A Neumann-elvek és a mai számítógépek felépítése Neumann János, a XX. század egyik legmeghatározóbb tudósa, nemcsak, mint matematikus, hanem mint informatikus is nagyot alkotott. A matematika terén a játékelmélet, az informatika terén pedig a híres Neumann-elvek tették világhírű tudóssá. A Neumann-elveket 1946-ban dolgozta ki egy kollégájával, majd 1948-ban nemzetközileg is bemutatták. Noha az első, Neumann-elvű számítógéphez hasonló gép már megépült, amikor közzétették az elveket, híressé mégis az ENIAC és az EDVAC vált. A Neumann-elvek lényege, hogy a számítógépek közvetlen emberi beavatkozás nélkül is képesek legyenek működni. Három lényeges pontja van, ezek a következők: az első pont a fő részeit fogalmazza meg, a második pont a tárolt program elvét rögzíti, a harmadik pedig az emberi beavatkozás nélküli működést szabja meg. 1. A fő funkcionális részek a következők: ? vezérlő egység ? aritmetikai és logikai egység ? memória, amely címezhető és újraírható memóriarekeszekből áll ? ki- és bemeneti egysége. A részegységek elektronikusak legyenek és bináris számrendszert használjanak, továbbá az ALU képes legyen bármely matematikai művelet elvégzésére. 2. Tárolt program-elvű legyen a számítógép, azaz az adatok ill. a programok ugyanabban a tárban tárolódjanak, azaz a programokat újra lehessen írni 3. A vezérlő egység, a tárból kiolvasott utasítások alapján határozza meg a működést, és a számítógépek emberi beavatkozás nélkül, automatikusan működjenek. A Neumann-elvű számítógép működése tehát a vezérlő egységen alapul, ugyanis ez végezteti a munkát az aritmetikai egységgel. A számítógép utasításfolyamokat generál, amikben kódolva vannak a különböző gépi utasítások. Ezt a vezérlő egység előkeresi a memóriából, kezeli és továbbadja az aritmetikai egységnek. Ez, miután elvégezte, elkezdi elvégezni a következő kijelölt műveletet. Így emberi beavatkozás nélkül válik lehetővé a számítógépek működése. A Neumann-elvű számítógép felépítése Egy számítógép felépítésén sok mindent értünk és sokféle szemszögből értelmezhetjük. A leírás irányultságában van az eltérés, ugyanis létezik specifikációra történő ill. megvalósíthatóságra törekvő leírás is. Továbbá van számítógép szintű, mikrogép-szintű de processzor-szintű felépítés is. Alapvetően és legáltalánosabban elterjedt felfogás szerint a Neumann-elvű számítógép felépítése a következő: áll a processzorból, melynek három fő része van, a memóriából, melynek szintén több alfaja létezik és a perifériákból. Ezen 3 dolog pedig a szintén 3 fajta adatbuszra csatlakozik ill. ezeken kapcsolódnak egymáshoz. A számítógép 3 fő része tehát a memória, a processzor és az adatbuszok. Processzorok A processzor a számítógépek „agya”, ez végzi a számítógép működéséhez szükséges matematikai és egyéb műveleteket. A processzor (vagy angol rövidítésével élve a CPU - Central Processing Unit) a számítógép azon egysége, amely az utasítások értelmezését és végrehajtását vezérlő áramköröket tartalmazza. A CPU az alaplapon helyezkedik el, annak legfontosabb része. A processzorok fejlődése őrületes tempóban halad, teljesítményük minden másfél évben megduplázódik. A mikroprocesszorok története 1971-ben kezdődött, amikor egy pici ismeretlen cég, az Intel a világon először több tranzisztort épített egybe, hogy központi vezérlő egységet alkosson. Nyolc évvel ezután készült el az első személyi számítógép, melyeket hat generációba tudunk osztani a benne található processzorok alapján. Az XT-ket, az AT-k – név szerint a 286-osok, a 386-osok és a 486-osok követték. Az ötödik generációs processzorok a Pentiumok, a legfejlettebb ötödik generációs processzorok a Pentium MMX-ek. A legújabb hatodik generációs processzorok, a Pentium Pro, a Pentium 2 és az AMD K6 illetve az AMD K6-2. Az első generációs processzorokban 29ezer tranzisztor volt, a legújabbakban több mint ötmillió. Egy Pentium adatainál a neve mellett egy frekvenciát látunk, pl.: Pentium II.400 MHz. Ez azt jelenti, hogy az alaplaptól kapott órajelet (ami 66, 75, 100 vagy még több MHz lehet) a processzor beszorozza a gyár által előírt szorzóval, melynek eredménye az, hogy a processzor másodpercenként 400 millió műveletet hajt végre. Ezzel a hatalmas frekvenciával a RAM nem tud lépést tartani, ezért a processzor mellett egy olyan átmeneti memória is van, amelynek mérete töredéke a RAM-énak, de elérési sebessége sokkal nagyobb, így a RAM és processzor közötti kapcsolatot javítja. A szerkezet neve cache. A processzort más néven központi feldolgozó egységnek hívjuk és három nagyon lényeges eleme van: vezérlő egység (CU = Control Unit): a számítógép minden folyamatát vezérli, irányítja és ellenőrzi. Ehhez a tevékenységéhez az órajel-generátor szolgáltat mérőjelet. Feladata a "felhozott" gépi instrukció elemzése, dekódolása, és a CPU többi elemének, különösképpen a végrehajtó egységnek (ALU és regiszterek, esetleges védelmi egységnek) összehangolt működtetése. A vezérlő egység az utasításregiszterben megjelenő utasítás értelmezésével vezérlő jeleket ad ki a processzor belső és a számítógép külső irányítására egyaránt. Ez összetett utasításkészletű processzorok (CISC) esetében mikroprogram segítségével történik. A belső vezérlő jelek az aritmetikai egység és a regiszterek közötti adatfolyamot irányítják A külső vezérlő jelek feladata: • a processzor-memória, illetve a processzor és a perifériák közötti adatátvitel irányítása • a megszakítások kezelése • sín- (busz) vezérlés megoldása A CU tehát belül értelmezi az utasításokat és végrehajtásuk céljából összehangoltan vezérli a számítógép többi egységének működését úgy, hogy az események a programnak megfelelő helyes sorrendben és időben következzenek be. Ezt a vezérlőjelek segítségével teszi. Biztosítja, hogy a megfelelő adatok a megfelelő helyen és időben rendelkezésre álljanak. Irányítja az áramkörök működését. Az utasításszámláló regiszter segítségével kiolvastatja a memóriából annak a memóriarekesznek a tartalmát, amely a soron következő utasítást tárolja. Az utasítás műveleti kódrésze alapján meghatározza, hogy sorrendben milyen műveletet kell végrehajtani. Az utasítás alapján értelmezi, hogy milyen címen találhatók a műveletben résztvevő adatok, vezérli ezek kiolvasását, és a megfelelő regiszterbe történő továbbításukat. Az aritmetikai - logikai egységgel végrehajtatja a megfelelő műveletet és beállítja az utasításszámláló új tartalmát. Engedélyező jeleinek sorrendjét az utasításregiszterben tárolt utasításkód bitmintáinak megfelelően generálja és ezzel irányítja az adatfolyamatot. Időzítő jelekkel ütemezve működik. aritmetikai és logikai egység (ALU = Arithmetic and Logic Unit): végzi a matematikai és logikai műŹveŹleŹteŹket. Egyszerű logikai áramkörökből épül föl: összeadni, léptetni, összehasonlítani és invertálni tud. SzáŹmoŹlóműnek is nevezik. Az ALU - mint a nevében is benne van - a CPU-n belül a számítási és logikai műveleteket végzi el. Az ALU alkalmas bináris és többnyire decimális összeadásra, Boole algebrai műveletek elvégzésére, komplemesképzésre, valamint adatok léptetésére bitenként jobbra vagy balra. Minden egyéb adatkezelési művelet, amelynek elvégzése a CPU feladata, felbontható az előbb felsorolt alapműveletekre. Rendszerint fixpontos bináris összeadóból, komplementálóból, léptető regiszterből és logikai műveleteket végző részből áll. Az ALU feladatai közé tartozik: • összeadás és kivonás, kezeli a helyi érték átviteli biteket. • fixpontos szorzás és osztás. • léptetések (SHIFT), bitek mozgatása jobbra/balra (ami már a fixpontos szorzás/osztáshoz úgyis kell). • lebegőpontos aritmetikai műveletek. Ezeket nem minden ALU képes elvégezni. Néha a processzoron kívül, néha azon belül külön komponens végzi ezeket a műveleteket. Az ALU több fő részre tagolható: • összeadó egység • léptető áramkörök • logikai áramkörök a logikai műveletek végzéséhez • regiszterek ideiglenes adattárolásra Aritmetikai műveletek végzésekor a processzor az állapotregiszter egyes jelző bitjeit beállítja, amelyek közül a legfontosabbak az átvitel-bit, a zero-bit, az előjel-bit valamint a túlcsordulást jelző bit. Az ALU az alapvető logikai függvények (A+B ; A*B ; NOT A) elvégzésére alkalmas, amelyekkel a többi aritmetikai és logikai művelet is elvégezhető. Ezen feladatokat az egység ' huzalozott ' módon képes végrehajtani. Az aritmetikai egység tartalmaz egy akkumulátor (AC) nevű regisztert, amelyben a műveletek végzése során a közbenső eredményeket tárolja. regiszterek: a regiszterek gyors írható - olvasható munkatárak. A különböző regiszterek szigorúan meghatározott feladatokhoz vannak hozzárendelve, emiatt korlátozott funkció betöltésére alkalmasak. A belső sínrendszeren keresztül tartanak kapcsolatot a processzor más részeivel. Felépítésük: a regiszterek felépítése lehet statikus memóriaelemek (pl.: flip - flop áramkörök) valamilyen rendszere vagy egy RAM memória része, ami lehet dinamikus vagy statikus. Néhány mikroprocesszor típusnál egyetlen chipben mind a két megoldást alkalmazzák úgy, hogy pl. az akkumulátort statikus memóriaelemekből állítják elő, míg az összes többi regisztert egy általános, dinamikus RAM-ba lehet kombinálni. A regiszterek a belső sínrendszeren keresztül tartanak kapcsolatot a processzor más részeivel . A regiszterek gyors működésű tárak, amelyek hossza általában az adatsín szélességével egyezik meg (1-17 byte). A regiszterek a processzor legkülönbözőbb részeiben (ALU, CU) vagy önállóan tömbökbe szervezetten fordulhatnak elő. A regiszterkészlet processzor-függő. A regiszterek egy része a felhasználó által közvetlenül hozzáférhető, míg egy másik része a felhasználó által közvetlenül hozzá nem férhető (csak a processzor használja). Fajtái: ? akkumulátor regiszter: az akkumulátor az aritmetikai és logikai műveletek operandusait, vagyis a műveletek tárgyát képező mennyiségeket vagy azoknak az eredményeit tárolja. A közbenső, részeredmények tárolására is alkalmas és minden műveletben részt vesz. Az ALU az összes aritmetikai műveletet a regiszterekben tárolt két bináris szám ill. azok komplemenseinek összeadására vezeti vissza. A korszerű számítógépekben az akkumulátor helyett már egy vagy több regisztertömb van, amelyben akár 512 regiszter is elhelyezkedhet. Így csökkenthető a tárhozfordulások száma, illetve növelhető a végrehajtás sebessége. ? adatszámláló regiszter: az adatok kiolvasásakor vagy beírásakor azonosított memóriarekesz címét tárolja. Mérete függ a mikroprocesszor által címezhető memóriakapacitástól. Egyszerre több is lehet belőle a CPU-ban. ? utasításregiszter (IR): a vezérlő