sorban, soronként kb. 1000 pontból áll. Ha egészen közelről nézünk meg egy képernyőt, a pontokat láthatjuk is. Fekete-fehér televíziónál a fehér és a fekete közötti szürke különböző árnyalatait láthatjuk, mégpedig ahol a kép sötét, ott nyilván sötétszürkét, ahol világos, ott világosszürkét. Színes képeknél 3, egymáshoz nagyon közeli pontot láthatunk az egy világos-sötét szürke helyett: egy-egy vörös, zöld, kék pontot; és ahol a kép színe határozza meg a pontocskák árnyalatát. (Ugyanis a szem által látható színárnyalatok szinte mindegyike előállítható úgy, hogy eme 3 színt keverjük, de úgy, hogy a színeket különböző világossággal jelenítjük meg, tehát egészen sötét kék, vagy egészen fényes kék). Tehát ahol a képrészlet pl. kékes sárga, ott nagyon fényes kék, kevéssé fényes zöld, és láthatatlan, vagy alig észrevehetően sötét piros pontokat láthatunk. A fekete helyén egyik pont sem világít, a fehérnél meg mindegyik egyformán legnagyobb fényességgel.

A számítógépbe képeket leggyakrabban szkennerrel, vagy digitális fényképezőgéppel vihetünk be. Szkenner a „felbontás” nevű beállítás szerinti sűrűséggel alakítja képpontokká a beviendő képet (a „Felbontás/Resolution az egy hüvelykre eső képpontok számát jelenti; egy hüvelyk, egy coll, egyenlő 2,54 cm.). Minden egyes képpontot 3, 0 és 255 közötti számmá alakít. A képnek egy képpontnyi részét egy-egy színszűrőn (színszűrő olyan üveglapocska, amely vagy a kék színt, vagy a zöldet, vagy a pirosat engedi át) keresztül egy-egy fotocellára



vetíti, és az elektromos feszültséggé alakítja. A feszültséget azután egy AD konverter (ld. ott) számmá alakítja.

Számrendszerek

A különféle számrendszerek ismerete a számítástechnikában kiemelkedően fontos, ezért — bár általános-, és középiskolában megtanultuk ezeket — itt megismétlem a legfontosabb tudnivalókat.

Megjegyzem, hogy a különféle számrendszerek közötti átszámításokat a jobb kalkulátorok, így a Windows részét képező „Számológép” nevű program tudják.

Kettes számrendszer Ezzel tulajdonképpen eljutottunk a kettes számrendszerhez, ill. annak a számítástechnika által használatos megjelenéséhez.

Az égő lámpát jelöljük 1-el, a nem égőt 0-val. Így a villanykapcsolók állását számokkal kifejezve az alábbi táblázatot kapjuk:

0 0

0 1

1 0

1 1

Kettes számrendszerben — a tízeshez hasonlóan — persze egymás mellé írhatjuk a számokat: 00,01,10,11. Most bevezetjük a 3., és a 4. bitet is, és kiegészítem egy sorszámnak tűnő számmal is, mely nem 1-el, hanem 0-val kezdődik:

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

10 1 0 1 0

11 1 0 1 1

(nem folytatom tovább, a 12., 13., stb. sorokat tessék kitalálni).

Nézzük még egyszer a kisebb táblázatot. Az első szám a 0, a második az 1. Harmadik szám — kettes számrendszer lévén — nincs! Mi is történik a tízes számrendszerben, amikor a számjegyek elfogynak? A 9 után ugyebár a meglévő számjegykészletből vesszük a legkisebbeket, és két helyen írva jelöljük a tizet: 10. A kettes számrendszerben ugyanez a szabály: amikor elfogytak a számjegyek, ugyanezt írjuk le: 10, de ebben a számrendszerben ez a számjegy-kombináció nem tízet, hanem kettőt jelöl, lásd a nagyobb táblázat 2-vel számozott sorát! Ez a táblázat egyúttal átszámítási táblázat is lehet.



Kettes számrendszerben mindegyik számtani művelet elvégezhető, de itt nem számtan-tankönyvet írok, ezért csak az összeadást említem, az is éppen eléggé szép mutatvány lesz.

