Az informatika elméleti alapjai

Tartalom

Bevezetés
I. ALAPISMERETEK...........1
Információ, adat, jel .............1
Információ.....................1
Adat .........................1
Jel..........................1
Kommunikáció .................1
A kommunikáció fogalma..........1
A kommunikáció modellje .........1
Információs (kommunikációs) rendszerek.....................2
Adatmennyiség.................2
A számítógép működésének
feltételei....................... 3
Hardver.......................3
Szoftver.......................3
II. A SZÁMÍTÓGÉP
MŰKÖDÉSÉNEK ALAPJAI .... 5
Analóg és digitális jelek ..........5
Analóg jelek....................5
Kétállapotú rendszerek ...........5
Analóg-digitális jelátalakítás.......5
Digitális-analóg jelátalakítás.......6
Számrendszerek ................6
Tízes számrendszer..............6
Kettes számrendszer .............7
Tizenhatos számrendszer..........7
Egyéb számrendszerek............7
Átváltás tízes számrendszerbe......8
Példa - kettesből tízesbe...........8
Példa - tizenhatosból tízesbe.......8
Átváltás tízesből kettes számrendszerbe.................8
Egész számok átváltása............8
Példa..........................8
Tizedes tört átváltása..............8
Példa..........................9
Átváltás a kettes és a tizenhatos
számrendszer között ...............9
Bináris adatábrázolás ............9
Fixpontos számok...............10
Nem negatív számok ............10
Előjeles számok.................10
Példa.........................11
Lebegőpontos számok............11
Szövegek.....................12
ASCII kód......................12
Unicode .......................12
Karaktersorozatok...............13
Képek........................13
Színek kódolása.................13
Képek kódolása.................13
Hangok......................13
Matematikai logika.............14
Állítás (kijelentés) ..............14
Logikai művelet (függvény),
kapuáramkör..................14
„Nem" művelet................14
„És" művelet..................15
„Vagy" művelet................15
Néhány további művelet .........16
Összetett műveletek.............17
Műveleti sorrend................17
Azonosság értelmezése és bizonyítása...................17
Fontosabb azonosságok ..........18
Összeadó áramkörök ............18
A számolómű..................19
A számítógép fő részei..........20
A Neumann gép elvi felépítések .... 20
Központi egység ................20
Perifériák.....................20
A memória és a perifériák kezelése .. 21
Az operatív memória rekeszei.....21
A perifériák vezérlése............21
A központi vezérlőegység
(Processzor)...................22
A Neumann-elv.................22
A központi vezérlőegység felépítése 22
Regiszterek ....................22
Utasításdekódoló................23
Vezérlőegység...................23
A központi vezérlőegység működése......................23
Ütemezés ......................24
Informatikai füzetek
A csővezeték-elv (pipeline)........25
Utasításkészlet..................25
A processzorok fejlesztési irányai .. 25
Többprocesszoros rendszerek .....26
Sínek........................26
Közvetlen memória-hozzáférés.....27
Megszakítás...................27
Az adatátvitel fajtái.............27
Irány szerint....................27
Az egy ütemben átvitt bitek száma szerint.........................28
Párhuzamos adatátvitel...........28
Soros adatátvitel ................28
Ütemezés szerint................28
Szinkron adatátvitel..............28
Aszinkron átvitel................28
III. AZ INFORMATIKA FEJLŐDÉSTÖRTÉNETE.....29
A számolás fejlődése............29
Számítógép-generációk .........29
Nulladik generáció..............29
Számolást segítő eszközök........29
Mechanikus szerkezetek..........30
Első generáció.................31
Második generáció..............33
Harmadik generáció.............33
Negyedik generáció.............33
Ötödik generáció...............33
IV. HARDVER...............35
Tárolóeszközök................35
Jellemző mennyiségek ...........35
Csoportosítás .................35
Feladat szerint..................35
Tárolási elv szerint...............36
Adathozzáférés szerint...........36
Memóriák ....................36
RAM .......................... 36
DRAM .......................37
Memóriamodulok.................37
Bővítés..........................38
ROM..........................38
A ROM-ok fajtái................38
PROM ..........................38
EPROM........................38
EEPROM........................39
Flash memóriák ..................39
Pendrive (USB flash drive)........39
Hajlékonylemezes egység (FDD - Floppy Disk Drive).........40
Méret és kapacitás.................40
Szerkezet működés, sérülések ......40
Formázás........................41
Mélyformázás......................41
Magas formázás ....................41
Merevlemezes egység
(HDD - Hard Disk Drive, winchester).....................42
Kapacitás......................42
Szerkezet; működés, fizikai sérülések . 43
Particionálás ...................43
Rejtett cilinderek................44
Merevlemezhibák................44