egységhez tartozó regiszter, amelyben a memóriából lehozott utasítás tárolódik, amíg a CU az utasítás műveleti jelrésze alapján meghatározza az elvégzendő műveletet és elindítja a mikroprogramot. A pipelining feldolgozásra alkalmas processzorok esetében az IR ebben a formában már nem létezik. ? utasításszámláló regiszter (PC v. IP): a soron következő utasítás címét tárolja. Az utasításszámláló tartalmát a program maga is változtathatja. Fontos különbség az utasításszámláló és az adatszámláló regiszter között, hogy az utasításszámláló regiszternél a problémamegoldás az utasításkódok címeinek sorrendjében megy végbe. Vagyis az utasításszámláló által címzett első memóriarekesz elérésekor kihozunk a memóriából egy utasításkódot, így az utasításszámláló tartalma eggyel nő és így a memória következő rekeszét címezi, ahol a program szerint a következő utasításkód található. Az adatszámláló regiszter csak akkor fut végig az adatcímeken, ha az adatok sokszavas egységben vagy táblázatban vannak tárolva. ? bázis(cím)regiszter (BR): az operandusok címzéséhez felhasznált regiszter, amely nem általános használatú. A báziscím egy alapcím, amelyhez viszonyítva adhatjuk meg az utasításban az operandus helyét. Nem minden processzornál használják. ? indexregiszterek: szintén nem minden processzorban találhatók és ezek is az operandusok címzését segítik elő, különösen adatsorok feldolgozásánál. ? állapotregiszterek, vezérlő regiszterek: egy vagy több regiszteren belül tárolnak vezérlő és ellenőrző jeleket. Az állapotregiszter az ALU műveleti eredményeit jellemzi, a műveletek végrehajtásának eredménye alapján bekövetkező állapotot tükrözi vissza. Pl. az eredmény 0 volta, vagy ha túlcsordulás keletkezik. Jellegzetes állapotbitek: • előjelbit - S (sign) • nulla bit - Z • túlcsordulásbit - O (overflow) • átvitelbit - C (carry) • félbyte - átvitelbit - H • megszakításbit - I • paritásbit - P ? veremmutató regiszter (SP): a verem legfelső elemét jelöli ki. A veremtároló egy speciális tároló, amely elsősorban az alprogramok kezelését segíti. A verem nem része a belső regisztereknek, általában a főtárolóban kerül kialakításra. Szervezése LIFO (Last in first out) jellegű, ami azt jelenti, hogy az utoljára bekerült adat vehető ki először, és amit legelőször tettünk be, azt vehetjük ki utoljára (Több szintű verem létezhet, több SP is lehet). A "verem instrukciók" (PUSH, POP) automatikusan hivatkoznak az SP-re és automatikusan állítják A regiszterek jellemzoi: 1. a Pentium processzorban ~100 - 500 db, a felhasználó által is hozzáférhető regiszter van, amelyek egy része 16 bites a másik része 32 bites. Ezek a regiszterek tömbökbe szervezhetőek. 2. a regiszterek összes tárkapacitása maximum néhány 100 byte. 3. a hozzáférési idő 10-30 nanoszekundum Az általános célú processzor mellett társprocesszorokat (cooprocessor) is szoktak beépíteni. Ezek az áŹramŹköŹrök a CPU közreműködése nélkül, azzal párhuzamosan hajtanak végre bizonyos műveleteket, amíg az más feladatot lát el. Leggyakoribb típusaik a videó-megjelenítő és matematikai társprocesszorok. Általában csak kevés, nagy számítási igényű (például tervező, képfeldolgozó stb.) programokban használják ki. Kevés, egyŹszeŹrű számolást igénylő feladatok esetén nem lehet velük jelentős sebességnövekedést elérni. A nagyobb teljesítményű processzorok esetében már nem alkalmazzák őket. A processzorok teljesítményének növelésére a világcégek többféle technológiát dolgoztak ki, ezek közül 2 érdemel nagyobb figyelmet: a RISC (csökkentett utasításkészletű) és a CISC (komplex utasításkészletű) processzor-technológia. A RISC (Reduced Instruction Set Computer, vagyis „csökkentett utasításkészlettel rendelkező számítógép”) esetében korlátozott funkciójú, fix hosszóságú egy ciklusos utasításokat és egyszerű címzéseket alkalmaznak. A csökkentett számú utasítás miatt több regiszterrel oldják meg a járulékos feladatokat. A CISC (Complex Instruction Set Computer, vagyis "összetett utasításkészlettel rendelkező számítógép") olyan processzorokat jelent, melyek utasításkészlete jóval több, bonyolultabb utasítást tartalmaz, mint a RISC processzorok utasításkészlete. A CISC processzorok utasításai általában több elemi műveletet végeznek egyszerre, így a gépi kódú programjaik rövidebbek, jobban átláthatóak egy ember számára (ami nem feltétlenül jelent előnyt, mivel a gépi kódú programok nagy részét manapság fordítóprogramok állítják elő). Hátránya a RISC processzorokkal szemben az, hogy a bonyolultabb utasítások sokszor jelentősebben lassabban hajthatóak végre, és így a rövidebb programok ellenére is a végeredmény a lassabb programfutás lesz. Másik hátránya az, hogy a komplex utasítások jóval bonyolultabb felépítésű processzorokat igényelnek, melyek fejlesztése és tesztelése költségesebb. A mai processzorok többsége is CISC technológiájú. Processzorhűtés A mai processzorok vezetékei kis átmérőjűek, ezért viszonylag kis feszültség is nagy hőt eredményez kis területen. Ezért a processzort hűteni kell, mert a termelődő hő elvezetésére ill. kompenzálására a processzort körülvevő levegő már nem elég. Ezt ventillátorokkal oldják meg, ez is a legelterjedtebb megoldás, ugyanis olcsó. De más megoldások is kínálkoznak, és habár azok drágábbak, jelentős teljesítménynövelést lehet velük elérni. Egyik megoldás a hővezető zselé alkalmazása, a másik a bimetálos megoldás, amely két különböző fém hőcseréjén alapszik. A harmadik pedig az igen ígéretes folyékony nitrogénes megoldás. Ez az alapanyag miatt a legdrágább, azonban ezzel lehet a legnagyobb hatásfokot is elérni. Ugyanis elvileg a processzor hőmérséklete -150 fokon megduplázható lenne. Memória A memória elsősorban adatok tárolására szolgáló operatív tár, címezhető és újraírható memóriarekeszek összességéből áll. Rendkívül fontos eleme a számítógépnek, ugyanis a processzor innen hívja elő a BIOS-t majd ezután az operációs rendszert. A memóriát két nagyon fontos tulajdonsága határozza meg: az elérési ideje, amit nanoszekundumban mérnek és a tároló kapacitása, amit pedig megabájtokban adnak meg. A mai memóriák többsége már 256 ill. 512 megabájt méretű. A memórialapkákat kis nyomtatott áramköri kártyákon, az ún. SIMM (Single In-line Memory Modul) modulokon hozzák forgalomba (az újabb rendszerekben DIMM-eken). A 486-os gépekben még használnak 32 bites SIMM-modult, de az újabb gépekben a 72 lábas/32 bites, illetve a 168 lábas/64 bites DIMM az elterjedt. A memóriának többféle fajtája is ismeretes, aszerint osztályozva, hogy a gép kikapcsolásakor elveszik-e a bennük tárolt adatmennyiség, avagy sem. E szerint a csoportosítás szerint a következő fajták léteznek: ROM: angol betűszó, a „read only memory” kifejezés rövidítése. Csak olvasható memória, azaz tartalmát nem lehet módosítani. Itt tárolódnak az olyan alapvető programok, mint a BIOS és az operációs rendszer. Ezért a számítógép kikapcsolásakor nem vész el a tartalma. Ennek is vannak külön alfajtái: PROM: tartalmát a felhasználó állítja be (beégeti). TetŹszőlegesen sokszor olvasható, de csak egyet-len egyszer írható. ÁŹramŹkimaradás esetén az információk nem vesznek el, de nem is móŹdosíthatók. EPROM: tartalmát a felhasználó állítja be (beégeti). TetŹszőŹlegesen sokszor olvasható. ÁŹramŹkiŹma-radás esetén az információk nem vesznek el. Tartalma különleges körülmények között (például ibo-lyántúli fénynek kitéve) törölhető, és utána újra programozható. RAM: szintén angol betűszó, a „random access memory” rövidítése, véletlenszerűen elérhető és szabadon címezhető memóriát jelent. Ennek a memóriatípusnak elvész a tartalma a gép kikapcsolásakor DRAM: dinamikus RAM, állandó működés mellett is jelfrissítést igényel, ezért lassabb de olcsó SRAM: nem igényel jelfrissítést, ezért sebessége ill. elérési ideje jóval kisebb de drágább az előállítása is CACHE: átmeneti tárolóként szolgál a nagyobb teljesítményű gépek esetében a processzor ill. a memória közti adatok tárolására Sínek A sínek a számítógép részei közti adatforgalom-lebonyolító és vezérlő áramkörök. Kialakításukkor meg kell határozni, hogy mely összetevőket köt vele össze, hogy milyen az adatfogalom iránya és össze kell hangolni az egységek működését. Információtól függően 3 típusukat különíthetjük el egymástól: ? adatbusz: adatokat továbbít az egységek között, fontos jellemzője az adatszélesség, azaz hogy egyszerre hány bit adatot tud szállítani. ? címbusz: címeket továbbít, azaz az egységek elérhetőségéért felel, ennek is fontos jellemzője az adatszélesség ? vezérlőbusz: vezérlő, engedélyező és állapotjeleket szállít. Állapotjeleket az egységek pillanatnyi elérhetőségére vonatkozóan, továbbá jeleket az adatáramlás irányára, az adatforgalom nagyságára de vannak megszakító jelek, sínvezérlő jelek… Továbbá léteznek még egyéb rangsorolások is, mint például helyi sínek vagy rendszersínek. A fontos még, hogy miféle tényezők határozzák meg az adatáramlást: ? az adatszélesség ? a sebesség ? a protokollok ? sínen elhelyezkedő vezérlők száma A számítógépek fejlődése során fejlődtek a sínrendszerek is, így ma már eljutottunk a még egészen kezdetleges sínfajtáktól a legújabbakig. A legelső IBM PC sínrendszere az XT majd ezt követte az AT. Ezek még maximum 24 bites és 4,5 megabájt átviteli sebességű rendszerek voltak. A soron következő sínrendszer az EISA, mely már 32 bites és 33 megabájtos sebességű, a piaci konkurencia alkotta. Azonban kissé bonyolult és emiatt drága tehát nem annyira elterjedt. Időközben megjelentek a hordozható kézi számítógépek, a notebookok is, erre pedig külön sínrendszert fejlesztettek ki, a PCMCIA rendszert. Ez fokozottan támogatja a helyi, csatlakoztatható hálózati meghajtókat és a különböző multimédiás szolgáltatásokat is. A mai egyik legújabb sínrendszer a PCI rendszer, mely már különleges csatlakoztathatósági szolgáltatásokat is kínál. Nagy sebessége miatt igen elterjedt továbbá már 10 külön perifériát is tud egyszerre kezelni továbbá kompatibilis más processzorokkal azaz nem Intel-függő. Ráadásul beépített szolgáltatása a „Plug and Play”, azaz a csatlakoztatott perifériák azonnali felismerése. A másik mára elterjedt síntípus az AGP, mely a videó és grafikai szolgáltatásokra épül és ezek kezelésére van is saját technológiája. Ezt is fokozatosan fejlesztik, így ma már léteznek 4x-es sebességű AGP sínek is. Számítógép-ház A számítógép házak is lényeges részei a számítógépeknek. Jelentős védelmet nyújtanak a külső behatások ellen, például folyadékbeszivárgás, alkatrészek, apró tárgyak beejtése… ellen és esztétikailag is fontosak. Többféle fajtája van, a „baby” (365,170,420), a „mini” (180,330,410), a „midi” (180,370,410) és a „tower” (190 620 420) valamint a „big tower” (220,740,460). A legújabb fajta számítógépházak az ATX házas, amelyekbe már ATX alapú alaplapokat szerelhetünk és mások a csatlakozói is.
