informatikai alapismeretek 20 13 . ősz
Post on 02-Feb-2016
18 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Informatikai alapismeretek2013. ősz
Betyár Gáborhttp://www.edu.u-szeged.hu/betyar
betyar@inf.u-szeged.hu
Információ ...
Számítógép:
információk tárolására és feldolgozására szolgáló eszköz.
Információ:
A címzettje számára új, vagy általa nem ismert adat, hír közlés vagy tájékoztatás.
A releváns adat, amely valamely bizonytalanság megszüntetéséhez elegendő. Nem minden adat információ! Csak az értékes (fontos) adat.
Alapegysége: bit, Mérése: byte-okban
Adat:Valakinek vagy valaminek a megismerését,
jellemzését segítő tény, részlet.
Valamilyen formában rögzített ismeret = potenciális információ.
Jellege szerint kvantitatív(mennyiségi) vagy kvalitatív(jellemzői).
Információ sokfélesége
(numerikus adatsor, szöveg, zene, egyetlen elektronikus jel, kép, videofelvétel,…)
Információ ...
Példák
Információ tárolása?
Információ tárolása
Memória
ideiglenes tárolás
kikapcsoláskor tartalma elvész
kisebb kapacitás
gyors elérés
Háttértárak
hosszútávú, biztonságos tárolás
lassabb elérés
általában nagyobb tárkapacitás
A számítógép erőforrásai
Software (szoftver): A szg.-n futó programok (+adatok) összefoglaló neve
Hardware (hardver) A szg.-fizikai alkatrészeinek összessége, beleértve a mechanikus és elektronikus részegységeket is
Meghatározza:
•Alkalmazói software-ek körét,
•Sebességet
•tárolókapacitást
•Szolgáltatások körét
•Felhasználói felületet
Számítógépek típusai
Személyi számítógép (personal computer, PC) Kiszolgáló, szerver (server) Terminál Nagyszámítógép Szuperszámítógép
A számítógépek felépítése
Központi vezérlő egység, processzor (Central Processing unit, CPU): a számítógép legfontosabb belső alkatrésze
Memória, tár (memory): a számítógépek fő ideiglenes tárolója
Perifériák: kiegészítő egységek, pl. billentyűzet, monitor, merevlemez, nyomtató, CD/DVD olvasó, szkenner, stb.
A számítógépek felépítése(folyt.)
Alaplap: a gép alapvető áramköri elemeit tartalmazza(CPU, memória), ide csatlakoznak a bővítőelemek is
Bővítőkártya: az alaplapra merőlegesen helyezkedik el, általában különböző perifériák vezérlésére szolgál, rendszerint a vége kiér a gépházból. Pl. videokártya, hangkártya, hálózati kártya (ez a három típus újabban az alaplapokban van beépítve)
Port: a számítógép külső csatlakozási pontja
Portok
Soros port: lassú, régi Párhuzamos port, széles, 25 pólusú, nagyobb
adatátvitel, pl. nyomtató USB (Universal Serial Bus): újabb, gyorsabb,
sokféle eszköz csatlakoztatható, a csatlakoztatáshoz nem kell kikapcsolni a számítógépet, kényelmes
Processzor
A számítógép gépi szintű számításait végzi Meghatározza a számítógép típusát alapvetően Fő processzorgyártók: Intel, AMD, Sun Intel processzorok: 8086, 80286, 80386, 80486,
Pentium, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Core2Duo, stb.
Architektúrák: pl. x86, x86_64, ARM Az Intel processzorok lefelé kompatibilisek, a
régebbi programok futnak az újabb processzorokon is gond nélkül
Processzor(folyt.)
Gyorsítótár(cache): gyors elérésű, kis kapacitású memória, a program újabb és újabb részletei másolódnak ide, így nem kell mindig a lassabb memóriákhoz fordulni
Órajel: a processzorok szabályos időközönként kiküldött impulzus alapján működnek, minden egyes ilyen alkalommal egy nagyon elemi művelet végrehajtódik. Ha a processzor órajele 100MHz, akkor egy másodperc alatt 100 millió ilyen utasítást tud végrehajtani (minél több, annál hatékonyabb).