ZIP meghajtó...................45
Szalagos egységek...............45
CD eszközök ...................46
A CD-k adattárolási módjai........46
A CD lemezek típusai írhatóság
szempontjából ..................46
A CD-k mérete és kapacitása.......47
A CD eszközök sebessége..........47
A CD meghajtók elhelyezkedése.....47
A CD lemez felépítése, élettartama, kezelése .......................48
DVD eszközök..................48
A DVD lemezek kapacitása ........48
DVD adattárolási módok..........49
DVD lemezek és meghajtók ........49
Gyorsítótár (cache) ..............50
A gyorsítótár működésének alapelvei . 50
Felhasználás....................51
Virtuális memória ...............51
Ecdl segítség, feladatok...........51
Alaplapok.....................52
Az alaplapon található főbb
egységek.......................52
Lapkakészlet (chipset)............53
BIOS ..........................53
BIOS-SETUP, CMOS-RAM, akkumulátor....................54
Jelszó beállítása .................55
A rendszerindító meghajtók sorrendjének beállítása......................55
Sínek (buszok)..................56
AT sín........................56
VLB (VESA) sín ................57
PCI sín .......................57
AGP sín.......................57
PCMCIA sín...................57
Csatlakozó felületek .............58
Vezetékes csatlakozók.............58
Soros kapu (COM) ...............58
Párhuzamos kapu (LPT) ...........58
USB kapu........................59
PS/2 kapu........................59
Firewire (IEEE 1394, i.Link).........59
Vezeték nélküli csatlakozók.........60
Infraport (IrDA) ..................60
Rádiós kapuk ....................60
W-LAN.............................60
Bluetooth............................60
Merevlemez-vezérlők............61
IDE vezérlő....................61
EIDE vezérlő...................61
SCSI vezérlő...................61
Adathozzáférési módok............62
Készenléti üzemmódok, hibernálás . 62
Készenléti állapot................62
Hibernálás.....................63
Processzorok ..................63
Kivitelezés .....................63
Gyártók........................63
Hűtés..........................63
Gyorsítótárak...................64
Utasításkészlet..................64
Órajel .........................64
Ecdl segítség..................65
Beviteli egységek...............65
Billentyűzet (keyboard, klaviatúra, tasztatúra)............65
Egér...........................66
A mechanikus egér működése.......67
Optikai egér....................67
Egyéb mutatóeszközök...........67
Az elektronikus képalkotás........68
Lapolvasó (szkenner, scanner) ......68
Lapszkenner....................68
Fóliaszkenner...................69
Digitális fényképezőgép...........69
Felbontás........................69
Gyújtótávolság, zoom .............69
Zoom...........................70
Vörösszemhatás..................70
Fehéregyensúly...................70
Kiviteli egységek ...............70
Képmegjelenítés ................70
Képernyő......................70
Katódsugaras monitor (CRT).......71
A működés elve ..................71
A színes megjelenítés .............71
Képfrissítés ......................71
Sugárzás ........................71
Sorfolytonosság ..................71
A monitor méretei ................72
Digitális monitor..................72
Folyadékkristályos kijelzők (LCD) ...72
Működés........................73
Plazmakijelzők..................74
Működés........................74
Kivetítők (projektorok)............75
Működés........................75
Izzólámpa.......................75
Beállítások.......................75
Vetítési felület....................76
Jelforrás.........................76
Képminőség .....................76
Videokártya (monitorvezérlő) kártya . 76
Megjelenítési módok..............77
A videokártya csatlakozói..........77
Videokártya több kimenettel........78
TV-vevő (TV tuner)..............78
Adatmegjelenítés papíron.........78
Nyomtatók.....................79
A nyomtatók felépítése ............79
ON-LINE és OFF-LINE mód .......79
Színes nyomtatás .................79
A nyomtatók típusai...............79
A nyomtatási sor..................83
Hang be- és kivitel..............83
Hangkártyák ...................83
A hangkártya csatlakozói..........84
Mikrofonok ....................84
Hangfalak, fejhallgatók...........84
Gépház és tápegység ............84
Tápegység .....................84
Az asztali gépek házai............85
Csoportosítás méret szerint ........85
Hangszóró.....................85
Gombok a házon.................85
A gép állapotát jelző diódák........85
ATX ház ......................85
Szünetmentes tápegység (UPS) .... 86
PC konfigurációk...............86
A konfiguráció főbb részei,
és kapcsolatai a perifériákkal ......86
Moduláris felépítés .............87
Elavulás......................87
Összeállított konfigurációk........88
A számítógép sebessége ..........88
A számítógép-kiépítések
és alkalmazhatóságuk............89
XT............................89
AT ............................ 89
386-os gépek......................
486-os gépek....................89
Pentium és Pentium Pro..........90
Pentium II......................90
Pentium III.....................90
Pentium 4......................90
A számítógépek csoportosítása teljesítmény szerint.............90
Professzionális számítógépek (nagyszámítógépek, mainframe) .... 90
Személyi számítógépek (Personal Computer - PC)........91
Asztali gépek...................91
Hordozható gépek...............91
Táska méretű gépek..............91
Jegyzetfüzet méretű gépek .........91
V. SZÁMÍTÓGÉPES HÁLÓZATOK . 93
A hálózat fogalma..............93
A hálózat alkalmazásának céljai .. 93
A hálózatok csoportosítása.......93
Az adatátvitel típusai szerint......93
Két állomás közötti kapcsolat szerint 94
Csomagkapcsolt (packet switching) 94
Üzenetkapcsolásos (message switching) .............94
Vonalkapcsolt (switched line) .....94
Hálózati kialakítások szerint ......94
Busz topológia..................94
Csillag topológia ................94
Gyűrű topológia ................94
Háló topológia..................95
Vegyes kialakítások..............95
Hálózati felépítés (architektúra) alapján.......................95
Kiszolgáló központú.............95
Gazda-terminál (host-terminal) felépítés.......................95
Ügyfél-kiszolgáló (client-server) felépítés.......................95
Különleges kiszolgálói szolgáltatások . 96
Beléptető és hitelesítő kiszolgáló..........96
Fájl- és nyomtatókiszolgáló ........96
Alkalmazáskiszolgáló .............96
Egyenrangú (Peer to Peer) felépítés . 96
Kiterjedés szerint...............96
Néhány hálózati fogalom ...... 97
Adatátviteli sebesség, sávszélesség .. 97
Jogosultságok..................97
Titkosítás.....................98
Hálózatmodellek ..............98
Réteges felépítés................98
OSI modell ...................98
A réteges felépítés előnye.........99
Protokollok....................99
A TCP/IP protokollcsalád.........99
A TCP/IP néhány fontosabb alprotokollja...................100
Portok (kapuk).................100
A szállítási réteg protokolljai .....101
TCP.........................102
UDP........................101
A hálózati réteg protokolljai (IP) .. 101
A hálózati csatoló réteg fontosabb protokolljai....................102
Ethernet protokoll..............102
PPP protokoll .................102
IP címzés......................102
Alhálózati maszk...............102
IP csomag továbbítása a részhálózatban................103
Dinamikus és statikus IP címek ... 103
Vizsgálóhurok .................104
Privát és nyilvános IP címek......104
IPv6..........................104
Az internetkapcsolat megosztása .. 104
Címfordítás...................105
Adatcsomag „kifelé" .............105
Adatcsomag „befelé" .............105
Megbízott (proxy) kiszolgálók
alkalmazása ...................106
A megbízott gyorsítótára.........106
Az internethozzáférés szűrése......107
Biztonsági megfontolások.........107
Névszolgáltatás...............107
Hálózati nevek.................107
Fontosabb hálózati névtípusok----107
Állomásnév (Hőst Name).........207
NetBIOS név..................107
Tartománynév-rendszer (DNS6) .. 108
A nevek szerkezete..............108
A nevek rendszere ..............109
Tartománynév-kiszolgálók........109
Hálózati eszközök.............110
Csoportosítás.................110
Gépek összekapcsolása (átviteli közeg) 110
Vezetékes összekapcsolások......110
Koaxális kábel .................110
Csavart érpár (UTP, STP)........110
Üvegszálas kábel ...............110
Vezeték nélküli adattovábbítás ... 111
Aktív hálózati eszközök .........111
Modem.......................111
Hálózati kártya.................111
A hálózat kiterjesztésére szolgáló
eszközök......................112
Jelismétlő (repeater), elosztó (hub), . 112