A nyelvi jel és jelrendszer
A jel meghatározása: érzékszervekkel felfogható jelenség, mely egy másik (önmagán túli ill. túlmutató) jelenségre utal. A jel felépítése: jelenség, jelölt: dolog, fogalom, a valóság egy darabja egy adott kategóriában: pl. az asztalok v. növények általában jelölő, jeltest: jelpéldány: a valóságban létező egy bizonyos tárgy, dolog, konkrét, egyedi példánya, azt megjelenítő hangsor, betűsor, kép, stb. jelentés: amit a jelnek tulajdonítunk A jelek közös jellemzői: ? érzékszerveinkkel fölfoghatók (tapintás, szaglás, ízlelés, látás, hallás, egyensúly, belső érzékelés érzékszerveinek, helyettesítenek); ? önmaguknál többet jelentenek (felidéznek, helyettesítenek); ? egyszerűbbek, mint a valóság, amelyre utalnak (jelenségek egész osztályát felidézve erősen általánosító a szerepük); ? egy kisebb vagy nagyobb közösség minden tagja elfogadja, jelként értelmezi őket; ? sohasem elszigeteltek, hanem egy jelrendszer tagjai (a jelrendszernek jeltáron – szótáron – kívül vannak használati szabályai, azaz nyelvtana); ? többnyire az emberi érintkezésben, a szándékos tájékoztatás, befolyásolás folyamatában töltik be lényegi szerepüket, a jelzést. A jelek felosztása, tipizálása: I. Általános felosztás: ? természetes jelek (szimptómák – tünetek) pl. hóesés – hideg kapcsolata ? mesterséges jelek (szignálok): lehetnek nyelvi és nem nyelvi (kommunikációs és metakommunikációs jelek); II. felosztása: azon az alapon, miként idézi fel a jelölő a jelölt fogalmat: ? index: (tűz–füst kapcsolat) közvetlen kapcsolatban, érintkezésben van a jelölő az adott dologgal, jelenséggel; ? ikon: (kép–tárgy kapcsolat) képszerű viszony, tényleges hasonlóság alapján ? szimbólum: (pl. piros–tilos) társadalmi megállapodás alapján értelmezhetők, kapcsolhatók össze; A jelek leggyakoribb megjelenési formái: ? nyelvi jelrendszerek ? tudományos jelrendszerek: pl. kémia, h2o; matematika: a2+b2=c2 stb. ? művészeti jelrendszerek: pl. zene, festészet, építészet, balett stb. ? hétköznapi élet: közlekedés, tájékoztatás stb. ? kultúra: gyász, ünnepek, jegyesség, esküvő, hitélet, sportvilág stb. A jelek haszna: ? érzékelhető formában fejezzük ki a világról alkotott véleményünket; ? egyszerű módon is utalhatunk bonyolult dolgokra; ? a jeltest helyettesíti a jelölt dolgokat; ? az emberi közösség együttműködését feltételezi; Verbális jelrendszer: az élőbeszéd és a nyelv Nem verbális (nem nyelvi) jelrendszerek: a.) velünk született ösztönös: nevetés, sírás, pirulás stb. b.) tanult, társadalmi környezettől elsajátított jelrendszerek: pl. füst-, dob-, zászló-, legyező-, siketnéma-, morse-, tűzjelek stb. nem verbális jelek még az arcjáték (mimika), tekintet, tartás, kézmozdulat (gesztusnyelv), érintés, közelség stb. A nyelvben alapvetően szimbólumokat használunk, társadalmi megegyezés alapján nyelvenként különböző jelsor használnak ugyanarra a jelentéstartalomra. Erre mondjuk, hogy a nyelvi jel önkényes, motiválatlan. Más esetekben a valóság és a nyelvi jel között szorosabb a kapcsolat: motivált nyelvi jelek (hangutánzó szavak, nyelvi indexek: pl. kotkodácsol, kukorít, miau). Az állati jeltudománnyal a zooszemiotika foglalkozik (az állatok magatartását, környezettel való kapcsolatát az etológia vizsgája). Az állatok kémiai, akusztikai, vizuális és anyagi jeleket tudnak adni és felfogni. Jelrendszerük jóval korlátozottabb, mint az emberi nyelv, főbb sajátosságaik a következők: 1. kevés jelből épülnek fel 2. a jelek tagolatlanok, elemekre nem bonthatók 3. a jelek nem, vagy csak kevéssé kombinálhatók (az emberi nyelv kialakulását a kombináció fejlődése indíthatta el. 4. a jelek térben és időben nem különülnek el az őket kiváltó ingerektől 5. fő kommunikációs funkciójuk a felhívás és az érzelemkifejezés. „leírásra” csak korlátozottan képesek. Az emberi jelrendszer: a beszéd és a nyelv. ? a nyelv: az emberi megismerés eszköze, a társas érintkezésben tölti be szerepét, társadalmi jelenség, az emberiség története során fejlődött ki, őrzi az emberi tudást, egyidős magával az emberi társadalommal, elválaszthatatlan a gondolkodástól, a legáltalánosabb (vagy legegyetemesebb) jelrendszer, az egész emberiség sajátja. Jelentéssel nem bíró elemekből (hangokból – fonémákból) jelentéssel bíró egységeket (morfémákat) hoz létre. Jelek és szabályok rendszere. Változó rendszer, melyet a társadalmi lét folyamatosan alakít. ? a beszéd: jelek, elemek, szerkezetes egységek artikulált emberi beszédhangokkal megvalósuló rendszerhálózata. A beszéd képessége velünk született, de beszélni csak társas tevékenységben tanulunk meg. A beszéd egyéni produktum, amely megszámlálhatatlan változatokban létezik. A beszélő ember teremtő, kreatív tevékenységének eredménye. A számítástechnika története 1 (az őskortól az első generációs számítógépekig) A számolás (dolgok megszámlálása), a számfogalom már a kőkorszaki ősember által ismert dolog volt. Hogy ez hogyan működött, arra részben a nyelvészet eszközeivel lehet következtetni, részben pedig a felfedezők által a primitív népeknél talált állapotokkal. Mindkét forrás szerint kezdetben csak az egy, a kettő és a sok között tettek különbséget. Később alakult ki a többi szám fogalma. Meg lehet találni a nyomait az ötös (Dél-Amerika), hatos (Északnyugat-Afrika, finnugor népek), hetes (héberek, ugorok), tizenkettes (germán nyelvek), húszas (maják, kelták), hatvanas (Babilon) számrendszernek, illetve ezek keverékeinek is. A jól ismert római számokat a tízes és az ötös számrendszer keverékének tekinthetjük. A számok rögzítésének ősi módja a megfelelő számú rovás készítése fadarabba, csontba. Már a kőkorszakból fennmaradtak ilyen rovásos csontok. A számok tárolására használtak még csomóba rakott köveket, fadarabokat, zsinegre kötött csomókat is. A nagy folyómenti kultúrák (Egyiptom, Mezopotámia, az Indus és a Sárga folyó völgye) kialakulása az időszámításunk előtti ötödik évezredben kezdődött. Itt rabszolgatartó államok jöttek létre, fejlett városi élettel, közigazgatással, társadalmi rétegződéssel. Volt kincstár és adó. Számolni kellett, mégpedig elég nagy mennyiségeket is kellett használni és rögzíteni kellett azokat. Az írás már a III. évezred elején ismert volt. A számok leírása, illetve az erre szolgáló külön jelek, a számjegyek kialakulása az írással egyidőben történt. A számoláshoz az első segédeszközt a kéz ujjai jelentették. Ezért volt “kézenfekvő” a tízes számrendszer használata. Később köveket, fadarabkákat is használtak a számolás segítésére alkalmi eszközként. Azután jelentek meg a már kimondottan számolás céljára készített, megmunkált, tartós használatra szánt kövek és pálcikák. A számolópálcák használatának az i.e. V. századból is van nyoma Kínában. Koreában még a XX. sz. elején is ilyen pálcikákkal tanították a gyerekeket számolni. Egyiptomban az abakusz terjedt el. A középkorban pedig a Jost Bürgi nevéhez fűződő logaritmus és a logarléc volt a meghatározó számolóeszköz. Meg kell említeni a legelső számológépet, Wilhelm Schikard találmányát is. Az angol ipari forradalom hatására létrejött első modern számológépek közül az első Blaise Pascal gépe volt, amely nem is volt olyan fejlett, mint Schikardé. A gépet Rouenben adóbeszedőként dolgozó apja számára készítette az akkor 19 éves Pascal, hogy megkönnyítse annak munkáját. A számológép megmaradt az utókornak. A számokat a gép elején lévő kerekeken kell beállítani, az eredmény pedig a gép tetején lévő kis ablakokban látszik. Ez az eszköz tízfogú fogaskerekeket tartalmaz. Az 1670-es években Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) német filozófus és matematikus Pascal gépét továbbfejlesztette. 1672-ben (más forrás szerint 1671-ben, illetve 1673-ban) készítette el gépét, amivel már szorozni, osztani és gyököt vonni is lehetett. Ez volt az első olyan számológép, amellyel mind a négy alapműveletet el lehetett végezni. Tulajdonképpen két külön részből állt: az összeadómű Leibniz szerint is megegyezett Pascal megoldásával, a szorzómű tartalmazott új megoldást. A gép nyolcjegyű számokkal való számoláshoz készült, de a tízes átvitel során felmerülő mechanikus problémák miatt sosem működött kielégítően. A XIX. században Charles Babbage (1792-1871) brit matematikus és feltaláló kidolgozta a modern digitális számítógép alapelveit. Több új típusú gépet is kigondolt. Ilyen volt a Difference Engine (differenciagép), amit logaritmustáblázatok készítésére tervezett az 1820-as évek elején. A gép a számolás eredményét a tervek szerint pontozóval közvetlenül a nyomda által használható fémlemezbe írta volna. A differenciagép bizonyos függvényértékek (négyzetek, harmadik hatványok, logaritmusok, stb.) sorozatának kiszámítását különbségek, differenciák összeadására vezeti vissza. Az Egyesült Államok 1880-as népszámlálásán 55 millió ember adatait gyűjtötték össze. Az adatokat 500 ember összesítette 36 szempont szerint 7 éven keresztül. Herman Hollerith (1860-1929) német származású amerikai statisztikus ennek láttán találta ki, hogy a Jacquard deszkalapjaihoz hasonló perforált kártyákat adatfeldolgozásra is lehet használni. Egy kártyára egy ember adatait lyukasztotta. Maga a lyukasztás kézi munkával történt. Az adatok feldolgozására olyan rendszert használt, ahol a lyukkártyák elektromos érintkezők között mentek át. Ahol a kártyán lyuk volt, az áramkör bezárult. Így a lyukakat meg lehetett számolni. Miután készülékére 1889-ben szabadalmat kapott, ezzel dolgozta fel az USA 1890-es népszámlálási adatait — mindössze négy hét alatt! Ennek sikere láttán alapította 1896-ban a Tabulating Machine Company nevű céget, amelyből aztán 1924-ben megalakult az IBM. A lyukkártyás adatfeldolgozó (tabellázó) gépek használata az 1930-as évek végén vált tömegessé. Egészen az 1960-as évekig használták őket szerte a világon. E gépek működését külső huzalozású vezérlőpanel irányította. 1911 óta úgynevezett totalizátorok számítják ki valós idejű üzemmódban a kutya- és lóversenyek fogadási esélyeit. Már az első ilyen készülékek is fix programozású, számjegykijelzős elektromechanikus gépek voltak (és egy teljes szobát betöltöttek). 1914-ben Leonardo Torres y Quevedo (1852-1936) bevezette a lebegőpontos számábrázolást a számítástechnikában. 