Tízes számrendszerben a többjegyű számok összeadását visszavezetjük egy-egy, azonos pozícióban lévő számjegy összeadására, és ha az több 9-nél, akkor a„maradékot” a balrább eső számjegyeknél vesszük figyelembe. 19+ 23: „9 meg 3 az 2, marad 1; 1 meg 1 meg 2 az 4.” Így jön ki a 42. Kettes számrendszerben ugyanez: 011 + 101: „1 meg 1 az 0, marad 1; 1 meg 1 meg 0 az 0 marad 1; 1 meg 0 meg 1 az 0, marad 1; leírom még a maradékot”. Így jön ki a 1000. (Tízes számrendszerben: 3+5=8).

A kettes számrendszer alapjait azért célszerű megismerni, mert a számítógépek ténylegesen csakis és kizárólag a 0 és az 1 számjegyeknek megfelelő alacsony, ill. magas feszültségszinteket tudják használni (ld. az integrált áramkörökről, processzorokról írottakat). A korai diszkrét integrált áramkörök között volt összeadó IC, mely pontosan az előbbit valósította meg (4, vagy több biten), és a P4-es processzor 28 millió tranzisztorából jó néhány (ezer) olyan NAND, NOR, stb. kapukombináció található, mely szintén semmi mást nem tud, csak összeadni. A kivonást is hasonlóképpen le lehet vezetni, de ott egy trükköt alkalmaznak. Kettes számrendszerben a 10 (kettő!)-ből való kivonás eredménye a számjegy „megfordulása”, azaz az 101 negatív előjellel 010. Így 011+010 = 101, ami 5-nek felel meg; de kivonás után a legnagyobb helyiértékű maradékot el kell dobni, azaz egyszerűen nem írjuk fel.

Tizenhatos számrendszer A számítástechnikában a regiszterek alkalmazása miatt, és mert 2-es számrendszerben rengeteg számjegyet kellene leírni, a tizenhatos számrendszer használatos.

A tízes számrendszernél 9 után fogyott el a számjegy készlet. A kettes számrendszernél ugyebár az volt a gond, hogy 1 után már el is fogyott a számjegykészlet. Tizenhatosnál viszont több számjegy kell, mint 10. Az újabb számjegyeket az ABC első betűivel jelöljük, A-F betűkkel. Így a kezdeti számjegysor: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F. Az F után fogyott el a számjegykészlet, így a következő szám a számjegykészlet második számjegye után írt 0 az első kétjegyű szám: a 10.

Az összeadás, kivonás teljesen azonos a tízes, és a már megismert kettes számrendszerével, csak arra kell figyelni, hogy pl. 6+7 = D. Biztos, ami biztos, ide másolom a korábbi táblázatot, a 16-os számokkal kibővítve, és folytatva 17ig (de csak a 16-os számokat írtam be). Itt jegyzem meg, hogy az egyes számrendszerbeli értékek leírásakor, a megkülönböztetés érdekében „b” (bináris), „d” (decimális), „h” (hexadecimális) elő-, vagy utótaggal írjuk le a számokat: pl. 11d = Bh. Ez azért fontos, mert ahol nincs betű, nem tudjuk eldönteni, milyen számrendszerben is van a szám: 17d=11h. (De írhatnánk úgy is, hogy pl. b11 = d3).

0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 1 1

2 0 0 1 0 2

3 0 0 1 1 3

4 0 1 0 0 4

5 0 1 0 1 5

6 0 1 1 0 6

7 0 1 1 1 7

8 1 0 0 0 8



9 1 0 0 1 9

10 1 0 1 0 A

11 1 0 1 1 B

12 C

13 D

14 E

15 F

16 10

17 11

A negatív számok ábrázolása a kettes számrendszerben megvalósított, tizenhatos számrendszerben ábrázolt számok esetén úgy történik, hogy ún. előjel bitet alkalmaznak, ami 0 pozitív, és 1 negatív számok esetén.

