Számrendszerek

A digitális számítógépek kettes számrendszerben dolgozzák fel az adatokat. Ezért minden információt egy kettes számrendszerbeli kóddá alakít át a számítógép, hogy fel tudja dolgozni és el tudja tárolni. Az információt viszont a felhasználó felé nem kettes számrendszerben jeleníti meg, hanem az általunk használt 10-esben. A gép kezelése során viszont előfordulhat, hogy bizonyos adatokat a számítógép 16-os számrendszerben jelenít meg.



Feladatok:
  1. Váltsd át a következő számokat 10-es számrendszerből 2-es számrendszerbe! 
    a.) 129
    [Megoldás]
    b.) 255 [Megoldás]
    c.) 170 [Megoldás]
  2. Váltsd át a következő számokat 2-es számrendszerből 10-es számrendszerbe:
    a.)10010010=....
    [Megoldás]
    b.)11111110=.... [Megoldás]
    c.)10011100=...  [Megoldás]
  3. Váltsd át a következő számokat 2-es számrendszerből 16-os számrendszerbe:
    a.) 10100101=...
    [Megoldás]
    b.) 111101011=... [Megoldás]
    c.) 11111111=...[Megoldás]
  4. Váltsd át a következő számokat 16-os számrendszerből 2-es számrendszerbe: 
    a.) F0=....
    [Megoldás]
    b.) 11=.... [Megoldás]
    c.) A6=....[Megoldás]
 

Logikai műveletek:
Sokszor előfordul, hogy egy eseményt, vagy egy képlet eredményét valami feltételek alapján szeretnénk meghatározni.
A számítástechnikában az állításokat 0-val és 1-gyel azonosítjuk. (1=igaz, 0=hamis állítás).
Az életben is feltételhez köthetünk dolgokat. Például egy állítást tagadhatunk (nem süt a nap). Feltételeket szabhatunk: elmosogatsz, vagy elpakolsz az asztalról, akkor elmehetsz; elmosogatsz és elpakolsz az asztalról, akkor elmehetsz.

A számítástechnikában tehát a 0 és 1 szimbolizálja az állításokat és a végeredményt. Az egyes logikai műveletek leírását ún. igazság táblában szokták ábrázolni, ami a bemeneti állítások lehetséges variációi függvényében ábrázolja a végeredményt.

 

 

Feladatok

1. .Melyik logikai művelet igazságtáblázatát látod ? Írd a művelet nevét a kipontozott vonalra ! [Megoldás]

Karakterek kódolása

Karakter a betűk, számok, egyéb jelek összefoglaló neve.
A karakterek kódolásához legelterjedtebben az ASCII kódtáblát használják.

DOS-nál a 852 kódlap használata nélkül nem lehet megjeleníteni az összes magyar karaktert!
Az ASCII-hez hasonló karakter kódoló eljárás az EBCDIC.

Feladatok:

1. Elemezd a következő mondatok állítását és indoklását, majd mondatonként karikázd be a három megfelelő kategóriát! Ha az állítás vagy az indoklás közül bármelyik hamis, akkor a kapcsolat automatikusan nem értelmezhető!
 

Állítás Indoklás Kapcsolat az állítás és indoklás között
a.)  igaz-hamis  [Megoldás]
b.) igaz-hamis
[Megoldás]
c.) igaz-hamis
[Megoldás]
d.) igaz-hamis
[Megoldás]
e.) igaz-hamis
[Megoldás]
f.) igaz-hamis
[Megoldás]
g.) igaz-hamis[Megoldás]
igaz-hamis  [Megoldás]
igaz-hamis
[Megoldás]
igaz-hamis
[Megoldás]
igaz-hamis
[Megoldás]
igaz-hamis
[Megoldás]
igaz-hamis
[Megoldás]
igaz-hamis[Megoldás]
van-nincs-nem értelmezhető  [Megoldás]
van-nincs-nem értelmezhető
[Megoldás]
van-nincs-nem értelmezhető
[Megoldás]
van-nincs-nem értelmezhető
[Megoldás]
van-nincs-nem értelmezhető
[Megoldás]
van-nincs-nem értelmezhető
[Megoldás]
van-nincs-nem értelmezhető[Megoldás]
 