1910 és 1920 között olyan programvezérlésű mechanikus számológépeket épített egyedi célokra (pl. két komplex szám szorzatának kiszámítására), amelyeknek kimeneti egysége írógép volt. Tőle származnak a programozási nyelvek első kezdeményezései is. 1932-ben építette Konrad Zuse (1910-) Németországban az első mechanikus tárolót tetszőleges adatok, elsősorban lebegőpontos számok tárolására. A tároló 24 bites adatokat tudott fogadni. A lebegőpontos számoknál ebből 16 bit volt a mantissza, 7 bit a karakterisztika és 1 bit az előjel. Alan Turing (1912-1954) 1936-ban leírta egy olyan számítógép matematikai modelljét, amely mint a lehető legegyszerűbb univerzális számítógép bármilyen véges matematikai és logikai problémát meg tud oldani. Ez a ma Turing-gép néven ismert eszköz fontos volt a digitális számítógépek kifejlődésében. A Turing-gép három részből áll: egy mindkét irányban végtelen tárolószalagból, egy vezérlőegységből és egy író-olvasó fejből. A szalag mezőkre oszlik, mindegyik mező egy adatot vagy utasítást tud tárolni. Csak a fej alatt elhelyezkedő egyetlen mező olvasható, illetve írható. Leslie Comrie (1893-1950) 1937-ben megalapította Londonban az első kereskedelmi jelleggel működő számítóközpontot. A nagyobb feladatok megoldására több számítógépet és lyukkártyás Hollerith- gépet kapcsolt össze. Az elektroncsövet 1904-ben találták fel. Felfedezték azt is, hogy nemcsak erősítőként, hanem kapcsolóként is alkalmazható. Az elején azonban a csövek drágák, megbízhatatlanok és rövid életűek voltak, csak az 1940-es évektől használták őket számítógépek készítésére. Az elektroncsövek sokkal gyorsabb gépek építését tették lehetővé, mint a relék. Ennek az eszköznek a felhasználásával készült az első számítógép-generáció. Az első számítógép-generáció ideje nagyjából az 1946-1954 közötti évekre tehető. A számítástechnika története 2 (az első generációs gépektől napjainkig) Az első generációs számítógépek Jellemző volt még ekkor, hogy a teljes számítógép vezérlését a CPU végezte. Ez azt jelentette, hogy a perifériák és a memória között minden egyes szó átvitelét a CPU intézte. Ebben a korban a gép szolgáltatásait egyszerre egy programozó használta. Így a lassú perifériákra való várakozás és a programozók egymás közti váltása alatt a processzor igen sokat tétlenkedett. Kezdetben a programozás gépi kódban történt, utána jelent meg az assembly nyelv és az ebben készült programok lefordításához szükséges assembler. Az első generációs gépek megbízhatóságára jellemző, hogy amikor az ENIAC üzembiztos működését bejelentették egy sajtóértekezleten, nagy büszkeséggel közölték. Állandó műszaki felügyelet kellett e gépek működtetéséhez. A számítógép bármikor meghibásodhatott, a hiba megkereséséhez és kijavításához pedig hozzáértő szakemberek kellettek. A leggyakoribb hiba ok egy-egy cső kiégése volt. Ilyenkor azonban a sorozatban gyártott csövek paramétereinek nagy szórása miatt nem volt elég a kiégett csövet kicserélni, hanem azokat is cserélni kellett vele együtt, amikkel egy funkcionális egységet alkotott. A karbantartóknak már előre összemért csőkészletei voltak erre a célra. Neumann János korszakalkotó gépei Az ENIAC: Ismertté az ABC utóda, az első általános célú elektronikus digitális számítógép, az ENIAC vált. Az ENIAC tervezését a második világháború alatt kezdte el katonai célokra John Presper Mauchly és John William Eckert. A gépet a Pennsylvania egyetemen építették, a munkát 1946-ban fejezték be. Ezt a számítógépet már szabadalmaztatták. A kormány a munkát 400.000 dollárral támogatta. Az ENIAC 17.468 elektroncsövet tartalmazott, több mint 100 kW elektromos energiát fogyasztott és 450 m2 helyet foglalt el. A gép tömege 30 tonna volt, megépítése tízmillió dollárba került. Három nagyságrenddel gyorsabb volt, mint a relés számítógépek: az összeadást 0,2 ms, a szorzást 3 ms alatt végezte el. A programja azonban fixen be volt “drótozva” a processzorba és csak mintegy kétnapos kézi munkával, villamos csatlakozások átkötésével lehetett megváltoztatni. A gép memóriája 20 db tízjegyű előjeles decimális számot tudott tárolni. Mindegyik számjegy tárolására 10 db elektroncsövekből épített flip-flop szolgált. Mindegyik flip-flop megfelelt egy-egy számjegynek: egy számjegy tárolásához a neki megfelelő flip-flopot 1-re állították, az összes többit 0-ra. Az elektoncsövek megbízhatatlansága miatt a gép csak rövid ideig tudott folyamatosan működni. Az ENIAC-ot ballisztikai és szélcsatorna-számításokra használták. Egy trajektória kiszámítása a gépnek 15 másodpercig tartott, ugyanez egy szakképzett embernek asztali kalkulátorral 10 órás munka volt. A gépet 1956-ban lebontották, mert elavult. Jelenleg egy olcsó zsebszámológép is nagyobb teljesítményű, de az ENIAC technikatörténeti érdemei vitathatatlanok. Az EDVAC: Az ENIAC utóda, az EDVAC ugyancsak Mauchly és Eckert vezetésével épült 1944-tol 1948-ig. Ez a gép már Neumann János (1903-1957) magyar matematikus elvei alapján úgy készült, hogy a programot és az adatokat a memóriában tárolta. Az EDVAC sok fontos vonásban különbözött elődeitől. Sokkal nagyobb memóriája volt: egy elsődleges 1024 szavas higany- késleltetővonalas operatív tár és egy másodlagos, lassabb, mintegy 20 kilószó kapacitású mágnesdrótos tár. Mivel a késleltetővonalas tár soros elérésű volt, ezért az aritmetikai-logikai egység is soros volt, bitenként dolgozta fel az adatokat. A gép négycímes utasításokat használt: aritmetikai utasításoknál ebből kettő volt a két operandusz címe, egy az eredmény címe és egy a következőként végrehajtandó utasítás címe. Egy program végrehajtásához előbb az egész programot és az adatokat be kellett táplálni a memóriába. Adatbevitelre egy írógépszerű eszközt használtak, ami közvetlenül a mágnesdrótra írta az információt. Adatkivitelre egy nyomtatót alkalmaztak. Ez volt az első tárolt programú számítógép. Ettől kezdve már a papírból készült lyukszalag olvasási sebessége nem korlátozta a számítógép sebességét és egy új probléma megoldásához nem kellett a gépet áthuzalozni. A második generációs számítógépek A tranzisztort 1947-ben fedezte fel a Bell Laboratóriumban William Shockley, aki ezért aztán 1956-ban Nobel-díjat is kapott. A találmányt 1948-ban hozták nyilvánosságra. A tranzisztor tömeges alkalmazása a számítógépekben először az 1950-es évek végén történt meg. A tranzisztorokból épített számítógépek jelentették a második számítógép-generációt. Az első generációs számítógépeket az 1950-es évek végén – a 60-as évek elején váltották fel a második generációs számítógépek. A tranzisztorokkal ugyanis kisebb, gyorsabb és megbízhatóbb logikai áramköröket lehetett készíteni, mint az elektroncsövekkel. A második generációs számítógépek már másodpercenként egymillió műveletet is el tudtak végezni. A tranzisztorok sokkal kevesebb energiát fogyasztanak és sokkal hosszabb életűek. A gépek megbízhatósága kb. az ezerszeresére nőtt az első generációhoz képest. Kisebbek lettek az alkatrészek és kisebbek lettek az alkatrészek közötti hézagok is. Egyúttal sokkal olcsóbbá is váltak a számítógépek, emiatt nőtt az eladások száma: csak az IBM 1400-as sorozatból több mint 17.000 darabot helyeztek üzembe. Szaporodtak a számítógépgyártással foglalkozó cégek is. A második generáció korszakát kb. az 1959-1965-ös évekre lehet tenni. A harmadik generációs számítógépek Az integrált áramkört (IC-t) 1958-ban fedezte fel Jack S. Kilby a Texas Instrumentsnél és Robert Noyce a Fairchild Semiconductornál. Ez az eszköz a harmadik generációs számítógépek jellegzetes építőeleme. A tömegtermelés 1962-ben indult meg, az első integrált áramköröket tartalmazó számítógépek pedig 1964-ben kerültek kereskedelmi forgalomba. Megjelenik a bájt-szervezés és az input-output processzor is. A számítógépek több tevékenységet tudnak párhuzamosan végezni. Előrelépések történnek a távadat átvitelben. Az integrált áramkörök tovább csökkentették a számítógépek árát, méretét és meghibásodási gyakoriságát. Ez tovább növelte a számítógépek iránti keresletet: az 1970-es évek elejére több mint 100.000 nagyszámítógépet és ugyancsak több mint 100.000 miniszámítógépet helyeztek üzembe. A harmadik generáció korszakát kb. az 1965-1971-es évekre lehet tenni. A negyedik generációs számítógépek Az 1970-es évek közepe óta számíthatjuk az idejét és a mai napig tart. A gépek igen nagy integráltságú áramkörökből épülnek fel. Általánossá válik a félvezetős, integrált áramkörökből készült memória is. Nincsenek alapvető változások a számítógépek szervezésében, a korábban már bevezetett megoldásokat tökéletesítik. Az új technológiának köszönhetően tovább csökken a hardver ára, egy számítógéprendszer árának már akár 75%-a is lehet a szoftver. A számítógépek programozása szinte kizárólag magas szintű nyelveken történik. A távadat átvitel lehetővé teszi gyakorlatilag bármelyik két gép összekapcsolását és napjainkra már szinte mindegyik számítógép kapcsolódik valamilyen hálózathoz. Megjelenik a mikroprocesszor, majd ezt felhasználva megjelenik és rohamosan elterjed a személyi számítógép. Általánossá válik használatuk szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre, grafikára, adatbáziskezelésre, stb. Az ötödik generációs számítógépek Az egyik jelenlévő trend a számítógépek fejlesztésében a mikrominiatűrizálás, az igyekezet, hogy mind több áramköri elemet sűrítsenek mind kisebb és kisebb méretű chipekbe. A kutatók az áramkörök sebességét a szupravezetés felhasználásával is igyekeznek felgyorsítani. Az ötödik generációs számítógép létrehozására irányuló kutatás egy másik trend. Ezek a gépek már komplex problémákat tudnának alkotó módon megoldani. Ennek a fejlesztésnek a végső célja az igazi mesterséges intelligencia létrehozása lenne. Az egyik aktívan kutatott terület a párhuzamos feldolgozás, azaz amikor sok áramkör egyidejűleg különböző feladatokat old meg. A párhuzamos feldolgozás alkalmas lehet akár az emberi gondolkodásra jellemző komplex visszacsatolás utánzására is. Másik meglévő trend a számítógépes hálózatok fejlődése. Ezekben a hálózatokban már műholdakat is felhasználnak a számítógépek világhálózatának működtetésére. Folynak kutatások az optikai számítógépek kifejlesztésére is. Ezekben nem elektromos, hanem sokkal gyorsabb fényimpulzusok hordoznák az információt. Már ma is sokféle célra használják a számítógépeket az élet minden területén: a repülőgépek vezérlésére, a forgalom irányítására, szövegek és számok feldolgozására és az üzleti megbeszélések időpontjának nyilvántartására. A számítógépek a modern üzleti élet, a kutatás és a mindennapi élet nélkülözhetetlen szereplőivé váltak.
A szoftver fogalma
