OKJ vizsga rendszerinformatikus - Operációs rendszerek, hardver I. tétel

1. Tétel: Ismertesse az IBM típusú PC általános hardver felépítését! Részletezze az alaplapon található eszközök, vezérlők, csatlakozók szerepét és típusait.

Hardvernek nevezzük a gépházat, a benne lévő eszközökkel, a monitort, a billentyűzetet, az egeret, a nyomtatót, vagy a géphez kapcsolt bármilyen perifériát az őket összekötő kábelekkel együtt.

Minden számítógép két alapvető funkcionális egységre osztható: az ún. központi egységre vagy angol nevének (Central Processor Unit) rövidítéséből CPU-ra és a perifériákra.

A központi egység a gép „agya”, amely az összes tevékenységet irányítja.

A perifériák a számítógépnek azon részei, aemlyek a CPU számára lehetővé teszik, hogy a környezettel kapcsolatot tartson.

A központi egység kívülről nem látható, az ún. alapgép tartalmazza, biztonságosan elrejtve.

Az ábra a központi egység és a PC-nél leggyakrabban előforduló perifériák sematikus ábráját mutatja. A nyilak az adatáramlás irányát jelzik.

A PC általános hardver felépítése a következő részekből áll:

1. Alapgép, amely tartalmazza a CPU-t, a csatolókártyákat, a tápegységet, stb.

2. Hajlékonylemezes egység, amely az alapgépbe van beépítve.

3. Monitor (képernyő)

4. Billentyűzet.

A fentieken kívül a PC tartalmaz merevlemezes egységet (winchester), és nyomtatót is.

Az IBM PC kompatíbilis számítógépek belsõ felépítése

• Alaplap: processzorkiszolgáló alkatrész. Ezen helyezkednek el a hardware alapelemek, az integrált áramköri egységek. Részei:
• Processzor (CPU = Central Processing Unit = központi feldolgozó egység): A mikroprocesszor mûanyag, vagy kerámia tokba zárt integrált áramköri rendszer. Itt megy végbe az utasítások feldolgozása. Két elvi részre osztható:
  1.: Vezérlõ egység (Control Unit) Feladata az utasítások megfelelõ sorrendû végrehajtása.
  2.: Aritmetika- és logikai egység (ALU = Arithmetic Logic Unit). Ez végzi el a négy alapmûveletet, és a logikai műveleteket. A számítási mûveletek gyorsítására egy segédprocesszort, úgynevezett co-processzort szoktak alkalmazni.
  3. regiszterek: Nagyon kicsi elérési idõvel rendelkezõ átmeneti tárolók.
  A mikroprocesszor típusától függõen lehet pl.: a PC AT 286-os, 386-os, 486-os, vagy 586-os (Pentium),…
• Órajel-generátor: A mikroprocesszor és a perifériák mûködéséhez szükséges többfázisú órajelet szolgáltatja. Egy 386-os PC frekvenciája 25-33 Mhz, egy Pentium gépé pedig általában 66 Mhz,… Az órajelek frekvenciáját Hertz-ben mérjük.
• Az alaplap mûködéséhez szükséges chipkészlet.
• Memória: (Memory Unit) az adatok és az utasítások tárolására szolgál. Részei:
• ROM: (Read Only Memory = csak olvasható memória). Tartalmát egyszer lehet beírni, ezután nem módosítható. Adattartalmát, a tápfeszültség megszûnése esetén (pl.: kikapcsoláskor) sem felejti el azt. A ROM-ban a számítógép mûködéséhez szükséges alapprogramokat tárolják.
• RAM: (Random Access Memory = véletlen elérésû tár) Adattartalma módosítható. Tartalma tápfeszültség megszûnésekor, azaz kikapcsolásakor nem marad meg. A szokásos memóriaméret 16, 32, 64, vagy 128 Mbyte. (A CMOS RAM az alaplapon található speciális memória, amely a számítógépünk legfontosabb beállításait tartalmazza. tartalmát a gép kikapcsolása után sem vesztheti el, errõl egy kisméretû akkumulátor (gombelem) gondoskodik).
• Buszrendszer: a belsõ vezérlõ áramköröket köti össze. Fajtái:
• Belsõ adatbusz: A processzor, a cache és az operatív tár közötti kommunikációban vesz részt.
• Külsõ adatbusz: A processzor, a bõvítõkártyák és a tároló perifériák között továbbítja az adatokat.
• I/O egység (Input/Output Unit) a külsõ perifériákkal történõ kapcsolattartásra szolgálja.
• Párhuzamos interface (parallel port):nyomtató, scanner, link kábel,… csatlakoztatásához
• Soros interface (serial port):egér, faxmodem,… csatlakoztatásához
• PS/2 interface:egér, billentyüzet,… csatlakoztatásához

