Mikroprocesszor | Memória | Alaplap | Sínrendszer | Számítógép ház | Tápegység |
A digitális számítógép alapegységei:
A processzor (CPU= Central Processing Unit) a számítógép központi feldolgozó egysége.
A CPU feladatai:
A CPU tehát az agy. Tud számolni és irányítani. Ugyanakkor csak azt csinálja, ami a programban le van írva. Azt viszont gyorsan és megbízhatóan.
A memória tárolja a programot és az adatokat.
A be- és kimeneti egységek illesztő áramkörei (pl. videó kártya) lehetővé teszik a prifériák (be- és kimeneti egységek) csatlakoztatását. A perifériák a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközök, amelyek az adatok ki- vagy bevitelét teszik lehetővé.
Régen a számítógép központi vezérlő egysége (CPU) igen sok áramköri elemből (elektroncső, tranzisztor vagy integrált áramkör) állt. A sok áramkör sok helyet igényelt, és nagyon drága volt.
A 70-es években sikerült először az Intel cég szakembereinek egy CPU-t egyetlen áramkörön megvalósítani. Az egy áramkörön (egy tokon) belül megvalósított központi feldolgozó egységet (CPU) nevezik mikroprocesszornak .
A mikroprocesszorral működő számítógépek a mikroszámítógépek.
A mikroszámítógépek megjelenése tette lehetővé a személyi számítógépek (PC-k) elterjedését. Személyi számítógépekkel sok helyen találkozhatunk: iskolában, otthon, áruházakban, irodákban... Ennek ellenére a személyi számítógépek a mikroszámítógépeknek csupán egy kis csoportját alkotják.
Mára már egy áramkörön teljes számítógépeket is készítenek. Ezek az egy tokos mikroszámítógépek. Megtalálhatók mindenhol: autóban, mosógépben, videóban...
A processzor legfontosabb egységei:
A CU (control unit,) gondoskodik az utasítások lehívásáról, értelmezéséről és végrehajtásáról.
Az ALU (arithmetic logical unit) végzi el a processzor regisztereiben elhelyezett adatokkal az utasításokban kijelölt aritmetikai (számtani) és logikai műveleteket. Képes összeadásra, kivonásra, szorzásra és osztásra, logikai műveletekre (pl. És, Vagy, Kizáró-vagy, Tagadás...).
A processzor belső tároló elemei, melyeket „munkamemóriaként” használ. Az aktuális utasításhoz éppen szükséges adatok és memóriacímek tárolódnak itt.
A memória tárolja a számítógép működéséhez szükséges programokat és adatokat. A memóriában az adatokat sorszámozott rekeszekben tárolják. Egy adott rekesz sorszámát memóriacímnek nevezzük. A memória legkisebb címezhető egysége a memóriarekesz. A memóriarekeszek száma határozza meg a memória méretét (kapacitását). A memória kapacitásának mérőszáma a byte. (KB, MB, GB) A memóriacímek továbbítása a címbuszon történik. Azt az időtartamot, amely az olvasási parancs kiadása és az információ megjelenése között eltelik, hozzáférési (elérési) időnek nevezzük és nanosecundumban (ns) mérjük.
A személyi számítógépekben 3 alapvető memória típust különböztetünk meg:
További memóriák találhatók a periféria illesztő (csatoló) kártyákon és a perifériákban.
Nagy kapacitású, de viszonylag lassú írható-olvasható memória (RAM). Tartalmazza a háttértárolókról és a beviteli perifériákról beolvasott programokat és adatokat. A processzor a operatív memóriában található programutasításokat hajtja végre, és az itt található adatokkal végzi el a kijelölt műveleteket. Pl. Szövegszerkesztésnél: A szövegszerkesztő program utasításait hatja végre a processzor. A memóriában tárolja a felhasználó által begépelt szöveget. Minden bevitt adat először a RAM-ba íródik, és ott kerül feldolgozásra. Itt helyezkednek el és ezen a területen dolgoznak az aktuálisan működő programok is.
A gyorsítótár (cache memory) kis kapacitású, de gyors írható-olvasható memória (RAM). A processzor sokkal gyorsabban képes dolgozni, mint operatív memória. A gyorsítótár ugyan kis kapacitású, de képes rövid elérési idő alatt a processzor számára biztosítani a szükséges adatokat. A gyorsítótár a processzor és az operatív memória között helyezkedik el a gyakran használt utasításokat, adatokat tartalmazza.