A számítógép hardver elemeinek működtetését végző programokat nevezzük szoftvernek. A hardver, a szoftver és a megfelelő képzettségű személy együttműködésének köszönhetően végzi el feladatait jól a számítógép. A számítógép hardvere önmagában csak az áram fogyasztására képes. Régebben az áram haladási irányával, az egyes elemek meghatározott sorrendű kapcsolásával határozták meg a feldolgozás menetét. Ezt nevezzük huzalozott logikájú programozásnak. Ez a többcélú készülékek használata esetén már járhatatlan út, hisz a számítógép ilyen programozását csak a hozzáértő, felépítését és működését teljes mértékben ismerő ember lenne képes elvégezni, nem is beszélve az alkatrészek kicsiny mérete miatti hozzáférési problémákról. A megoldás a szabadon programozható számítógép, a tárolt program, amely Neumann egyik elve volt. A konkrét feladatok megoldására alkalmas programokat csoportosítani szokás. A programok a gép és az ember közötti "távolság" alapján csoportosíthatóak: • rendszerszoftver - olyan programcsomagok, melyek a számítógéprendszer hardvererőforrásaihoz való hozzáférést, a számítógép szoftveres karbantartását, monitorozását valamint új szoftverek fejlesztését teszik lehetővé • operációs rendszer - az a programcsomag, mely vezérli a központi számolóegység működését, vezérli az alap INPUT/OUTPUT műveleteket és biztosítja a számítógép erőforrásaihoz való hozzáférést a felhasználó számára egy alap felhasználói felületen keresztül. • felhasználói szoftver - a felhasználók általános illetve speciális adatfeldolgozási, kommunikációs stb. igényeit kielégítő programcsomagok Szoftvertípusok A számítógép megvásárlásával az alapvető funkciókat biztosító programot is megkapjuk, a BIOS-t ( alap be- és kiviteli rendszert ). Mivel e nélkül a számítógép működésképtelen, ezért ez a program egy ún. ROM-ban ( Read Only Memory, azaz csak olvasható memória ) foglal helyet, amit az alaplapba beültetve kapunk meg. E program feladata a számítógép egységeinek ellenőrzése, alapfunkcióinak irányítása, a gépi szintű folyamatok vezérlése, valamint az ember és a gép közötti kapcsolatot megteremtő program keresése. Az operációs rendszert kisebb gépek esetében szintén ROM-ba égetve kapjuk meg, de egyre inkább már külön kell megvásárolnunk. Operációs rendszernek nevezzük a számítástechnikában a számítógépeknek azt az alapprogramját, mely közvetlenül kezeli a hardvert, és egy egységes környezetet biztosít a számítógépen futtatandó alkalmazásoknak (például szövegszerkesztők, játékok stb.). Azaz „Olyan programrendszer, amely a számítógépes rendszerben a programok végrehajtását vezérli: így például ütemezi a programok végrehajtását, elosztja az erőforrásokat, biztosítja a felhasználó és a számítógépes rendszer közötti kommunikációt.” Az operációs rendszer alapfeladatai: • a gépi erőforrások kezelése; • a programok működtetése; • a feldolgozás ütemezése; • az adatok kezelése és átvitele; • párbeszédes kapcsolattartás a gép kezelőjével; • a programok, adatok biztonságos tárolása; • működési zavarok jelzése, kezelése. Az operációs rendszerek csoportosítása A csoportosítás nagyon sokféle szempont szerint lehetséges. A számos szempont közül legalább a következőkel célserű figyelembe venni: • a felhasználók száma (egy illetve több felhasználó) • elérés módja (kötegelt, interaktív és valós idejű) • multiprogramozás foka (egy- vagy többáramú) • a hardver mérete (nagy-, kis- és mikrogépes) • a rendszer struktúrája (centralizált, elosztott vagy hálózati) Hagyományosnak tekinthető az operációs rendszerek történeti kialakulását követő felosztás: • egyfelhasználós (eredetileg kötegelt) • kötegelt multiprogramozott• • időosztásos• • valós idejű• • elosztott és hálózati I/1 Általános célú operációs rendszerek: • Egyfelhasználós (monouser) 1. Egyfelaldatos: Az első operációs rendszerek voltak ilyenek Egyszerre csak egy prodram fut a gépen.(DOS) 2. Többfeladatos: Egy felhasználó több feladatának időben párhuzamos végrehajtására képes.(Windows) • Több felhasználós 1. Egyfeladatos: Az operációs rendszer egymástól független munkák végrehajtási igényét fogadja. Ezekből olyan parancskötegek(batch) hozhatók végre amelyek egymást követően hajtandók végre.A kötegelt rendszer tartozéka a munkavezérlő nyelv (job controll language) 2. -Többfeladatos: A program alapelve hogy a központi egységet valamilyen ütemezési stratégia szerint ciklikusan rendeli hozzá a tárban elhelyezett programokhoz kihasználva a kényszerű várakozási időt. Több felhasználó feladatát is képes látszólag egyidejűen elvégezni. A védelmi feladatok itt nagyon fontosak és sokrétűek. I/2 Speciális operációs rendszerek • Hálózatos:A hálózatos operációs rendszerek feladata a hálózati igények kiszolgálása, a feladatok megosztása több gép között.(nowell netware) • Valós idejű:Ezeket a rendszereket főként a folyamatvezérlésekre fejlesztették ki.A gépbe az adatok érzékelőkön keresztül érkeznek. Az operációs rendszer feladata a jelek elemzése és az elemzéstől függő vezérlő mechanizmus aktiválása. Felépítése: Az operációs rendszerek alapvetően három részre bonthatók: a felhasználói felület (a shell, amely lehet egy grafikus felület, vagy egy szöveges), alacsony szintű segédprogramok és a kernel (mag) amely közvetlenül a hardverrel áll kapcsolatban. A kernel feladatai: • Ki- és bemeneti eszközök kezelése (billentyűzet, képernyő stb.) • Memória-hozzáférés biztosítása • Processzor idejének elosztása • Háttértárolók kezelése o Fájlrendszerek kezelése A shell feladatai: • Kapcsolattartás a felhasználóval (felhasználói felület) • Alkalmazások futásának kezelése (indítás, futási feltételek biztosítása, leállítás) • Alkalmazások számára egységes rutinkönyvtár biztosítása (API) Alkalmazói szoftverek Valamilyen speciális feladat megoldására, vagy a felhasználó munkájának megkönnyítésére teszik alkalmassá a számítógépet. A fontosabb alkalmazási területek: • szövegszerkesztés, -feldolgozás, kiadványkészítés; • adatbázis-kezelés, döntés-előkészítés; • táblázatkezelés, információ grafikus megjelenítése; • számítógéppel támogatott tervezés, gyártás, raktározás stb.; • számítógéppel támogatott oktatás és szimuláció; • szórakoztatás, játék; • hasznosságok, szerszámok ( utility, tools ): az operációs rendszer hiányosságainak h) pótlása, használatának kényelmesebbé tétele. Fejlesztő rendszerek Az operációs rendszert és az alkalmazásokat programozók készítik valamilyen programozási nyelven. Ezeket a nyelveket a számítógéphez való közelisége szerint szokás csoportosítani. A közvetlenül 0 és 1 jelek sorozataként előálló jelsor a gépi nyelv. A CPU-ban tárolt utasításokat használjuk ekkor. Az assembly vagy gépi kód már egy köztes programon keresztül hajtódik végre. Más néven ezek az alacsony szintű nyelvek. A közepes és magas szintű nyelvek utasításai fordítók ( compiler-ek ) vagy értelmezők ( interpreter-ek ) közreműködésével hajtódnak végre. A programozó által valamilyen szintű nyelven leírt szöveget nevezzük forráskódnak. Ebből állítja elő a CPU a fordító vagy az értelmező segítségével a futásra kész gépi nyelvű tárgykódot. Ezt hajtja aztán végre a CPU a program futtatásakor. Az interpreter a végeredményt nem rögzíti a tárban, így folyamatosan jelen kell lennie, míg a fordító a tárgykódot tárolható formában állítja elő, így csak a futtatható állomány előállításáig van rá szükség. Szoftverek használatának jogi szabályozása Szerzői jog illeti meg az összes művészeti, irodalmi-írói, zenei és egyéb szellemi terméket, alkotást, így a szoftvereket is. Ezen termékek sokszorosítása és nyilvános bemutatása csak a szerzőt illeti meg ( elvileg még halála után is). Azonban ezt a szerzői jogot is ki lehet játszani, ekkor az úgynevezett méltányolható felhasználásról beszélünk: így bizonyos körülmények között megengedett az adott termék másolása és nyilvános bemutatása is (pl.: egy kép felhasználása illusztráció készítésének céljából vagy egy irodalmi műből kivett szövegrészlet kritika vagy elemzés készítésekor). A szerző azonban még ekkor is élhet a perelés jogával, de ha csak a teljes szellemi alkotás kis részét használtuk fel, és a felhasznált adat mennyisége csekély az egészhez képest a bíróság valószínűleg felmenti az alperest. Számos CD-Rom, illetve DVD lemez biztosít lehetőséget a tartalom egyes elemeinek (hang; kép; szöveg) felhasználására és másolására, azonban ezek is kiadványonként változnak és a pontos paramétereket ezzel kapcsolatban a licenszszerződés tartalmazza, amit a kiadvány megvásárlásakor fogadunk el. Mindezek alapján egyértelműen kiderül, hogy a szerzői jog által védett termékek (SZOFTVEREK és DVD FILMEK is) másolása, terjesztése és nyilvános közzététele csak is akkor legális, ha ezekre a Szerzői Jogvédő Hivataltól vagy magától a szerzőtől kérünk engedélyt. Vagyis NE másoljunk, terjesszünk és módosítsunk szerzői jog által védett dolgokat ( DVD FILMEK, JÁTÉKOK, EGYÉB SZOFTVEREK ), mert ezt a magyar törvény BÜNTETI!!! Napjainkban a jogi korlátozás az informatika szinte minden területére kiterjed. A legfontosabb és leggyakoribb a programok, adatbázisok és hálózatok jogi szabályozása. Szoftverekre vonatkozó jogok: A szoftverek jogi védelméhez a már említett említett szerzői jog és az úgynevezett blankettszerződés tartozik. Blankettszerződésekkel találkozhatunk egyes kereskedelmi programok vásárlásakor és telepítésekor. Ez írja le, hogy a vásárlással együtt milyen jogokat kaptunk az adott programmal kapcsolatban és leírja az ezek megszegésekor életbe lépő jogi ellenlépéseket. Érdekesség, hogy amikor megvásárolunk egy programot nem kapunk tulajdonjogot, hanem az adott példány kizárólagos használói leszünk. Az elfogadott liszensz lehetővé teszi egy biztonsági másolat készítését, a program használatát, illetve működésének megfigyelését, továbbá szól arról is, hogy mennyi gépre lehet a programot feltelepíteni és szól a bérbeadás korlátozásáról is. Ezek azonban programonként változnak, hiszen agy operációs rendszerre vonatkozó jogok szigorúbbak.Adathordozók A lemezes egységek kapacitásának növelésének alapvető módszerei a tárolási sűrűség (átviteli sebesség) és a lemezek, fejegységek számának növelése. Az adattárolási sűrűség emeléséhez a fejeket közelebb kellett vinni a lemez mágneses felületéhez. Ennek következményeként merevebb hordozóanyagot, és tiszta, légmentesen zárt környezetet kellett biztosítani, a forgási sebességet lényegesen meg kellett növelni. Az egyszerű kivitelű meghajtókban emiatt nem lehet a lemezcsomagot cserélni. Az újabb fejlesztésűek között cserélhető lemezes változatokat is találunk. A meghajtók jellemzésére a kapacitásukat, átlagos elérési és a fejléptetési időt, az elérhető