Memória (tár)
Random Access Memory (RAM), azaz közvetlen elérésű tár, az egyes memóriarekeszeket közvetlen címzés segítségével tudja elérni
Ideiglenes tároló, a számítógép kikapcsolásakor elveszti tartalmát
ROM = Read Only Memory, csak olvasható memória, pl. BIOS=Basic Input Output System
Flash memória: tartalmát megőrzi áramellátás nélkül is
Monitor
A számítógép megjelenítő egysége Típusai:
CRT(Cathode Ray Tube): soronként állítja össze a képet, 3 katódsugárcsővel.
LCD(Liquid Crystal Display, folyadékkristályos): többnyire hordozható gépeknél, mátrixban elrendezett folyadékkristály-cellák. Ha aktív mátrixos, TFT(Thin Film Transistor)-nek nevezzük, ekkor minden cellát külön tranzisztor vezérel
Megjelenítési üzemmódok
A monitort a számítógépben elhelyezett(vagy alaplapra integrált) videokártya vezérli, ez tartalmaz videomemóriát, mely a megjelenítendő képet tárolja.
Szöveges(text) mód: a videó memória egy bájtja egy karakter ábrázolását teszi lehetővé
Grafikus üzemmód: apró pontokból raszeresen áll össze a kép
Színmélység: a képpontok tárolása hány biten történik pl. 8, 16, 24, 32
Megjelenítési üzemmódok(folyt.)
Felbontás: a vízszintesen és függőlegesen elhelyezkedők képpontok(pixelek) száma az adott módban, pl. 640x480, 800x600, 1024x768
Szoftverek
Kereskedelmi: boltban vásárolható, esetleg havidíjas, pl. Microsoft Office
Shareware: egy ideig szabadon használhatók, de egy idő után fizetni kell érte pl. Total Commander
Freeware: tetszőleges ideig ingyenesek, de nem értékesíthetők és módosíthatók pl. Freeciv
Open source: ingyenes, forráskódja publikus, így szabadon módosítható és terjeszthető,pl. Linux, OpenOffice.org,
Szoftverek(folyt.)
Alkalmazói programok: jól meghatározott, komplex felhasználói igényt kielégítő programrendszer, pl. szövegszerkesztő, böngésző, fájlkezelő, játékok, stb
Meghajtóprogramok (eszközvezérlők): egy adott hardver működését kezeli, pl. nyomtatómeghajtó, hálózati meghajtó, stb.
Microsoft Office
Irodai szoftvercsomag, főbb elemei: Word – szövegszerkesztés Excel – táblázatkezelés PowerPoint – prezentáció Access – adatbáziskezelés Fő alternatívák: OpenOffice.org, StarOffice
Microsoft Office(folyt.)
Különböző verziói vannak, ezek közül néhány (időrendi sorrendben):Office 98, Office 2000, Office XP, Office 2003, Office 2007
Fő kiterjesztések:.doc (Word), .xls (Excel), .ppt (PowerPoint),.mdb (Access)
A gépi adatábrázolás
A számítógépes világ alapja a kettes (bináris) számrendszer
Tízes számrendszerbeli egész példa:326d = 3 x 102 + 2 x 101 + 6 x 100
Kettes számrendszerbeli egész példa:1101b = 1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21+ 1 x 20
Általánosan egészek:xn = an * qn + … + a1 x q1 + a0 x q0
N-es számrendszerbeli számban 0..n-1 számjegyek szerepelhetnek
A gépi adatábrázolás(folyt.)