a. Az ASCII kódrendszer összesen 256 jelet tartalmaz, mert a tároláshoz 1 bájtot (8 bitet) használ fel. b. Egy kilóbájt az 1000 bájt, mert a kiszámítás módja a következő : 1 kB egyenlő kettő a tizediken bájttal.
c. Egy tizenhatos számrendszerbeli számjegy leírásához maximum 4 jegyből álló kettes számrendszerbeli szám kell, mert a 4 helyi értékéből álló kettes számrendszerbeli számmal összesen 16 állapot tárolható. d. A mai modern számítógépek az adatok feldolgozására a tízes számrendszert alkalmazzák , mert az adatok rögzítésére használt elektronikus és mágneses elemeknek két lehetséges állapotuk létezik.
e. Egy kilóbájt az 1024 bájt, mert a kiszámítás módja a következő: 1 kB egyenlő kettő a tizediken bájttal f. A mai modern számítógépek az adatok tárolására, feldolgozására a kettes számrendszert alkalmazzák , 

mert az adatok rögzítésére használt elektronikus és mágneses elemeknek két lehetséges állapotuk létezik.

g. Az ASCII kódtábla önmagában nem alkalmas a magyar nyelvű szövegek helyes leírására , mert nem tartalmazza a magyar ABC összes magánhangzóját.
 
2. Egészítsd ki a következő mondatokat ! A . . . . . . . . kódrendszer összesen 256 különböző jelet tartalmaz . Ezt a kettes számrendszer segítségével . . . . . . . . . . . . biten, illetve . . . . . . . . . . bájton lehet tárolni. [Megoldás]

3. Karikázd be a HIBÁS válaszok betűjelét ! Az ASCII kódrendszer részei : [Megoldás]

    a.) számjegyek
    b.) több helyértékű számok
    c.) az angol ABC nagy betűi
    d.) szavak
    e.) az angol ABC kis betűi

    f.) a magyar ABC összes betűje
    g.) írásjelek h. műveleti jelek
    i.) grafikus jelek
    j.) görög betűk
    k.) mondatok

    l.) vezérlő karakterek

4. Egészítsd ki a következő mondatokat! Az ASCII kódtáblázat . . . . karaktert tartalmaz. A karakterek leírásához . . . . bitet, azaz összesen . . . . bájtot használnak fel. [Megoldás]

5. Húzd alá az alábbi mondatokban található HAMIS állításokat! 

a.) Az információ feldolgozás alapegysége a bájt, amely 4 bitet tartalmaz. [Megoldás]
b.) Egy bit két állapot tárolására alkalmas. [Megoldás]
c.) A 4 bit segítségével 16 különböző állapotot tárolható. [Megoldás]
d.) Az ASCII kódtáblázat 256 különböző karaktert (jelet, kódot) tartalmaz. [Megoldás]
e.) A 256 ASCII kód tárolására 2 bájtra van szükség. [Megoldás]
f.) Egy kilobájt az ezer (1000) bájt . [Megoldás] 
g.) A kilobájt és a bájt közötti átváltás a kettő hatványaival írható le. [Megoldás]

6. Húzd alá az alábbi mondatokban található HAMIS állításokat! 
Az ASCII kódrendszer összesen 128 jelet tartalmaz, amelyet egy bájt segítségével tárol a számítógép.
[Megoldás]
Az ASCII táblázat tartalmazza az angol és a magyar ABC összes kis- és nagybetűjét, írásjeleket, szavakat, matematikai műveleti és relációs jeleket, folyamatábra szimbólumokat, számjegyeket, programozási parancsokat. [Megoldás]

7. Fejezd ki kettő hatványaival az alább felsorolt mennyiségeket!

    a.) 1 Kilobájt = . . . . . . . . . . . . . bájt [Megoldás]
    b.) 1 Megabájt = . . . . . . . . . . . . bájt [Megoldás]
    c.) 1 Gigabájt = . . . . . . . . . . . . . bájt [Megoldás]
8. Egészítsd ki a következő feladatot! Az információ feldolgozás jelenleg használt önálló egysége a . . . , amely 8 . . . áll. [Megoldás]

9. Miért tartalmaz 256 karaktert az ASCII kódtábla? [Megoldás]

10. Határozd meg, hogy egy 360 kbyte-os háttértárolón hány karaktert helyezhetünk el, ha a teljes kapacitást felhasználjuk.[Megoldás]

11. Egy karakter tárolásához mennyi memóriaterület szükséges ? [Megoldás]

a.) 10 bájt
b.) 1 Kbájt
c.) 1 bájt
d.) 2 bájt

12. A számítástechnikában mi a közös neve a betűknek , számoknak és jeleknek ? ...........................[Megoldás]

  

Nem volt ez mindig így! Visszatekintés a számítástechnika fejlődésére

A “történelem” előtti idők
A számítástechnika története a számítási feladatok megoldására vezethető vissza. Az első számoló gépről, az abakuszról már biztosan hallottál. Ehhez hasonló szerkezeteket még napjainkban is használnak, mint pl. a szorobant a matematika oktatásban.