maximális adatátviteli sebességet a sávok, a fejek, az adott szektorméret mellett kialakítható szektorok számát használják. Lényeges paraméter még az alacsony írási áram bekapcsolási határa, az előkompenzáció mértéke és kezdő sávszáma. Az adathordozó merev, általában alumíniumból készült lemezre felvitt mágnesezhető réteg. Anyaga régebben ferrid-oxid volt, újabban a "thin film", vagy a "metal film" elnevezésű többrétegű, kobaltot, foszfort, nikkelt, krómot tartalmazó bevonatot használnak. Ez a réteges szerkezet nagyobb írássűrűséget enged meg és kopásállóbb, mint a hagyományos bevonat. A nagyobb kapacitás elérése érdekében több lemezt helyeznek el egymás fölött. A lemez 3600 fordulat/perc fordulatszámmal forog. A fej nem érintkezik közvetlenül a mágnesezhető réteggel, de minimális magasságban repül felette. A felhajtóerőt a lemez felületén a gyors forgás miatt létrejövő légpárna biztosítja. A légpárna csak a lemez forgásával alakul ki, a lemez leállásánál, vagy indításánál a fej leérhet a lemezre. Ha a lemez egy pontján többször is leér a fej, megsérülhet a mágnesezhető réteg. Ha ez a pont az adattárolási területen helyezkedik el, egy vagy több szektor beolvashatatlanná válhat. Ezért célszerű a fejeket kikapcsolás előtt egy olyan sávra vinni, melyet nem használunk adatok tárolására. Az MSDOS merevlemez partíciót kezelő FDISK programja a lemez legnagyobb sorszámú sávját erre a célra fenntartja. Különös óvatosságot igényel a meghajtó szállítása is. Egyrészt a mechanikai ütésektől, rázkódástól kell óvni. Csak parkolópályára állított meghajtót szállítsunk! Másrészt ha szállításkor lényegesen lehűl a meghajtó, újra meleg helyre kerülve bepárásodhat. Ilyen esetben használatbavétele előtt meg kell várni míg felveszi a környezete hőmérsékletét. Még a hordozható számítógépekbe épített típusok sem használhatók szállítás közben. Négyféle mechanikai mérettel készültek, készülnek merev lemezes meghajtók mikroszámítógépekhez: 8, 5.25, 3.5, 2 inch-es szabványmérettel. A 8 inch-es típusok, a hasonló méretű floppymeghajtókkal együtt mára már elavultak, használatuk megszűnt. Kapacitásuk 5-10 Mbyte, átlagos elérési idejük 50-100 ms, adatátviteli sebességük 600-800 Kbyte/s volt. Hasonló sors vár a napjainkban még sok helyen használt 5.25"-os típusokra is, melynek adatai az előbbi sorrendben: 20-40 Mbyte, 25-50 ms, 625 Kbyte/s. A méret csökkenésével együtt megfigyelhetjük a kapacitás és az adatátviteli sebesség növekedését, az elérési idő és a teljesítményigény csökkenését. Winchester meghajtók A mikroszámítógépekhez optimalizált, nagy kapacitású, megbízható tároló. Adat hordozója mágneses felületű lemezek együttese, melyet a meghajtóba építve légmentesen zárt házzal együtt szerelnek a számítógépbe. Működése: Több mágneslemez van felfűzve egy tengelyre a lemezfelületek között író olvasó fejek találhatók, melyeket egy karmozgató mechanizmus mozgat sugár irányban szervomotorok segítségével, a harmonikus mozgás érdekében a tengely nagy fordulatszámmal forog, (6000-9000 1/perc) így a lemez bármely pontjára elmozdulhat a fej. A gyors forgó mozgás miatt a fejek nem érnek a lemezhez, hanem lebegnek felette. Az adatok a mágneses lemezfelületen fizikailag koncentrikus körök mentén helyezkednek el. Minden sáv szektorokra van bontva ez a legkisebb egység, amit azonosítani tud a rendszer így a lemez egy tetszőleges adat azonosításához szükséges részekből áll. Formázáskor ezeket a sávokat és szektorokat alakítjuk ki. Fat 16 1 szektor = 32 kbyte Fat 32 1 szektor = 4 kbyte Minden winchestert vezérlő működtet, ez elhelyezkedhet a HDD-n, a gépben lévő vezérlő kártyán vagy az alaplapon (ez a korszerű). Floppy meghajtók A mágneslemez- egységek a hosszú távú adattárolás eszközei. A jelrögzítés módja hasonló a hangszalagéhoz. A kör alakú, műanyag vagy bitenként- egy igen kicsiny terület mágnesezettsége formájában- az adatokat. A mágnesezettségi szintek érzékelését és megváltoztatását az ún. író-olvasó fej végzi, amely hasonlít a magnó fejéhez. Ez a fej a lemez bármely pontját elérheti, mert a lemez forog, és a fejet egy léptetőmotor sugárirányban mozgatja. A fej a hajlékonylemezhez hozzáér, míg a merevlemez esetén néhány mikronra halad el a felület felett. A lemezen az adatok megfelelő logikai és fizikai sorrendben helyezkednek el. Egy új, még nem használt mágneslemezen ki kell alakítani a tároláshoz és eléréshez szükséges struktúrát: ez a formattálásnak nevezett folyamattal történik. A lemezén sávokat és szektorokat alakítanak ki. A sávok koncentrikus gyűrűk, míg a szektorok a gyűrűk kisebb ívdarabjai. Egy szektor általában 512 B tárolására alkalmas. E kettő tartja nyilván az egyes állományok fizikai helyzetét a lemezen. A cserélhető hajlékonylemez meghajtót angolul floppy disc drive-nak szokás hívni, röviden FDD. Ezek fő előnye az olcsóságuk és a viszonylagosan nagy tárolókapacitásuk. Elsődleges szerepük az egyszerű adatáramlás megvalósítása gépek között, de használhatók biztonsági tárolásra is. Az IBM PC család különböző tagjai eltérő módon fornatált lemezeket használnék, éppen ezért célszerű áttekinteni méret és formátum szerint a típusokat. A DS jelzés a kétoldalasságra (Double Sided), a DD és A HD az adattárolás sűrűségére utal (Double Density és High Density). A meghajtók inkább csak felülről kompatibilisak, azaz egy AT-n 360 KB-ra formattált lemez XT-n nem használható teljes biztonsággal. A lemezek kezelését a védőtok felirata általában tartalmazza. A borítón kialakított nyílásig teszik lehetővé az íróolvasó fej és a meghajtó motor hozzáférését. További nyílás az 5 1/4 típusoknál a pozícionálást segítő szinkronlyuk és az írásvédelmi célokat szolgáló oldalsó bevágás. Ezt leragasztva a lemez csak olvashatóvá tehető. A meghajtó a behelyezett lemezt a retesz zárásakor rögzíti az ún. orsóhoz, amelyet a meghajtó motor közvetlen meghajtással forgásba hoz. Az állandó sebesség fenntartásáról a szinkronnyílás segítségével egy külön áramkör gondoskodik. A két oldalról lemezhez simuló író- olvasó fejeket együtt mozgatva pozícionálja a megfelelő sáv fölé a léptetőmotor. A meghajtók általában intelligens berendezések, azaz önálló processzorral és memóriával rendelkeznek. Saját operációs rendszerük van, amely a meghajtóban elhelyezett állandó tárban, egy ROM-ban foglal helyet. A lemezre való íráskor a fejhez az adatok a saját memóriából erősítőkön keresztül jutnak el. Az írás folyamata előtt egy fénykapcsoló ellenőrzi az írásvédettséget. A folyamat egy belső óra "ütésére" történik. A 16 Mhz-es alapfrekvencia felosztása határozza meg az írás ütemét. Az írás helyét a tartalomjegyzékben is rögzíti. Kiolvasásnál a megfelelő fordulatszám elérése után a tartalomjegyzékből kikeresi az állomány fizikai helyét, rápozícionál, leolvassa a jeleket a lemezről, majd a belső tároláshoz és műveletekhez megfelelő formára alakítja. Végül átalakítva továbbítja a csatornákon a CPU felé. Mindkét folyamat alatt egy LED jelzi fényével a felhasználónak, hogy lemezművelet folyik. Fix vagy merev mágneslemezes egybe van építve a meghajtóval, és a lemez anyaga fém. Ekét tulajdonság miatt sokkal nagyobb jelsűrűség érhető el, kisebb az elérési idő. Az állandóan 3600 percenkénti fordulattal forgó lemezkötegbe benyúló író-olvasó fejek lényegesen finomabban pozícionálhatók. Ma már elérik a lemezeken a 255-1000 sáv/inch sűrűséget is. A Seagate cég 1980-ban dolgozta ki a szabványt adó elveket. Az új technológiának köszönhetően igen nagy az elérhető írássűrűség: 3-30 millió bit/négyzetinch. Ez részint a pozícionáló motorok fejlesztése, a fej méretének csökkenése és az újabb anyagokkal való kísérletezéseknek az eredménye. A merevlemezes tárat szokás winchesternek is hívni, vagy a hard disc driver rövidítéséből HDD-nek. Tárlókapacitása lemezszámtól függően eléri már az 2 GB-ot is. Az átmérő nagysága megfelel a 3,5 vagy 5,25 inches lemezmeghajtóknak. Létezik már cserélhető kivitele is, főleg a laptopokban használják. Napjainkban kezd teret hódítani az optikai tár, amely műkökésében hasonlít a CD lemezjátszókhoz, de a lemez speciális anyagának köszönhetően többször lehet rá írni. Magas ára miatt nem terjedt még el. Az egyszer írható CD-WORM ára lényegesen alacsonyabb, ezek terjedőben vannak. Utóbbi típus gyenge lézerrel olvas, erős lézernyalábbal viszont képes kb. 1 mikron átmérőjű lyukakat égetni a lemez fényvisszaverő réteget takaró festékrétegbe, így felszabadítva a fényvisszaverő réteget a lézer előtt. A sávok bitsorozatok, melyek a lemez felületén kialakított koncentrikus körök mentén helyezkednek el. Ezeket a köröket sávoknak nevezzük, melyek száma 40 vagy 80. A szektor a mágneslemezek struktúrájának része: egy bizonyos középponti szöghöz és egy sávhoz tartozó terület. Minden sáv szektorokra van felosztva, melyek száma 8 és 18 között van. A szektor az az egység, amely önállóan írható és olvasható. Egy szektor mérete a PC-ken 512 byte. Egy új, eddig még nem használt lemezen a sávokat nekünk kell kialakítani a számítógéppel, melyet formattálásnak nevezünk. A formázás az a folyamat, melynek során a mágneses adathordozóra jeleket írunk, melyek a sávokat és szektorokat jelölik meg. Egy lemez formázása elott a mágneses felszín csak össze-vissza jeleket tartalmaz. A formázás bizonyos rendet visz ebbe a káoszba oly módon, hogy vonalakat húz a sáv- és szektorhatárokra. A pontos részletek ettol egy kicsit eltérnek, de most ez lényegtelen. Az viszont fontos, hogy formázás nélkül nem használhatók a lemezek. A szóhasználat kicsit zavaros itt: az MS-DOS alatt a ''formázás'' a fentieken kívül még a fájlrendszer létrehozását is jelenti. Ott a két folyamat gyakran vegyítve van, különösen a floppyk esetében. Ami ez esetben fontos az az, hogy a valódi formázást alacsony szintű formázásnak, a fájlrendszer létrehozását magas szintű formázásnak nevezik. UNIX-os körökben ezeket a folyamatokat formázásnak illetve fájlrendszer létrehozásnak nevezik. Ezt a szóhasználatot követjük a továbbiakban. IDE és SCSI lemezekre a formázást többnyire a gyárban végzik, és sosem kell megismételni, így általában nem is kell vele törődni. A merevlemezek ''házi'' formázása rosszabb eredményekhez vezethet, mert pl. a lemezt speciálisan kell formázni, hogy a hibás szektorok automatikus áthelyezése működhessen. A merevlemezek, melyeket meg kell vagy meg lehet formázni, gyakran igényelnek speciális programot, mivel a formázás meghajtón belüli logikája meghajtóról meghajtóra más és más. A formázó program gyakran a kontroller BIOS-ában van, vagy egy MS-DOS program; egyik sem használható könnyen Linux alól. (Igaz, többnyire