Egyéb számrendszerek Tulajdonképpen minden számmal lehetne számrendszert alkotni, csak minek. A 10-es tudomásom szerint azért lett a jellemzően használt számrendszerünk, mert 10 ujjunk van. Azt is olvastam régen valahol, hogy az emberi értelem kialakulásakor voltak 10-nél kisebb értékű számrendszerek is. Valószínűleg ezekből a kisebb számrendszerekből alakultak ki a „mágikus” számok: a 3, a 7, mivel az arabok által feltalált/felfedezett helyiérték fogalma előtt a számolás valahogy úgy történt, hogy 1, 2, 3, sok: ez tk. 3-as számrendszer, mert a szintén az arabok által felfedezett 0 érték előtt a 0 fogalmát egyszerűen nem ismerték, mint mennyiséget: ha almából 0 darab volt, azaz nem volt almám, akkor azt megszámolni se tudtam.

A római számrendszer egy teljesen más rendszer, azt matematikai célokra használni nem lehetett, tudomásom szerint a rómaiak nem tudtak szorozni, osztani, ezeket a műveleteket csak összeadáson keresztül tudták megközelíteni: a 4*3-hoz össze kellett adniok a 3-at 4 ízben: III+III+III+III.

Mindazonáltal a számítástechnika korai fejlődésekor még használták a 8-as (oktális) számrendszert.

Logikai (Boole) algebra A logikai algebra logikailag értelmezhető állításokkal, és ezen állítások közötti összefüggésekkel foglalkozik. Ismerete feltétlenül szükséges a számítástechnikában, pontosabban a szoftverek kezelésében, mert — sokszor a nélkül, hogy észrevennénk — kényszerülünk alkalmazni. Példának okáért említem, hogy Excel táblában szűrési feltételt akarunk megadni, ilyenkor a feltételek megadása — főleg, ha több feltételt akarunk érvényesíteni — a logikai algebrán alapul.

Ide írok két állítást:

Esik az eső.

Pistike iskolába megy.

Az első állítás igaz, ha látjuk, hogy szakad az eső, a második akkor igaz, ha látjuk Pistikét táskával a hátán az iskola felé battyogni. A két állítás össze is kapcsolható:

Pistike iskolába megy, ÉS esik az eső.



Az utóbbi állítás akkor és csak akkor IGAZ, ha látjuk, hogy a szakadó esőben ballag Pistike. Ha a két állítás — avagy ahogyan inkább említjük, feltétel — közül csak az egyik is HAMIS, az összekapcsolt állítás egésze is HAMIS.

Jöjjön egy másik példa (a „cs” betű kétféle írását tessék nézni!).

Pistike neve Kovács István

Pistike neve Kováts István

A két állítás közül nyilván csak az egyik IGAZ, de fogadjuk el a példa kedvéért, hogy tényleg a kettő közül kerül ki Pistike neve.

Pistike neve Kovács István VAGY Kováts István.

Így az állítás — ha tényleg valamelyik név Pistike igazi neve — IGAZ. Ám ha Pistike vezetékneve Kiss lenne, akkor az állítás HAMIS lenne.

Írok még egyet.

Két ember — legalábbis a mai magyar törvények szerint —, akiknek vezetékneve Kiss és Kovács, akkor köthetnek házasságot, ha az egyikük nő, a másikuk férfi.

Kiss férfi, Kovács férfi

Kiss férfi, Kovács nő

Kiss nő, Kovács nő

Kiss nő, Kovács férfi

Az állítás itt az, hogy köthetnek-e házasságot.

Kiss férfi ÉS Kovács férfi= HAMIS, hogy köthetnek házasságot

Kiss férfi ÉS Kovács nő= IGAZ, hogy köthetnek házasságot

Kiss nő ÉS Kovács férfi= IGAZ, hogy köthetnek házasságot

Kiss nő ÉS Kovács nő= HAMIS, hogy köthetnek házasságot

A kapcsolatok nevei ÉS, VAGY, KIZÁRÓ VAGY. Ide írom angolul is: AND, OR, EXOR.

Az első kettőnek használjuk a tagadó párját is: NEM-ÉS, NEM-VAGY, angolul NAND, NOR.

A tagadásnak önálló szavát is használjuk: NEM, ill NOT. (Képletekben a tagadást felül

húzással is szokták jelölni: tagadom ).

Nézzük meg az ún. igazságtáblázatokat:

HAMIS ÉS HAMIS = HAMIS

HAMIS ÉS IGAZ = HAMIS

IGAZ ÉS HAMIS = HAMIS

IGAZ ÉS IGAZ = IGAZ

de több állításra is működik:

IGAZ ÉS HAMIS ÉS HAMIS = HAMIS



HAMIS VAGY HAMIS = HAMIS

HAMIS VAGY IGAZ = IGAZ

IGAZ VAGY HAMIS = IGAZ

IGAZ VAGY IGAZ = IGAZ

A kizáró vagy szót (mivel erre nem tudok magyar szót), kiz_vagy-nak írom.