Gyakran használt számrendszerek:q = 2 (bináris)q = 8 (oktális)q =10 (decimális)q =16 (hexadecimális, pl. 18D2F0x)
Átváltás a számrendszerek között
Lebegőpontos számok: IEEE 754
Fix pontos számábrázolás
Tizedesjel helye rögzített
Tört szám Egész szám
Lebegőpontos számábrázolás
Tizedesjel helye változó
Felírási mód:
vagy
Példák:
kqmmantissza
karakterisztika(exponens)
számrendszer alapjamEk
13*108
0.13*1010
0.654*10-2
normalizált alak
A gépi adatábrázolás
Túlcsordulás: egy művelet során túl nagy szám keletkezik, ez a szám a rendelkezésre álló tárolóterületen nem fér el
Alulcsordulás: túl kicsi érték keletkezik, a gép már nullának tekinti
Használt mértékegységek
Bit – egyetlen bináris jegy
Byte (bájt) – egy 8-bites egység(8 jegyű bináris szám)
1 Kbyte (kilobájt, KB) = 1024 byte
1 Mbyte (megabájt, MB) = 10242 byte
1 Gbyte (gigabájt, GB) = 10243 byte
1 Tbyte (terabájt,TB) = 10244 byte
A gépi adatábrázolás
Bitek Név Ábrázolható intervallumLegtöbbszámjegy
8 byte, octetElőjellel:[−128; +127] 3
Előjel nélkül:[0; +255] 3
16 halfword, wordElőjellel:[−32,768; +32,767] 5
Előjel nélkül:[0; +65,535] 5
32 word, doubleword, longword
Előjellel: [−2,147,483,648; +2,147,483,647] 10
Előjel nélkül:[0; +4,294,967,295] 10
64doubleword, longword, long
long, quad, quadword
Előjellel:[−9,223,372,036,854,775,808; +9,223,372,036,854,775,807] 19
Előjel nélkül:[0; +18,446,744,073,709,551,615] 20
ASCII kódolás
American Standard Code for Information Interhange
Szövegek kódolására használt legelterjedtebb szabvány
Minden karaktert egy bájton ábrázol, így28 = 255 féle karakterünk lehet, ezek a kódok fel vannak osztva:
0..127: alap karakterkészlet (tördelés, betűk, számok, kötőjel, kérdőjel, pont, vessző, stb.)
128..255: nem egyértelműen rögzített, ezért különböző kódlapok vannak (pl. ISO-8859-2)
ASCII tábla
Forrás: asciitable.com
Unicode szabvány
1 karakter 2 byte
65536 elemű kódtábla (fix)
első 128 elem: ASCII kódtábla első fele
többi elem: minden más egyidejűleg
Kódolási változatok
UTF-32
UTF-16
UTF-8
Operációs rendszer
Operating System (OS)
A számítógép kezeléséhez szükséges alapvető funkciókat látja el
Fő feladataik:a számítógép hardverelemeinek kezelése
kommunikációs felület biztosítása a felhasználó részére
fájlkezelés
programok futtatásának biztosítása (betöltés, elindítás, felügyelés, igények kiszolgálása)
Operációs rendszer(folyt.)
A számítógép bekapcsolásakor a BIOS program az alábbiakat végzi:
Memóriateszt
Setup beállítási lehetőség (Del, F10, F12, stb.)
Operációs rendszer betöltése („boot”)
Munkakörnyezet beállítása
Multiprogramozás
Taszk: memóriába került, futó program. Az operációs rendszer indítja, felügyeli és állítja le.
Multitasking: az operációs rendszer egyidejűleg több taszkot is képes futtatni. Valójában nem egyidejűleg futnak a programok, hanem váltakozva kapna egy-egy szeletet a CPU-időből, így a párhuzamosság látszatát keltik.1 processzor – látszólagos multitasking
Több processzor – valós multitasking
Prioritás, valós mód, védett mód
Virtuális tárkezelés
A számítógép a fizikai memória használata mellett a merevlemezt is használhatja memóriának
A merevlemezen elhelyezett „swap file” („lapozófájl”) és a fizikai memória együttesen alkotják a virtuális memóriát.
Ezt a tárterületet egyenlő részekre, lapokra osztjuk, ezeket az operációs rendszer tartja nyilván.
Többfelhasználós környezet
Többfelhasználós OS: egy gépen több személy egyidőben vagy egymás után biztonságosan dolgozhat
Két dolog szükséges:
multiprogramozás időosztással
széles körű védelem
Windows
Egyfelhasználós: Windows 95, Windows 98, Windows Millenium (Windows ME)
Többfelhasználós: Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows Server 2003, Windows 7
Tömörített adattárolás
Célkitűzés: kevesebb területfoglalás (a merevlemezen, a memóriában, a hálózaton, stb.)
Nem mindegy, hogy 5Mbájt, vagy 20Mbájt, a file tartalmától függően egy-egy eljárás 20-80%-kal is csökkentheti a file méretét
Tömörítő eljárásokkal, programokkal csökkenthetjük az adatok tárolásához szükséges területet, lényegi adatvesztés nélkül, ám a tömörített anyagok kezelése CPU-igényes
Tömörítő eljárások
A tömörítő eljárásokkal kapcsolatban kétféle műveletről beszélhetünk:Kódolás (tömörítés, becsomagolás): az eredeti fájl,
átalakítása (kisebb méretű) fájlba
Dekódolás (kicsomagolás): a tömörített fájlból az eredeti visszaállítása
Tömörítéskor jellemző, hogy a fájlokat egy állományban, egy archívumban tároljuk, mely egy speciális formátum, megőrzi a fájlneveket, jogosultságokat, a fájlokon egyenként végezhetünk dekódolást, stb.
Tömörítő eljárások(folyt.)
Alapvetően kétféle tömörítő eljárás létezik:
Veszteségmentes tömörítés: a dekódolás után „bitről bitre”, azaz teljes egészében visszakapjuk az eredeti állományokat. Ez olyan esetekben jön jól, mikor nem engedhetünk meg hibát, pl. szöveges dokumentumok, futtatható állományok
Veszteséges tömörítés: az eredeti és a dekódolt adat között kisebb minőségbeli különbségek vannak, ám a felhasználó ezt legtöbbször észre sem veszi, így nem zavarja, pl. hang- és videóállományok
Néhány tömörítő eljárás
Huffman-kód: betűstatisztikát végez az állományon, fix bitméretű karakterek helyett változó méretet használ, a gyakoribb betűkhöz rövidebb bitsorozatot rendel, így a végső szorzatösszeg kisebb lehet. Veszteségmentes tömörítés, de ismerni kell az egész állományt.
ZIP, GZIP, RAR, ARJ, BZIP: veszteségmentes tömörítési eljárások, parancssorból és grafikus felületről is vezérelhető alkalmazások léteznek.
MPEG, MP3, XviD, DivX: veszteséges tömörítő eljárások, multimédia fájlokhoz.
Huffman-kód (példa)Legyen adott 5 karakter előfordulási gyakorisága egy szövegben:a: 3, b: 2, c: 1, e: 6, n:2
Ezeket az előfordulási gyakoriságokat arányaiban felírva: a: 3/14, b: 2/14, c: 1/14, e: 6/14, n: 2/14.
Total Commander
DOS előd: Norton Commander (nc)
Unix variáns: Midnight Commander (mc)
TC eredeti neve Windows Commander volt
Shareware program
Total Commander(az adattömörítés szempontjából)
Archívumokat meg tud nyitni (ENTER), hasonlóan alkönyvtárakhoz, az állományokkal műveleteket végezhetünk
Képes külső tömörítő programmal együttműködni (ZIP, RAR, GZIP, stb)
Fájl/Becsomagolás (Alt-F5)
Fájlkezelés Total Commanderrel
Fájlok között mozgás: kurzor (fel, le),egér (görgő is)
Néhány gyorsbillentyű:
F1-F8, Ins, Tab, Del, Enter
Internet története
• Internetwork, hálózatok-hálózata(átlátszóság)
• kevésbé sebezhető számítógép hálózat szükségessége
• többközpontú, csomagkapcsolt hálózati kommunikációs rendszer
• 1969 ARPANET
• 1972 Első e-mail
• 1988 Első worm
Internet
• Sok számítógépet összekötő hálózat
• Minden számítógépnek egyedi azonosítója van:
domain. Pl. sirius.cab.u-szeged.hu
• Domain név emberi „fogyasztásra”, valójában ún.
IP-cím segítségével azonosítunk
• 4 bájtos szám
• 160.114.55.240
top related