nincs is rájuk szükség.) A formázás során rossz foltokat észlelhetünk a lemezen, amit hibás blokknak vagy hibás szektornak nevezünk. Ezeket néha maga a meghajtó kezeli le, de még ebben az esetben is szükséges lehet tenni valamit, hogy biztosan elkerüljük a hibás részek használatát, ha a hibás szektorok száma nagyon megnövekszik. Ennek logikája bele van építve a fájlrendszerbe; a hibás szektorokról szóló információ megadásáról lásd a lentieket. Egy másik lehetőség, hogy létrehozzunk egy olyan partíciót, amely csak a lemez rossz részeit fedi le; ez jó ötlet lehet, ha a rossz folt nagyon nagy, mivel a nagy mennyiségű hibás szektor néha megzavarja a fájlrendszereket. Ugyanazon a sávon levő két vagy több olyan szektort, amelyet az operációs rendszer együttesen kezel klaszternek nevezzük. A klaszterek használatával növekszik a fájl-összeillesztési sebesség. CD-ROM meghajtók Manapság a CD-ROM meghajtók a számítógépek szinte nélkülözhetetlen elemei, minden gépnek ugyanolyan tartozékai, mint a merevlemez. A CD-ROM számos területen használható fel, így például a szórakoztatásban, az oktatásban, az üzleti életben, az iparban, stb. Néhány éve a CD-ROM lemezek még szinte elérhetetlen árúak voltak, ma már nem drágábbak a többi számítógép-alkatrésznél. A CD-ROM működési elve, a lézeres technológia: A LASER a Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation kifejezésből képzett mozaikszó, jelentése: fényerősítés a sugárzásnak gerjesztett emissziója révén. A lézer jellemzői: • a lézert két párhuzamos tükör közötti optikai olyan közeg alkotja, amelyben elektro-, vagy fotolumineszcencia idézhető elő. Az elektro-, ill. fotolumineszcencia alatt azt a jelenséget értjük, melynek során az elektromos tér változásai, vagy fény hatására egyes atomok, molekulák gerjesztődnek, s a gerjesztés hatására a részecskék ( spontán emisszió révén ) fényt bocsátanak ki. • az alkalmazott optikai közeg anyagi minőségétől függően beszélhetünk folyadék, gáz vagy szilárd-kristályos lézerről. • monokromatikus a keletkező fény-nyaláb (egyszínű) • térben és időben koherens • nagy intenzitású • párhuzamos sugarakból álló nyalábnak tekinthető. • a jelenlegi CD-ROM-ok többsége olyan fényt használ, amely a színspektrum kisebb frekvenciájához tartozik, mint például a vörös és a sárga. A magasabb frekvenciájú lézerrel dolgozó CD-ROM-ok esetében még több adatot lehet ugyanakkora helyen tárolni. A CD-ROM működése: • sűrűségi határ: a mágneses felvételnek és lejátszásnak van egy sűrűségi határa. Ennek egyik oka az anyag mágneses tulajdonsága ( minden sáv között egy meghatározott távolságnak kell lennie, hogy az egyik sávon lévő jel ne zavarja a másikat ). Ezenkívül az író/olvasó fejek érzékenysége is határt szab a sűrűségnek. Az optikai technológiával készült lemezeknél ez a határ sokkal kedvezőbb, mivel az egyes jelek nem zavarják egymást, és a lézersugarat jól lehet fókuszálni. • adattárolás: a hajlékonylemezek és merevlemezek koncentrikus sávokat használnak, ezzel szemben a CD-ROM lemezek a hagyományos hanglemezekhez hasonlóan egy spirálban tárolják az adatokat. A spirál azonban nem kívülről, hanem belülről indul. Két szomszédos csíkja a spirálnak 1.6 mikron távolságra van egymástól, így egy 25 mm-es sávban 16000-szer fordul meg a sprirál, ami kinyújtva kb. 4.8 Km hosszú lenne. • A mágneslemezeknél egyes területek mágnesezve vannak, jelezve az 1-es állapotot, mások nincsenek mágnesezve, jelezve a 0-ás állapotot. A CD-ROM lemezre felvételkor a lézer vagy barázdákat éget ( 1-es állapot ), vagy ép felületet hagy ( 0-ás állapot ). A lemez lejátszásakor a sávra lézersugár fókuszálódik, s a lemez hátoldalán lévő rétegről visszaverődik. Az épen hagyott felületről sokkal több fény verődik vissza, mint a barázdált felületről, így a visszavert fényt érzékelve lehet az 1-es és 0-ás állapotokat meghatározni. • A CD-ROM lemezek esetén a szektorok 2048 byte-osak. Minden szektor eleje egy 12 byte-os szinkronmezőt és egy 4 byte-os fejlécmezőt tartalmaz. Mivel csak egy spirál van, a fejlécmező a szektor címét perc:másodperc:századmásodperc formában tartalmazza. • A kódolásra két különböző módszer van. Az első ( mode 1 ) 288 byte-ot ad minden szektorhoz hibadetektáló ( EDC, Error Detection Codes ) és hibajavító kódok ( ECC, Error Correction Codes ) számára. így egy szektor a szinkronmezővel, a fejlécmezővel, az EDC/ECC-vel, és az adattal összesen 2352 byte hosszú.Ezt a kódolási módot akkor használják, ha fontos az adatok biztonsága. A spirális sávon kb.270000 szektor van, így 270000 szektor * 2048 byte/szektor, 552 960 000 byte, azaz 552 Mbyte hely van az adattárolásra. A másik módszer, a kettes mód ( mode 2 ) nem használ hibadetektáló és javító kódokat, így a tárolható adatmennyiség 630 Mbyte. • sebesség: A mágneses lemezek esetén problémát okozott az, hogy minden sávban ugyanannyi szektor van, ezzel a lemez belső részén nagyobb lesz az adatsűrűség. Ennek kiküszöbölésére szolgált a Zone Bit Recording eljárás. A CD-ROM lemezeknél ilyen probléma nincs, mivel a szektorok fizikai hossza állandó. Ha a forgási sebesség állandó, akkor a spirálnak az olvasófejhez viszonyított sebessége a lemez külső részén sokkal nagyobb lenne, mint a belső részeken. Ezért a CD-ROM olyan rendszert használ, amely képes változtatni a meghajtó sebességét attól függően, hogy a lemez melyik részét olvassa. Ezzel biztosítják, hogy a fej és a lemez egymáshoz viszonyított sebessége állandó. Ezt állandó lineáris sebességnek ( CLV, Constant Linear Velocity ) nevezik. Például a külső részen a meghajtó kb. 200 ford./perc fordulatszámmal, míg a belső részen kb. 530 ford./perc fordulatszámmal forog. A CD-ROM-ok fejlődésével egyre gyorsabb CD-ROM olvasókat készítettek. Először az említett sebességeket kb. megkétszerezték, ezeket a meghajtókat nevezték 2X -es sebességű CD-ROM- oknak. Természetesen a fejlesztés tovább folytatódott, így ma már a 24X-es sebességű CD-ROM olvasók kaphatók. Sőt, megjelentek elérhető áron a CD-ROM olvasó/írók is. Az átviteli sebesség sokáig egyáltalán nem változott, maradt a kezdeti 75 szektor/másodperc, azaz kb. 150 Kb/s érték. Majd a CLV növelésével az átviteli sebesség is elkezdett nőni. így a 2X- es sebességű CD-ROM-ok már 300 Kb/s, a 4X-esek már 900 Kb/s átviteli sebességgel rendelkeznek. A 6X-os sebességű CD-ROM-ok már lehetővé teszik a videofilmek finom, életszerű lejátszását. A hagyományos zenei lemezeket továbbra is az eredeti 150 Kb/s -os átviteli sebességgel kell lejátszani. • pufferelés: A lemezről beolvasott adatok először egy puffertárba, vagy gyorstárba kerülnek, s csak ezután dolgozza fel őket a PC. Az eredeti MPC specifikáció 64 Kbyte-os puffert ír elő, de sok új rendszernek már 256 Kbyte-os, sőt akár 2 Mbyte-os puffere van. Általánosságban azt mondhatjuk, hogy minél nagyobb az átmeneti tár, annál finomabban lehet animációkat, filmszerű videókat futtatni (ne felejtkezzünk el a szoftveres gyorsítótáraktól sem ). • elérési idő: A CD-ROM meghajtók elérési ideje az MPC specifikáció szerint legalább 1000 ms. Ez meglehetősen lassúnak mondható, de ez csak elméleti érték, a valóságban a régebbi meghajtóknak is kb. 300-400 ms, az újabbaknak pedig 200 ms körül alakul az elérési idejük. Ez várhatóan a jövőben csökkenni fog. • interface: A CD-ROM-oknak is kell egy csatoló, vagy egy kártya, amelyik meghajtja, a működését vezérli, mint a merevlemeznek egy vezérlő,vagy interface. Szinte minden cég által gyártott CD-ROM csak a saját vezérlőjével működik. A telepítés során ügyelni kell arra, hogy az új kártya perifériacíme és megszakításcsatornája ne zavarja a már meglévő eszközökét. A CD-ROM-ok típusai is különbözőek. Vannak belső, külső meghajtók, SCSI vagy pl. IDE, EIDE csatolós ill. saját interface-vel rendelkező meghajtók. A CD-ROM telepítése Minden CD-ROM-hoz be kell állítani a megfelelő portcímet és megszakítást. De hogy ez hogyan történik, az típusonként változó. Általában a meghajtókhoz mindig kapunk egy lemezt, amelyen a meghajtószoftverek és azok telepítésének módja megtalálható. Miután az összes vezetéket bekötöttük és konfliktus sincs, már csak az eszközmeghajtó szoftvereket kell telepíteni. A lemezen kapott eszközmeghajtó szoftvert - amely gyártmányfüggő - kell a CONFIG:SYS állományban betölteni pl. a DEVICE parancs felhasználásával. A CD-ROM lemez Az üres lemezek műanyagból készülnek, átmérőjük 120 mm. Préselés után egyik oldalát fényvisszaverő alumíniumréteggel vonjék be. A bevonat vastagsága 2 mikron, amit vékony védőlakkal vonnak be azért, hogy megakadályozzák az alumínium oxidációját és elszennyeződését. Az alumíniumréteg sérülése esetén a lemez azon szektorai, amelyekre a sérülés kiterjed, olvashatatlanná válnak. Ugyanezt az eljárást használják a zenei CD-k készítésénél is. DVD meghajtók A DVD a CD-n alapszik, ahhoz hasonló: lézersugár tapogatja le a 12 milliméter átmérőjű műanyag lemezfelületét, ahol pontmintázat formájában található az információ. A CD-re 650 Mbyte adat fér, A DVD 4,7 Gigabyte-ot tárol.Ha csak az egyik oldalának egyik rétegét használják ki. Mindkét oldalának mindkét rétegének kihasználása esetén 18.8 gigabyte adat tárolására alkalmas. Ez a jelenleg ismert videotömörítő eljárásokkal 133-481 percnyi filmnek felel meg. De úgy, hogy a kép mellett három dimenziós sztereó zene és négynyelvű beszédanyag is elfér. Sőt a videokazettával szemben fent áll ugyanaz a különbség, mint a CD és az audiokazetta között. A DVD nem mágneses,a lézer nem érinti a lemezfelületet,a rögzítés digitális. Ebből adódóan az előnyei tehát: • a DVD élettartalma sokkal hosszabb. • kevésbé érzékeny a tárolásra. • a minősége többszöri lejátszás során sem változik • a DVD többcélú,mert ugyanaz a lemez szolgálhat adat-, program- es műsor tárolásra is. A megfelelő készülékekkel lejátszható tv-n és számítógépen egyaránt. • sőt a DVD mint következő generációs szerkezet olvassa a CD-t is. Kódolás: A filmforgalmazás szempontjából igen fontos követelmény a kódolás, mellyel a kalózkereskedelmet próbálják meggátolni. A DVD ezeknek a követelményeknek is megfelel. A lemezt nem lehet másolni, sem videokazettára átjátszani. A másolásnak az vet gátat, hogy az íráshoz való készülék jelenleg igen drága és csak ipari kivitelben létezik. Kazettára írni meg azért nem érdemes, mert a DVD nagyságrenddel jobb minőségű hangot és képet ad mint a mai átlagos videomagnók. Már csak az okoz jelentős problémát, hogy egyenlőre igen kevés műsor kapható,ilyen lemezeken melynek egyik oka hogy kevés készülék van forgalomban,amely pedig a magas árnak köszönhető. A jelenlegi komplett DVD készlet 240 ezer