Következő: A memória
| Tartalomjegyzék
| Előző: Hetedik fejezet: A digitális információ ellenőrzése
Ebben a fejezetben számítógépekről lesz szó. Célszerűségi okokból
azonban nem általánosságban beszélünk róluk, hanem nagyon tudatosan
kiválasztottunk egy ún. professzionális személyi számítógépet, az
IBM-PC-t. (International Business Machines, - Personal Computer)
Választásunkat elsősorban az igazolhatja, hogy napjainkban ez a
gép a legelterjedtebb - igaz nem feltétlenül önálló alkalmazásokban,
hanem hálózatok termináljaként. Hazai viszonyaink között ez a gép
amolyan "mädchen für alles", vagyis mindenre felhasználható kis cseléd.
Ugyanakkor azt is el kell mondanunk, hogy vannak sokkal ügyesebben
tervezett gépek, amelyek pedagógiai értéke is jelentősebb.
Célunk ezen gép (egyedin túlmutató, minden gépre jellemző közös)
funkcióinak számbavétele, megértése. Mindezt azonban nem abból a
kiinduló pontból, hogy a számítógép univerzális "digit-rágcsáló",
melynek egyik legfőbb feladata - kissé karikírozva - a legnagyobb
létező prímszám keresése. A háttérben egy egészen másik motívum
dominál: a számítógép arra a célra (is) szolgál, hogy vele méréseket
vezéreljünk, a mérési eredményeket kiértékeljük. A
modellvasút-vezérléstől a neurofiziológiai méréseken át az on-line
Fourier-transzformációig terjedő sávot tekintjük meghatározónak.
Másképp fogalmazva, a természettudományos-műszaki munkában szokásos
méréstechnikai komputer alkalmazások serkentése a célunk.
Az eredeti PC-t, minden PC-k ősét 1980-ban tervezték. Ha a
komputerek történetét elemezzük, akkor azt mondhatjuk, hogy egy
komputer-év hozzávetőleg 10 emberévnek felel meg. Az IBM-PC tehát
manapság túlkoros matuzsálemhez hasonlítható, amelyet csak a rendszeres
fiatalítás, "szervátültetés" tart karban. Ennek a folyamatnak a
legfontosabb mozgatói, nem feltétlenül fontossági sorrendben:
-- a memória chipek (RAM és ROM) kapacitásának növekedése folyamatos
árcsökkenésük mellett (!!);
-- a tömegtárolásra alkalmas ún. hard-diszkek tárolási kapacitásának
és sebességének növekedése, miközben áruk folyamatosan csökkent;
-- az egy chip-be integrálható áramköri elemek számának és működési
sebességének drasztikus növekedése, a megbizhatóság fokozódása a
gyártási költségek csökkenésével párhuzamosan;
-- elképzelhetetlenül nagy mennyiségű, jól használható program
létrejötte, amelyek törvényes, vagy illegális úton közkinccsé
váltak.
A manapság elérhető IBM-PC-ék alig hasonlítanak őseikre, annyival
"többet tudnak" az újak - viszont a legújabb gépen is futnak a
legelső programok is. (Ezt ravasz szakmai zsargonban úgy mondják, hogy
"felülről kompatibilis".) Fordítva persze már nem ez a helyzet, de ez
a konzervatív szemlélet és gyakorlat jelentősen megnöveli a géptípus
élethosszát. Ugyanakkor magával hoz egy csomó felesleges koloncot,
amelyet az újabb lehetőségek mellett is folyton figyelembe kell venni.
Az IBM-PC arculatának változásairól némi tájékoztatást kapunk a
8.1.1. táblázatból. Bár e táblázatban nem is tüntettük fel a
továbbfejlesztett változat, a PS-2 adatait, jellemzőit, azonban így
is érezhető, hogy az eredeti gép számos "átlényegülésen" ment
keresztül.
| |
PC |
XT |
AT |
AT-486 |
| |
81.aug. |
83.márc. |
84.aug. |
89.aug. |
| Processzor |
5 MHz 8088 |
5 MHz 8086 |
6 MHz 80286 |
33 MHz 80486 |
| Mat. koprocesszor |
ritkán |
esetleg |
esetleg |
beépítve |
| RAM alaplapon |
64 k |
256 k |
512 k |
1 M + 4 M |
| Kártya helyek |
5 |
8 |
8 |
8 |
| Floppy |
180 k |
360 k |
1.2 M |
1.2/1.44 M |
| Hard disk |
-- |
20 M |
40 M |
200 M |
| Video adapter |
MDA, CGA |
MDA, CGA, EGA |
MDA, CGA, EGA, VGA |
VGA, SVGA |
| DOS verzió |
1.0 |
2.0 |
3.1 |
5.0 |
8.1.1. ábra
A 8.1.2. ábrán a manapság szokásos (ún. Neumann elvű) digitális
számítógép egy végtelenül leegyszerűsített változatát látjuk. A
processzor elsőszámú feladata az, hogy végrehajtsa azokat az
utasításokat, amelyeket a memóriából elővesz, és az eredményeket - ha
az utasítás ezt rendeli - ismét a memóriába helyezze el.
8.1.2. ábra
A processzor
az "okos"; - az ész teljes egésze, vagy legalább a zöme az ő birtoka.
A processzor tartja a kapcsolatot az I/O egységekkel is.
(Input/Output - bemenet/kimenet). Ezek közül a triviálisak a
billentyűzet, valamint a képernyő, másként a monitor. Mi ide soroljuk
azokat az egységeket is, amelyek a külvilággal tartják a kapcsolatot,
például egy AD konvertert, digitális léptető motort, amelyik a
mérőfejet viszi tovább egy újabbb mérési pontba, stb. A processzor
szorgalmasan rágcsálja a programot (digit crunching machine) és ebből
csak a külvilág, a rendszerhez tartozó perifériális berendezések
zökkentik ki azzal, hogy kiszolgálásukhoz megszakítást (interrupt)
- vagyis processzor időt/törődést - kérnek.
A továbbiakban az IBM-PC funkcionális blokkvázlatát szeretnénk
előállítani, mely a működés alapvonásait hivatott összefoglalni,
interpretálni. Az eredményül kapott, a felrajzolt vázlat szerinti gép
bizonyos értelemben fiktív, nem létező, más kontextusban azonban nagyon
fontos.
A későbbiekben itt megjelenő vázlat tehát egyetlen konrét gépre
sem igaz, mégis mindegyik IBM-PC-ről lényegeset mond el. Ezért fontos
tehát, hogy megismerjük, mert csak a működés részleteinek tudásával
lehet a gépet önállóan, a mérési feladathoz simulóan felhasználni.
(A gép ismeretében jártasabbaknak elmondjuk, hogy a választott
modell IBM-PC-AT, a processzora 80286. A processzor ún. real
üzemmódban működik.)
Az IBM-PC különböző típusú processzorokat tartalmazhat, amelyek
pl. lényeges eltérő sebességgel üzemelnek, változhat az egyidejűleg
mozgatható adatok mennyisége, stb. Változatosak lehetnek a monitorok;
sokfajta részegység vállalhat magára valamelyes önálló intelligenciával
megoldható feladatot. Az IBM-PC jelenlegi megjelenési formái igen
"tarkák", némi erőfeszítés kell ahhoz, hogy ezeket egyetlen
gép-koncepció Prokrustes-ágyába gyömöszöljük.
Következő: A memória
| Tartalomjegyzék
| Előző: Hetedik fejezet: A digitális információ ellenőrzése
1999-09-23