A periféria illeszt_ (Input / Output egység)

Ahhoz, hogy a CPU a külvilággal kommunikálni tudjon, onnan információt kapjon, illetve a környezete számára információt küldjön, szükség van egy olyan elemre, mely a külvilág és a központi egység közötti adatcsere lebonyolítását teszi lehetővé. Ez a bemeneti/kimeneti egység (Input/Output unit), mely I/O vezérlő egységnek vagy periféria illeszt_nek is nevezhető. A perifériák a periféria illesztőkön keresztül tartják a kapcsolatot a központi egységgel. Perifériának tekinthető minden olyan berendezés, amely a számítógép és környezete között kapcsolatot teremt. Környezet alatt az embert mint felhasználót értjük. A periféria illesztők tartalmaznak valamilyen átmeneti tárat (puffer tár). Erre azért van szükség, mert a perifériák lassabban működnek, mint a központi egység, illetve egyszerre több periféria is csatlakozhat a központi egységhez.

Háttértárolók

Hajlékonylemezes egység: A hajlékony- vagy mágneslemezes meghajtók, népszerűbb nevükön floppy-k (FDD - Floppy Disk Drive) voltak a PC-s világ legelső, mágneses elven működő háttértárolói.

Meghajtótípusok: A floppymeghajtók csoportostásánál a két legfontosabb szempont a fizikai felépítés (méret) és a tárolókapacitás.

Mágnesszalagos egység: A mágnesszalagos (streamer) egységek az adatok átmeneti vagy hosszabb idejű tárolására használatosak a számítástechnikában, segítségükkel digitális információt rögzíthetünk mágnesszalagon.

Optikai tárolók: Csak olvasható optikai tárolók a ROM (Read Only Memory) típusú CD-k. Ezek a legelterjedtebb típusok és ezekre gondolunk először, amikor a CD szót meghalljuk. Az egyszer írható és többször olvasható tárolók a CD-WO-k (Compact Disc - Write Once). Ezt a típust csak CD-R-ként (Compact Disc Recordable) emlegetjük, de ide sorolható az egyre népszerűbb Photo-CD is.

Billenty_zet:

A PC billentyűzete külön egység, egy kábellel csatlakozik az alaplaphoz. Minden billentyűhöz tartozik egy 8 bites billentyűkód. A processzor folyamatosan figyeli a billentyű lenyomásokat, ha leütött billentyűt érzékel a neki megfelelő kódot és a kábelen soros formában, az alaplaplapon található billentyűzetvezérlőbe küldi. A billenty_zeten lévő LED ek (NumLock, CapsLock, ScrollLock) be- és kikpacsolására is az alaplapról kapja a parancsot

Monitorok: A számítógép a felhasználóval a monitoron, (képernyőn) keresztül kommunikál. Ez az egység nevezhető számítógépünk elsődleges, fő kimeneti perifériájának.

Videokártyák: A videokártya tartalmazza azt az elektronikát, amely a monitort illeszti számítógépünkhöz. A kártya paraméterei (típusa) meghatározza azt a monitortípust, melyet használnunk kell, ha a kártyánk képességeit ki akarjuk használni.

Pozícionáló eszközök:A grafikus programok elsősorban a Windows elterjedése tette szükségessé a pozícionáló eszközök alkalmazását. A legelterjedtebb pozícionáló eszköz az egér (mouse). A konkrét kivitelezés sokféle lehet, de a működési elvük egységes és egyszerű. Nagyobb pontosságot a digitalizáló tábla, más néven tablet tesz lehetővé. A PC-s környezetben viszonylag ritka pozicionáló eszköz a botkormány vagy joystick.