HAMIS KIZ_VAGY HAMIS = HAMIS

HAMIS KIZ_VAGY IGAZ = IGAZ

IGAZ KIZ_VAGY HAMIS = IGAZ

IGAZ KIZ_VAGY IGAZ = HAMIS

Az állításokat A ill. B betűvel jelölve néhány összefüggés:

A ÉS B = A VAGY B (Az előbbiekben már írtam, hogy a felülhúzás a tagadás jele, tehát

úgy kell ezt olvasni: „Nem A és B egyenlő nem A vagy nem B”-vel. Néhány sorral alább ezt a zagyvaságot érthetőbbé teszem.

Mire jók ezek a zavaros képletek, összefüggések?

Nos, tételezzük fel, van egy Excel táblázatunk emberekről, a neveikkel, címeikkel.

Első feladat: ki kell a Kovács, és a Kováts nevűeket keresni.

Itt mindjárt tennem kell egy kitérőt. A köznyelv az „és” és a „vagy” szavakat meglehetősen keveri, bár a szövegkörnyezetből általában értjük, melyiket milyen értelemben használjuk. Azért éppen itt a kitérő, mert — mint látni fogjuk mindjárt — a két név közé a „vagy” szó kell, hogy kerüljön a logikai algebra szerint. Ez a keverés, vagy pontosabb idegen szóval konfúzió nagy zavart tud okozni. Ugyanis ha én az Excel tábla szűrését úgy állítom be, hogy Kovács és Kováts, akkor semmit se fog nekem mutatni, hiszen olyan ember nincs, akinek Kovács ÉS Kováts lenne a neve; ha viszont azt állítom a szűrési feltételekbe be, hogy a név legyen Kovács VAGY Kováts, akkor rögtön megtalálom az összes embert, akinek Kovács vagy Kováts a neve.

A kitérő után már nem is folytatom ezt a problémát. Veszek egy másik feladatot.

Ki kell szűrni a Budapesti lakosokat. A feladat egyszerű. A szűrési feltétel: a lakcím város adata legyen Budapest. Nehezebbnek tűnik a feladat, ha a vidéki lakosokat kell kijelölni: van Magyarországon vagy 2500 helység; ennyi szűrőfeltételt bajos lenne kijelölni. De! Ha úgy adom meg a feltételt, hogy a város NEM Budapest, akkor már meg is oldottam a problémát. Még bonyolítsuk egy kicsit a dolgot: a megyeszékhelyek lakosait keresem. Magyarországon ugyebár van 19 megyeszékhely, így a feltételt úgy kell felépíteni, hogy a város legyen [Budapest, VAGY Miskolc, VAGY Debrecen, …] (nem írom ide mind a 19-et, és [ ] közé írtam a teljes feltételt). Még cifrázzuk a dolgot: azokra vagyok kíváncsi, akik nem megyeszékhelyen laknak. Egyszerű az előbbiek után a feladat: a város NEM [Budapest, VAGY Miskolc, VAGY Debrecen, …]. De ez utóbbit úgy is írhatom, hogy [NEM Budapest, ÉS NEM Miskolc ÉS NEM Debrecen]. És most utalnék a korábban írt „nem A és nem B …” — akkor zagyvaságnak minősített mondatomra: az utóbbi két feltétel mutatja a példát. A két feltétel azonossága miatt a kényelmesebbet, érthetőbbet választhatjuk.



Feladatok megfogalmazása (blokkdiagramok), algoritmus Amit itt most írni fogok, az olyan ismerethalmaz, amelynek ismerete nélkül is el lehet boldogulni a géppel, de csak a kész programok által betanított módon. A legtöbb

Számítástechnika kezdőknek IIusers.atw.hu/ferenczigabor/Szamitogepes_ismeretek... · 2012. 3....

Documents

Transcript of Számítástechnika kezdőknek IIusers.atw.hu/ferenczigabor/Szamitogepes_ismeretek... · 2012. 3....