Kiemelkedő számolási segédeszköz volt a XVII században William Oughtred által megalkotott logarléc. Ezt a számolóeszközt váltotta fel a napjainkban is használt elektronikus számológép.

Az első digitális számítógépet Wilhelm Schickard készítette. Ez már valóban számológép volt, mert automatikusan tudta elvégezni a matematikai alapműveleteket.

Az első programvezérelt szerkezet és a program vezérlés elve Joseph Marye Jacquard nevéhez fűződik egy lyukkártya vezérlésű szövőgép kapcsán. ...és ekkor beindultak a nagy elmék! Herman Hollerith statisztikai táblázatokat dolgozott fel gépével, és az elektronika fejlődésével Zuse és Aiken professzor megalkotta az első elekto-mechanikus számítógépet. Az első elektronikus számítógép 1946-ban készült el, és ENIAC névre hallgatott, amelynek munkálataihoz Neumann János is csatlakozott.

Neumann fogalmazta meg a belső programvezérlés elvét, mely szerint a programokat és az adatokat a számítógép memóriájába kell elhelyezni, mert innen gyorsabban hajtható végre, és a véletlenszerű címezhető hozzáférés miatt könnyebb a bonyolult programok végrehajtása és az adatok feldolgozása. Neumann ezen kívül szorgalmazta a kettes számrendszer alkalmazását.

 

Számítógép generációk

  1. generációs gépek (1945..1960)

  2. Elektron csöves, gigantikus méretű és energiát felemésztő számítógépek voltak. Az üzemeltetői a terem nagyságú számítógépben járkálva javították az elég sűrűn bekövetkezett hibákat. Ilyen volt pl. a Colossus (titkos katonai kódfejtő gép), az ENIAC, EDVAC

    A programozása gépi kódban (a processzor bináris kódjaival), később ASSEMBLY nyelven történt.
  3. generációs gépek
  4. A második generációs gépek mérete (<1m3), felvett teljesítménye a félvezetők (dióda, tranzisztor) feltalálásával és az elektromágneses tárak (ferrit gyűrűs memória, mágnesszalag, mágnes lemez) alkalmazásával jelentősen lecsökkent. A számítási teljesítménye és a megbízhatósága nagyságrendekkel megnövekedett. Itt alkalmazták először az úgynevezett megszakítási rendszereket, amellyel előre nem látható eseményeket tudtak lekezelni.
    Programozásához kifejlesztették az emberi kommunikációhoz közelebb álló magas szintű programnyelveket (pl. COBOL). A számítógép kezeléséhez megjelentek az első operációs rendszerek.
  5. generációs számítógépek

  6. A harmadik generációs számítógépek az integrált áramkörök (IC-k) jegyében születtek. Az integrált áramkörökbe félvezetős elektronikai egységeket miniatürizáltak. Itt alkalmazták először a párhuzamos adatfeldolgozás elvét, és itt jelent meg először kijelzőként a monitor. Ebbe a generációba tartozott a ZX spectrum és a Commodor játék gép család.

    Tovább fejlődtek a magas szintű programnyelvek (pl. ALGOL) és a Kemény János által fejlesztett BASIC (Beginners All-purpose Simbolic Instruction Code).
  7. generációs számítógépek

  8. Korunk számítógépeiről van szó. A technika fejlődésével nagy integráltságú IC-ket sikerült előállítani. Egy IC-ben akár több millió tranzisztort is képesek integrálni, így egy funkcionális egység belefér egy IC-be.

    Napjainkban terjedt el igazán a számítógép alkalmazása az élet minden területén. Ez nagy mértékben köszönhető a grafikus operációsrendszerek és a felhasználó barát szoftverek megjelenésének.
  9. generációs számítógép
  10. Japán ban 1981-ben jelentették be az ötödik generációs számítógépek fejlesztési programját. Ezeket a számítógépeket a mesterséges intelligenciájuk különbözteti meg az előző generációtól. A mesterséges intelligenciához szorosan kötődik a számítógépes alak és hang felismerés és a taníthatóság. Ezeket a feladatokat nagy sebességgel valószínűleg csak neurális hálók használatával lehet megoldani. Az ötödik generációs számítógép még várat magára.