A gyorsítótár típusai:
A bekapcsolás után lefutó tesztprogramot és az alapvető hardverkezelő rutinokat tartalmazó, alaplapon elhelyezett csak olvasható memória (ROM). Ez tartalmazza a setup programot is, amivel módosíthatjuk a CMOS RAM tartalmát.
Az alaplapon a számítógép működéséhez elengedhetetlen áramkörök találhatóak. Egy részük fixen beforrasztva, míg mások (pl. a processzor, a memóriák) csatlakozókban helyezkednek el. Az alaplap biztosítja az áramkörök közötti kommunikációt és a rajta található csatlakozók révén modulárisan bővíthetővé teszi a számítógépet.
Alaplapon találhatók:
Processzor foglalat - Ugyanabba a foglalatba többféle processzor is elhelyezhető.
Memóriahelyek - Az itt elhelyezett memória modulok száma és kapacitása határozza meg az operatív memória kapacitását.
A sínrendszerek (buszok) vezérlő áramkörei - Belső buszok, IDE, AGP, SATA, USB...
A bővítőkártyák csatlakozói - Ezekbe helyezhetjük el a videó kártyát, hangkártyát...
ROM BIOS - A bekapcsoláskor végrehajtandó programot tartalmazza.
CMOS RAM – A hardver működéséhez szükséges információkat tartalmazza. (pl. videó kártya , háttértárolók típusa, az operációs rendszert tartalmazó háttértároló azonosítója, dátum, idő ...)
Akkumulátor - A gép kikapcsolt állapotában is működő órát és a CMOS RAM-ot látja el energiával.
Órajel generátor – Az általa előállított jel mint egy metronóm ütemezi a számítógép működését.
Az ATX szabványú számítógép-házaknál a legtöbb külső (azaz a gép házán kívülre mutató) csatlakozó egy meghatározott méretű és helyzetű úgynevezett hátlapi csatlakozó felületen található.
- 2 db PS/2 csatlakozó (Lila a billentyűzet, zöld az egér számára )
- 2-4-6 (vagy több) USB 1.1/2.0 csatlakozó
- integrált hangkártya eseté 3 vagy több 3,5 mm-es jack speaker kimenet(ek), line-in és mic bemenet
- integrált VGA esetén D-SUB, és/vagy DVI
- integrált hálózati kártya esetén általában 1 db RJ-45 UTP csatlakozó
Az adatsín (adatbusz) biztosítja az adatátvitelben résztvevő eszközök között az adatkapcsolatot. Hol az egyik, hol a másik eszköz küldi rajta az adatokat.
A címsín (címbusz) a címinformáció továbbítására szolgál. A cím alapján történik az adatátvitelben résztvevő eszköz kiválasztása, és a belső memóriarekeszek vagy regiszterek megcímzése.
A vezérlősín (vezérlőbusz) vezetékei vezérlik az egyes eszközöket, időzítik az adatátvitelt. pl. jelzik ha a processzor éppen a memóriából kíván olvasni, és azt is, hogy a memória elhelyezte már a kért adatot az adatbuszon.
Külön sínrendszer köti össze a processzort és memóriát.
Külön sínrendszer biztosítja a grafikus csatoló kártya illesztést. (pl. AGP)
Külön sínrendszer biztosítja az egyéb periféria csatoló kártyák illesztést. (pl. PCI)
A számítógép vázát a ház alkotja, amelyben speciális rögzítési lehetőségek vannak a részegységeknek.
Biztosítania kell:
Többféle típusú (méretű/felépítésű) házzal találkozhatunk.
kisebb konfigurációkhoz készülnek. Néha speciális mikro, vagy mini alaplapokat igényelnek. Előnyük a kis méret.
általános felhasználásra készülnek. Viszonylag jól bővíthetőek.
nagy teljesítményű összeállításokhoz használhatóak. Extrém mértékben bővíthetőek. Fő előnye a jó hűtés.
a "hagyományos" számítógépház. A munkahely berendezése alapján a mini (esetleg a midi) torony házak fektetett változata.
A számítógépháznak, a tápegységnek és az alaplap kialakításának össze kell illenie.
A tápegység (áramforrás), amely a számítógép alkotóelemeit látja el a szükséges árammal, pontosabban a szükséges értékű és terhelhetőségű stabil feszültségekkel.
A stabil feszültségek előállításán kívül: