Főoldal
1. Milyen szempontokat kell figyelembe venni a PC kiválasztásánál?
- Alkalmazási terület – a feladat és a szoftverek hardverigénye:
- irodai adminisztráció, szövegszerkesztés – nem igényel csúcskategóriás gépet
- kiadványszerkesztés, képfeldolgozás
- programfejlesztés – komoly számítási teljesítmény, nagy tárterület szükséges
- CAD/CAM – nagyon nagy teljesítményt igényel
- multimédia – speciális gép és hardver ajánlott
- hálózati munkaállomás vagy kiszolgáló
- Szabványos, egymással összhangban lévő részegységek
- Fejlődési tendenciák, továbbfejleszthetőség
- Garancia, szervizhálózat, támogatás (→ gyártók honlapja)
- Minőség és költségek viszonya → értékelési szempontok:
- műszaki: teljesítmény, meghibásodás, szabványok, cserelehetőség, bővíthetőség
- gazdasági: beszerzési költség, üzemeltetési-karbantartási költségek, járulékos költs. (pl. kiképzés)
- egyéb: gyártók elismertsége (→ márkás, noname), referenciák
2. Melyek a PC fizikai felépítésének fontosabb alkotórészei?
- Alaplap
- sínrendszer (buszrendszer)
- interfészek (illesztők, vezérlők)
- Processzor (CPU)
- Központi tár (RAM, operatív memória)
- Háttértárak
- merevlemez
- hajlékonylemez
- CD-meghajtó, stb.
- Tápegység
- Perifériák (be- és kimeneti egységek)
- billentyűzet
- egér
- monitor
- nyomtató, stb.
3. Vázolja fel a PC elvi felépítését!
4. Melyek a processzor és a központi tár feladatai?
Processzor feladata: a központi tárba betöltött program utasításainak egymás utáni végrehajtása:
- belső műveletek (aritmetikai, logikai utasítások, regiszterek közötti mozgatás stb.)
- memória-műveletek (memória regiszter adatátvitel)
- be-/kimeneti műveletek (interfész regiszter adatátvitel)
- vezérlőutasítások (ugrás, szubrutin hívás stb.)
Központi tár (memória) feladata:
Az aktuálisan végrehajtott program és a hozzá kapcsolódó adatok tárolása (munkatár). Az operatív tár közvetlen hozzáférésű (az adatok elérése felvitelük sorrendjétől független, a rekeszek hozzáférési ideje kb. azonos); és írható-olvasható (tartalma módosítható).
5. Hogy éri el a processzor a központi tárat?
Az operatív memóriában a legkisebb tárolóterület-egység a rekesz. Minden rekesz címmel rendelkezik, amely alapján a processzor ki tudja választani – a címzéshez rendelkezésre álló bitek megoszlanak a rekeszek és a chipeket tartalmazó memóriamodulok között (a cím első részét a memóriamodulok és a chipek, második részét a rekeszek címzésére használjuk). A központi tár rekeszeinek elérése memória-regiszter adatátviteli utasítással, a memóriarekesz címének hivatkozásával történik.
6. Melyek az interfészek és a sínrendszer feladatai?
Interfészek feladata:
- az adatátvitel módjában igen különböző perifériák, I/O eszközök sínrendszerrel történő összekapcsolása, az egységek közötti információcsere biztosítása
- vezérlő-illesztő rendszer – kábelek, csatlakozók, meghajtó- és vevőáramkörök, jelvezeték-előírások, vezérlési egyezmények (fizikai- logikai jellemzők)
Sínrendszer (buszrendszer) feladata:
- egy több tucat vezetékből álló vezetékrendszer, amely a gép egységeit (processzor, memória, perifériainterfészek) köti össze szabályozott, egységes módon
- a gép különböző egységei rajta keresztül továbbíthatnak adatokat és vezérlőjeleket (melyek meghatározott, specifikációban rögzített módon vihetők át)
- előnyei: a szabványosított jelhasználat és vezetékkiosztás miatt könnyen cserélhetők a csatlakoztatott eszközök, illetve azok vezérlő kártyái, és így gyártótól, géptől függetlenné válik azok használata; a gépek karbantartása is könnyebbé válik, mivel a hibás részegységek egyszerűbben behatárolhatók
7. Hogy éri el a processzor az interfészeket?
Az interfészek elérése be-/kimeneti utasítással, az I/O regiszter címének megadásával történik. A regiszterek címezhetők, mint a memóriarekeszek. Minden adatforgalom, parancskiküldés, ill. állapotlekérdezés rajtuk keresztül valósul meg (adat-, parancs- és állapotregiszter).
8. Mi a megszakítás?
A programvégrehajtás átmeneti felfüggesztése a hardvereszközök (perifériák) különböző eseményeket közlő jelzése vagy a végrehajtás során fellépő esemény miatt.
9. Vázolja fel a megszakítás kezelésének mechanizmusát!
a hardver által:
- az eszközvezérlő beállítja a megszakításkérő vezérlő vonal jelszintjét, ezzel jelzi a processzornak a megszakításkérelmet (INT jel)
- külső megszakítás esetén a processzor az aktuális utasítás végrehajtását még befejezi
- a processzor visszaigazolja a megszakításkérelem elfogadását (IACK jel)
- ezt követően az eszközvezérlő a sínre küldi a megszakítási vektor elemének sorszámát
- a processzor tárolja a megszakítási vektorok elemének sorszámát
- a processzor elmenti a verembe az utasításszámláló és az állapotregiszter tartalmát
- a processzor a megszakítási vektor elemsorszáma alapján a megszakításkiszolgáló rutin kezdőcímét betölti az utasításszámláló regiszterbe és ezzel megkezdődik a megszakításkiszolgáló rutin végrehajtása
az operációs rendszer által:
- a megszakított program adatainak elmentése verembe
- a megszakítás okának behatárolása
- a kiszolgáláshoz szükséges adatok összegyűjtése
- a megszakítást okozó esemény kezelése
- a megszakított program adatainak visszatöltése
- a megszakításkiszolgáló rutin befejezésének jelzése
a hardver által:
- az elmentett állapot és utasításszámláló regiszter tartalmának visszatöltése és a megszakított program folytatása
10. Milyen típusú megszakításokat ismer?
- eredete alapján:
- külső (hardver/interrupt) – a processzortól független, külső esemény – pl. az I/O eszközöktől jövő jelzés (adatátviteli igény, ill. befejezés, a felhasználó közölnivalója - billentyűleütés) – idézi elő
- belső (kivétel/exception) – a programfutás folytatását akadályozó-, az utasításvégrehajtás alatt a processzoron belül fellépő esemény – pl. osztási hiba, túlcsordulás – idézi elő (változatai: hibák, csapdák, abort-ok, programozott kivételek)
- szoftver által generált, szimulált – programhibák behatárolása érdekében a programfutást lépésenként megszakítjuk
- letilthatóság szerint:
- maszkolható – olyan események, melyek megszakítási igénye átmenetileg letiltható – engedélyezésük vagy tiltásuk egy regiszter megfelelő bitjének beállításával történik
- nem maszkolható – olyan események, melyek megszakítási igénye nem tiltható le és minden esetben ki kell szolgálni (pl. a súlyos hardver hibák)
11. Hogy épül fel a PC megszakítási rendszere?
- a megszakításkezeléshez kapcsolódó legfontosabb hardver-feladatokat az alaplapon lévő megszakításvezérlő egység végzi – erre csatlakoznak az eszközök megszakításkérő vonalai (az XT-ben 1 db megszakításvezérlő volt, melyre 8 periféria csatlakozhat egyszerre, az AT-be már két ilyen áramkört építettek, így a megszakítások száma 16-ra nőtt – mivel még ez sem elég, egy megszakításra két periféria is ráköthető, vagyis a megszakítás megosztható)
- a megszakításokhoz prioritási szint tartozik (a legnagyobb súllyal az IRQ 0, a legalacsonyabbal az IRQ 7 illetve IRQ 15 rendelkezik)
- általában egy megszakítás-vezeték (INT - Interrupt) a megszakításvezérlőtől a processzorhoz
- a megszakításvezérlő fogadja megszakításkérő vezérlővonalakon a megszakításkérelmeket; vizsgálja, hogy a megszakítás nincs-e maszkolással letiltva, és a prioritását, majd az INT vezetéken közli a megszakításkérést a processzorral
- ha a processzor visszaigazolja, hogy kész a kérés fogadására, akkor átadja a processzornak a megszakításhoz tartozó megszakításvektor címet
12. Mi a DMA?
(Direct Memory Access - közvetlen memóriahozzáférés) Közvetlen adatátvitel a buszon, a központi tár és az interfész (periféria) között, a processzor részvétele nélkül, egy DMA-vezérlő irányításával. Előnyei: a CPU tehermentesítése, nagysebességű átvitel. A DMA vezérlő egy leegyszerűsített CPU-hoz hasonló egység (jelenleg az alaplapokon általában 2 DMA vezérlő található, 1 vezérlő 4 egységet tud kezelni).
13. Vázolja fel egy DMA-átvitel elvi vázlatát!
14. Vázolja fel a PC programrendszerének felépítését!
15. Mi a szerepe az operációs rendszernek?
Összehangolja a rendszer alkotóelemeinek a működését és kényelmes hozzáférést biztosít a rendszer erőforrásaihoz a felhasználó (→ felhasználói felület) és az alkalmazások számára (→ programozói felület: API).
- eszköz-kezelés – a felhasználói programok és a hardver közé ékelődik, elfedi előttük az eszközök különbözőségét
- rendszerhívások kiszolgálása – lehetővé teszi a perifériák elérését a felhasználói programok számára
- megszakításkezelés – a perifériák felől érkező kiszolgálási igények fogadása
- erőforrás kezelés – az eszközök közös használatának biztosítása, igazságos elosztás a folyamatok között
- processzoridő ütemezés – a processzoridő elosztása a munkák között
- memóriakezelés – a memória elosztása a munkák között
- állomány- és lemezkezelés – a megőrizendő állományok rendszerezett tárolása
- felhasználói felület – kapcsolat a felhasználóval - lehetővé teszi, hogy a felhasználó befolyásolja a rendszer működését, programok indítása
16. Mi a szerepük az illesztőprogramoknak (drivereknek)?
Illesztőprogram/meghajtó/Driver: olyan program, amely egy hardvereszköz számára nyújt be-/kimeneti szoftverinterfészt → fogadja az operációs rendszer I/O hívásait, amelyeket átalakít az eszköz sajátosságainak megfelelő kérésekké
17. Mi a szerepe a BIOS-nak?
Basic Input/Output System - Központi bemeneti/kimeneti rendszer. Hardver-szoftver interfész – szubrutinok, amik kapcsolatot teremtenek a hardveregységek és az operációs rendszer között. Az alaplap interfészeit közvetlenül kezelő be-/kimeneti rutinok gyűjteménye → hívásuk programozott megszakítással történik.
18. Hogy valósul meg egy alkalmazás által kezdeményezett I/O-művelet?
Egy alkalmazás által kezdeményezett I/O-művelet a hierarchia szintjein végighaladva valósul meg:
- Operációs rendszer I/O-szolgáltatásának elérése egy rendszerhívással (programozott megszakítással → az I/O manager kezeli)
- Driver hívása (Win32 előtti rendszereknél BIOS rutin hívása)
- I/O utasítás (IN, OUT) végrehajtása az operációs rendszer HAL(Hardware Abstraction Layer) szintjén
19. Mi a csipkészlet?
- IC-készlet, chipset
- alaplapi vezérlőáramköri készlet, az alaplapok funkcionális áramköri egységeit (vezérlők, interfészek) tartalmazó integrált áramkörök (1, 2 vagy 3 chip)
- bridge vagy hub architektúra
- mindegyiknek megvan a maga jellegzetessége – a legfontosabb jellemzőjük a processzor- és memóriatámogatás, és meghatározzák a bővítőhelyek és csatlakozók típusát és mennyiségét is
20. Melyek egy hub-architektúrájú csipkészlet összetevői és ezek feladatai?
- GMCH (Graphics Memory Controller Hub – memória és grafikus vezérlő busz) → rendszerbusz, memória-busz, AGP vezérlése
- I/OCH (I/O Controller Hub) → be-/kimeneti vezérlések
- Firmware Hub → BIOS tárolása
A számítógép-hálózatoknál használatos HUB elnevezést az indokolja, hogy a vezérlőáramkörök (GMCH, ICH, FWH) csoportjait nem a PCI busz kapcsolja össze (mint a bridge architektúrájú áramkörkészleteknél), hanem egy – csak a hubok kommunikációjára szolgáló – külön sín, amely adatátviteli teljesítménye kétszerese a PCI sínének (266 MB/sec).
21. Milyen áramkörben tárolják a BIOS-t?
A tárolóeszköz típusa kezdetben ROM volt, majd ezt felváltotta az EPROM, és napjainkban a BIOS-t az alaplapokon módosítható Flash-memóriában tárolják.
22. Mit tartalmaz a BIOS?
Alacsony szintű (gépi kódú) szoftvereket tartalmaz:
- POST (Power On Self Test) – a gép bekapcsolásakor működésbe lépő öntesztelő diagnosztikai program, amely a számítógép hardvereszközeit teszteli (ha hibát talál, a képernyőn hibajelzést jelenít meg, ha a probléma a képernyőt is érinti, a hibát sípjelekkel jelzi)
- BOOT – megkezdi az operációs rendszer betöltését a CMOS-ban megadott lemezről (bootolás)
- BIOS (Basic Input/Output System - Központi bemeneti/kimeneti rendszer) – hardver-szoftver interfész – szubrutinok, amik kapcsolatot teremtenek a hardveregységek és az operációs rendszer között
- SETUP program – segítségével a felhasználó megváltoztathatja a rendszer alapkonfigurációját és a hardver paramétereit, megadhatja, hogy hol keresse az operációs rendszert (a rendszeradatok a CMOS RAM-ban tárolódnak, mely egy elem/akkumulátor által a kikapcsolás után is megőrzi tartalmát)
23. Mi a POST?
(Power On Self Test) A gép bekapcsolásakor működésbe lépő öntesztelő diagnosztikai program, amely a számítógép hardvereszközeit teszteli (ha hibát talál, a képernyőn hibajelzést jelenít meg, ha a probléma a képernyőt is érinti, a hibát sípjelekkel jelzi).
24. Milyen feladatokat lát el a POST?
- RAM tesztelése (írás/olvasás)
- telepített hardvereszközök (merev- és hajlékonylemez-meghajtó, billentyűzet, monitor, soros és párhuzamos portok, CD-meghajtó, hangkártya) leltárba vétele, kiírása, tesztelése, konfigurálása
- regiszterek írása/olvasása
- rendszer-erőforrások (RAM terület, I/Ocímek, IRQ-vonalak, DMA-csatornák) hozzárendelése
- eszközök konfigurálása a CMOS RAM-ban tárolt adatok alapján
- Plug and Play hardverek inicializálása
- Setup indítása (ha kérik)
- Boot indítása (operációs rendszer betöltési folyamatának elindítása)
25. Mi a CMOS RAM?
A BIOS-beállítások, konfigurációs adatok, és a valósidejű óra tárolására szolgáló CMOS technológiával készült memória-áramkör. Nincs szüksége frissítésre ahhoz, hogy tartalma megmaradjon – áramellátásra viszont igen, ezért a gép kikapcsolt állapotában elem/akkumulátor által táplált.
26. Mit tartalmaz a CMOS RAM?
- Konfigurációs adatok → szerepük:
- a felhasználó módosíthatja a rendszer paramétereit a Setup programmal (→ BIOS-beállítások)
- az autókonfigurációs program módosíthatja a csipkészlet beállításait hardver változtatás esetén → a POST felhasználja az adatokat a csipkészlet regisztereinek beállításánál
- Valósidejű óra → idő, dátum
- egy elem/akkumulátor által a kikapcsolás után is megőrzi tartalmát
27. Mi a szerepe a BIOS Setup programjának?
Segítségével a felhasználó megváltoztathatja a rendszer alapkonfigurációját és a hardver paramétereit, megadhatja, hogy hol keresse az operációs rendszert. A rendszeradatok a valósidejű óra RAM-jában (CMOS) tárolódnak, mely egy elem/akkumulátor által a kikapcsolás után is megőrzi tartalmát. A Setup a POST alatt indítható a megadott billentyű, pl. <Del> v. <F2> lenyomásával.
28. Milyen lehetőségeket nyújt a BIOS Setup főmenüje?
- processzor- és memória-beállítások
- csipkészleten keresztül elérhető beállítások
- jelszó és biztonsági beállítások
- tápkezeléssel kapcsolatos beállítások
- indítási opciók
- módosítások mentése vagy törlése
29. Mi a Plug and Play?
Plug and Play (PnP): újonnan csatlakoztatott eszköz automatikus felismerése és rendszerbe illesztése külső beavatkozás nélkül.
30. Hogy valósítják meg a Plug and Playt?
A feladatot a PnP-t támogató BIOS (→ PCI autokonfigurációs program) és az operációs rendszer PnP manager nevű komponense látja el:
- csatlakoztatott eszközök megszámlálása (indításkor és végrehajtás közben) → mindegyik buszmeghajtó (PCI, USB stb.) jelenti eszközök hozzáadását/eltávolítását
- eszköz identifikálása, hardver szükségleteinek begyűjtése
- megfelelő hardvererőforrások (I/O-címek, IRQ-vonalak, DMA-csatornák stb.) kiosztása és a szükséges konfliktusmentes beállítások elvégzése a konfigurációs regisztereken keresztül
- megfelelő driver kiválasztása és betöltése (→ ha nincs, akkor felkérés manuális telepítésre)