Híd (bridge)...................112
Kapcsoló (switch)...............112
Útválasztó (router) .............112
Átjáró (gateway) ...............112
Az Internet...................113
Az internetszolgáltató..........113
Kapcsolódási lehetőségek ........113
PSTN.......................113
ISDN........................113
DSL, ADSL....................113
Egyéb lehetőségek..............114
Kábeltévé.....................114
Bérelt vonal...................114
Vezeték nélküli kapcsolatok........114
ECDL segítség, feladatok .......114
Néhány internetes szolgáltatás .. 114
Csoportmunka................114
Elektronikus levelezés (e-mail) .... 115
Postafiók, e-mail cím ............115
Postaláda.....................116
Az SMTP szolgáltatás...........116
A POP3 szolgáltatás............117
Az elektronikus levél néhány része . .117
Levéltípusok...................118
A címtárszolgáltatás (címjegyzék) .. 119
Levelezőlisták, levelezőfórumok ... 119
Nem levelező fórumok..........120
Fájlátvitel (FTP) ..............120
Hírcsoportok .................121
IRC, csevegés.................121
Telnet.......................121
SSH (Secure Shell) ............121
Telefonálás...................121
WWW......................122
VI. SZOFTVER .............123
Általános jellemzés............123
Frissítés, változatok............123
Csoportosítás.................123
Feladat alapján: ................123
Operációs rendszerek..........123
Feladatai ....................124
Az operációs rendszer betöltése ... 125
Jellemzés ....................125
Többfeladatos rendszerek........125
Többfelhasználós rendszerek ......125
16, 32, 64 bites rendszerek........126
Kiszolgálói rendszerprogramok ... 126
Felhasználói felületek...........126
Grafikus felület (GUI)...........126
Karakteres felület...............126
A legelterjedtebb operációsrendszerek...................127
UNIX.........................127
Linux.........................127
Microsoft Windows.............128
Egyéb operációs rendszerek......129
Programok...................129
Néhány rendszersegédprogram .... 130
Diagnosztikai programok........130
Rendszerhelyreállító programok .. 130
Lemezparticionáló és átparticionáló
programok....................130
Fájl- és könyvtárkezelés .........130
Alkalmazói vagy felhasználói
programok...................131
Szövegkezelés .................131
Jegyzetprogramok, TXT formátum .. 131
Szövegszerkesztők, formázott
szövegek......................131
Kiadványszerkesztők ............131
Szövegmegjelenítők.............132
Bemutatókészítők...............132
Adatkezelés ..................132
Táblázatkezelők................132
Adatbázis-kezelők..............133
Összehasonítás a táblázatkezelőkkel . 133
Programfejlesztő eszközök és programnyelvek.............233
Grafikai programok............234
Pixel- vagy rasztergrafikus
programok....................135
Vektorgrafikus programok.......135
Vektorgrafikus képszerkesztő programok....................235
Számítógéppel segített tervezés
és gyártás (CAD/CAM)..........235
Térképészeti információs rendszerek - térinformatikai rendszerek.......236
Számítógépes szimulációk ........236
Filmek és filmes effektusok készítése ........ 237
Kép- és hangkezelő programok........237
Képnézők.....................137
Számítógépes mozgóképkezelő programok....................137
Videólejátszó programok..........237
Videófelvételek kezelése, szerkesztése. 237
Hangok számítógépes kezelése .. 138
CD és DVD....................138
Internetes programok...........138
Böngészők ....................138
Levelezőprogramok.............139
A programokban beállítandó és beállítható adatok.............140
On-line kommunikáció..........141
Csevegés (chat) ................141
Telefon.......................242
Fájlkezelés az Interneten ........141
Fájlok le- és feltöltése............242
Fájlcserélők ...................242
Egyéb internetes programok.....141
Különleges programok..........142
Vonalkódkezelő programok......142
Kártyaolvasó programok ........142
Ujjlenyomat-olvasó programok ... 142
Biztonsági programok ..........142
VII. AZ IT TECHNOLÓGIA A GYAKORLATBAN......143
Az információs társadalom......143
Az információs technológia néhány
gyakorlati alkalmazása.........143
Egyszerű alkalmazások .........243
Összetett alkalmazások .........244
Általánosan használható integrált programcsomagok ..............244
Néhány integrált informatikai és kommunikációs rendszer .......244
Egészségügyi rendszerek..........144
Irodai rendszerek...............245
Hírközlési, kommunikációs rendszerek 145
Közlekedési, utazási rendszerek ... .146
Oktatási rendszerek.............146
Pénzügyi informatikai rendszerek .. 147
Statisztikai rendszerek (pl. KSH) ...147
Távmunka ....................148
Vállalatirányítási rendszerek......149
E-kereskedelem, online kereskedelem, e-business .........149
VIII. EGÉSZSÉG, BALESETMEGELŐZÉS ÉS KÖRNYEZET ........151
Az ergonómia ................151
A megfelelő számítógépes
munkahelyi környezet.........151
Test-és kéztartás..............151
A munkaasztalok és székek.....152
Monitorok ...................152
A programokkal kapcsolatos ergonómiai elvárások..........153
A számítógépes munkavégzés jellemző egészségkárosító hatásai 153
Munkavédelem és baleset-megelőzés...........153
Környezetvédelem ............154
IX. AZ INFORMATIKAI BIZTONSÁG............155
Törvényi szabályozás ..........155
Az adatvédelmi törvény néhány előírása ...................155
Az informatikai biztonság néhány témaköre .............157
Információ és adatvédelem ....... 157
Az informatikai rendszer megbízható működése ..........157
A minimális adatvédelmi biztonság követelményei................157
Gyakorlati megvalósítások.......157
Azonosítás, hozzáférés, jogosultságok..................157
Hitelesség ....................158
Az alap biztonsági kategória követelményei.................158
Védekezés adatvesztés ellen .......159
Szabálytalan leállás elleni védelem ...... 159
Biztonsági mentés (archiválás)......159
Folyamatos mentés - hibatűrő lemezkezelés..................160
RAID.........................160
Raid 0 - lemezcsíkozás...........160
RAID 1 - lemeztükrözés .........160
RAID 5......................160
Adattükrözés ..................160
Időközönkénti mentések (biztonsági másolat, biztonsági mentés, backup) 161
Kódolás, titkosítás.............161
A szerzői jog..................162
A szerzői jog törvényi szabályozása 162
A szerzői jogi törvény néhány előírása.......................162
Gyakorlati alkalmazás...........163
A számítógépprogramok osztályozása jogi szempontból ...............163
Szerzői jogok az informatikai gyakorlatban ..................163
Szándékos kártétel - vírusok és egyéb programok...........165
Vírusok.....................165
A legáltalánosabb károk.........165
Fontosabb vírustípusok..........165
Hordozók.....................165
A vírus aktiválódása ............165
Terjedés.......................166
Védekezés.....................166
Vírusvédelmi szoftver...........167
Program és levélférgek..........168
Kém- és reklám terjesztő programok 168
Trójai és hátsó ajtó programok .... 169
Tűzfalak ......................170
A tűzfalak eszközei..............170
Csomagszűrés...................170
A programok internethozzáférésének szabályozása....................170
A tűzfalprogramok problémái......171
IX. MELLÉKLETEK..........172
Hol találhatók meg az egyes
ECDL feladatokra a válaszok? ... 172
Programok adatai .............175
Jelölések; rövidítések............175

Témakörök