forintba kerül. A telepítése még nem túl egyszerű, így jelenleg PC-vel összeszerelve árusítják. A DVD lejátszó megtévesztésig hasonlít kívülről egy CD-olvasóra. Ahogy az egyoldalas lemezt is csak úgy lehet megkülönböztetni a CD-tol, ha betesszük a meghajtóba. Még egy igen érdekes dolgot tud a DVD, meg lehet indexelni a filmet,és a lejátszó félkép pontossággal a megjelölt pillanatban folytatja vagy kezdheti el a vetítést. Természetesen nem csak filmeket lehet DVD-re vinni. Kiválóan ráférnek azok a szerep és kalandjátékok amelyek manapság már több CD-t igényelnek. Több módszer áll rendelkezésre digitális videofilm vetítésre. A videotömörítés a mai csúcstechnológiai kutatások egyik fő célpontja. Vannak elterjedtebb, de nehézségekkel terhelt megoldások és egyedi jobbak. A gyártók arra törekednek, hogy a PC az otthoni elektronikus szórakoztatás középpontjává váljon. Ezzel szemben jelenleg nem tapasztalható,hogy a felhasználók tömegesen cserélnék le hifi berendezéseiket személyi számítógépekre. A Hitachi először PC perifériaként kívánja elterjeszteni a DVD-t. A DVD elterjedését gátolhatja a napokban megjelenő, 100-120 megabájtos hajlékonylemez. Valamint a CD írók folyamatosan csökkenő ára. Ráadásul a CD-ROM-on elérhető műsorválaszték lényegesen nagyobb mint jelenleg a DVD-nek Fájlrendszerek Fájlrendszeren (filesystem) azokat a módszereket és adatstruktúrákat értjük, melyeket egy operációs rendszer használ egy lemezpartíció fájljainak kezelésére. Ezt a szót még a lemez adott típusú fájlrendszert tartalmazó partíciójára is használják, vagy csak a típus megjelölésekor. Így pl. mondhatjuk, hogy ''Két fájlrendszerem van.'', ami azt jelenti, hogy két partíciónk van, melyeken a fájlokat tároljuk. Azt is mondhatjuk, hogy valaki ''extended fájlrendszert használ'', ami viszont az általa használt fájlrendszer típusát jelenti. A legegyszerűbb fájlrendszerek kizárólag különálló adatállományok, fájlok kialakítását teszik lehetővé, míg összetettebb változataikkal ezeket könyvtárakba lehet szervezni, és néhány kiegészítő információval (attribútumok) együtt tárolni. A modern fájlrendszerek ezeken kívül naplózási és titkosítási képességekkel is rendelkeznek, valamint lehetővé teszik hozzáférési szabályok és tetszőleges más metainformációk rögzítését a fájlok mellett. A legismertebb fájlrendszerek: FAT, NTFS, HPFS, ReiserFS, ext3fs, CDFS. A lemezpartíció és a rajta levő fájlrendszer közti különbség nagyon fontos. Néhány program, mint pl. a fájlrendszereket létrehozó programok, közvetlenül a lemez szektoraival dolgoznak. Ilyen program egy már esetleg meglevő fájlrendszert súlyosan megrongálhat. A legtöbb program viszont csak a fájlrendszert használva ír a lemezre, ezért ezek csak megfelelő fájlrendszert már tartalmazó partíción működnek. Mielőtt egy lemezpartíciót fájlrendszerként kezdünk használni, inicializálni kell, és a nyilvántartó adatstruktúrákat a lemezre kell írni. Ezt a folyamatot fájlrendszer készítésnek nevezzük. A három fontos és legelterjedtebb fájlrendszer: FAT, NTFS, CDFS FAT (File Allocation Table, állományallokációs tábla), ami az MS-DOS állományrendszere és elsősorban az MS-DOS-szal való kompatibilitást szolgálja, azzal felülről kompatibilis. Az ilyen állományrendszerrel (Windows NT alatt) formázott logikai lemezeket (merevlemez-partíciókat) az MS-DOS írni és olvasni is tudja. Főbb jellemzői: • a vele létrehozható legnagyobb logikai lemez kapacitása 4 gigabyte; • a Windows NT alatt támogatja a hosszú állománynevek használatát (meglévő MS-DOS-szal formázott partíciókon, logikai lemezeken is, a lemez újraformázása nélkül) • az állományok attribútumai megegyeznek az MS-DOS-beli attribútumokkal (a rendszer a legutolsó módosítás dátuma és ideje mellett az archív (Archive), rejtett (Hidden), rendszer (System), csak olvasható (Read-only), könyvtár (Directory) és kötetcímke (Volume label) attribútumok tárolását teszi lehetővé; • a logikai lemez gyökérkönyvtárában legfeljebb 512 bejegyzés lehet. • Továbbá érdemes tudni a következőket: a Windows NT-ben a FAT állományrendszer igényli adminisztrációs célokra a legkevesebb lemezterületet. Ezért azonban a teljesítménnyel kell fizetnie (állományok létrehozása és megtalálása viszonylag sokáig tart). A kompatibilitás biztosítása érdekében - a hosszú állományneveken kívül - nem tartalmaz többletlehetőségeket az MS-DOS-hoz képest. Ezt az állományrendszert akkor érdemes használni, ha számítógépünkön a Windows NT mellett MS-DOS vagy Windows 95 operációs rendszer is van, mert ezek nem tudják használni a nem FAT állományrendszerrel formázott (logikai) lemezeket. Másrészt érdemes a Windows NT betöltő állományait tartalmazó partíción a FAT állományrendszert használni, mert ebben az esetben a Windows NT konfigurációja MS-DOS segítségével is javítható, ha valami hiba folytán a Windows NT nem indul el a számítógépünkön. A Windows NT a FAT állományrendszer használatát a 400 Mbyte-nál kisebb kapacitású logikai lemezeken javasolja. Windows NT-ben a FAT az egyetlen állományrendszer, amely hajlékonylemezeken is használható. CDFS (CD_ROM File System) Ezt csak a CD-ROM-ok olvasására használja a Windows NT és mivel ez egy speciális, csak olvasható fájlrendszer, most nem részletezem. Annyit érdemes tudni róla még, hogy a Windows NT 4.0-ban ha egy CD-ROM lemez gyökérmappájában található egy AUTORUN.INF nevű állomány, akkor az abban meghatározott programot a CD behelyezésekor az operációs rendszer automatikusan elindítja. NTFS (New Technology File System, új technológiájú állományrendszer), ami a Windows NT saját állományrendszere és lehetővé teszi hozzáférési jogok adását, a működés közbeni állománytömörítést és hibatűrő partíciók létrehozását. Ezek akár ugyanazon gép különböző meghajtóin, partícióin működhetnek, de a Windows NT-ben az állományrendszer egy logikai meghajtó jellemzője, és ezért egy logikai meghajtón belül csak egyfajta állományrendszer lehet. Ezt a logikai meghajtó formázásakor ki kell választani. Ebben a fájlrendszerben lehetőség van: • a 255 hosszú fájlnevek használatára, mint a VFAT fájlrendszer esetén (a vegyesen (kis- és nagybetűvel) kevert állománynevek úgy kerülnek tárolásra, mintha csupa nagybetű lenne, de visszakapjuk a beírt nevet, betűhelyesen. Nem lehet azonban két állományunk Próba.txt és PÓBA.TXT névvel, mert mindkettő ugyanúgy kerül a könyvtárban tárolásra. A POSIX alrendszer érzékeny a kis- és nagybetű megkülönböztetésére a fájlnevekben) • AZ NTFS biztosítja, hogy minden egyes fájlrendszer objektumhoz egyedi hozzáférési jogosultságokat rögzítsünk, meghatározzuk a tulajdonost és • eseménynaplózást állítsunk be. • Az NTFS jóval nagyobb partíciókat képes kezelni, mint a FAT. Elméletileg 16 Ebájt (1 Exabyte=2^60 byte) lehet a maximális méret, de a valóságban felépített rendszerekben a fájlméret maximuma 4 és 16 GB között van, míg a maximális partíciós méret 2 Tbájt (1 Terabyte=2^40 byte) lehet a mai merevlemezek és a PC architektúra korlátai miatt. Az NTFS partíciók legkisebb javasolt mérete 50 MB (Az NTFS-sel formázott logikai lemezeken az adminisztrációs adatok legalább 1,5 Mbyte lemezterületet igényelnek, ezért az NTFS állományrendszer nem használható hajlékonylemezen) • Az NTFS tartalmaz egy kifinomult tömörítő rendszert, amelyet egész meghajtóktól egyedi könyvtártakig vagy fájlokig egyaránt használhatunk. A dokumentumok esetén 50%-os, az alkalmazások esetén 40%-os tömörítést érhetünk el. Azokon a területeken érdemes beállítani a tömörítést, amelyeket nem módosítunk, mivel a tömörített állományok írási műveletei érezhetően lassúbbak, míg a fájlolvasási sebessége kielégítő marad. • Az NTFS képes arra, hogy automatikusan érzékelje és kiiktassa a meghajtókon előforduló hibás clustereket. A megjelölt hibás terület helyett másikat használ. • Az NTFS támogatja a Macintosh fájlokat és teljes egészében megfelel a POSIX.1 követelményeknek, vagyis kisbetű-nagybetű érzékeny elnevezéseket használ • megjegyzi a fájl utolsó használatának időpontját • lehetővé teszi kapcsolatok (link) kialakítását, vagyis két különböző név ugyanazt az adatot jelölheti • a teljes UNICODE karakterkészlet használatát lehetővé teszi Partíciók kombinálása Windows NT-ben lehetőség van arra, hogy több (esetleg különböző merevlemezeken lévő) elsődleges partícióból egyetlen logikai lemezt hozzunk létre. Ebben az esetben a volume set-nek (kötetkészlet) nevezett kombinációt kell létrehoznunk a Disk Administrator (Lemezfelügyelő) programmal. Ezt a merevlemezeken lévő szabad területekből hozhatjuk létre és formázhatjuk FAT vagy NTFS fájlrendszerrel. Később még bővíthetjük újabb particionálatlan szabad területeket felhasználva. Vigyázni kell, mert a volume set-eket csak a Windows NT tudja írni és olvasni, és más operációs rendszerből (MS-DOS, OS/2) nem láthatóak és a Windows NT maga csak elsődleges partícióról vagy kiterjesztett partícióban lévő logikai lemezről tölthető be, volume set-ről nem! A Windows NT-ben ezen kívül még lehetőség van olyan logikai lemezek létrehozására is, amelyek több (legalább három!), közelítőleg egyforma méretű partíción helyezkednek el. Valamennyi partíció külön merevlemezen van. Az ilyen kombinációt stripe set-nek nevezi a Windows NT (a magyar változatban csíkkészlet), amelyben az adatok felírása során az első 64 kbyte-os blokkot az első, a másodikat a második stb. merevlemezre írja. Ekkor, ha a merevlemez-vezérlőnk lehetővé teszi a merevlemezek párhuzamos, egyidejű használatát (a legtöbb vezérlő nem ilyen!), jelentős sebességnövekedést érhetünk el, mert több adatblokkot egyszerre olvashat be a rendszer. A könyvtár, állomány fogalma, használata A számítógépének a merevlemezén (winchesterén) vagy a hajlékonylemezen (floppyn) az adatokat, információkat valamilyen rendezett formában kell tárolni, hogy könnyen, gyorsan tudjon vele dolgozni. A merevlemezen vagy floppyn az adatokat ún. állományokban tárolja a számítógép. A számítógépen lévő programok is állományokból állnak. • az állományok és a könyvtárak nevei DOS alapú operációs rendszerben maximum 8 karakter lehet és célszerűen nem tartalmaz ékezetet Windows 95-ben az állományok és könyvtárak neve maximum 255 karakter lehet. A nevek csak számokat és betűket tartalmazhatnak különleges karaktereket nem (pl.: , ; * ? stb.). Mindegyik operációs rendszerben az állományok kiterjesztése maximum 3 karakter lehet. • a könyvtárak és állományok neveit tetszőlegesen írhatja nagy- ill. kisbetűvel is. • a könyvtáraknak nincsenek kiterjesztései. Minden meghajtón van egy főkönyvtár és lehet több alkönyvtár. Az alkönyvtárak további alkönyvtárakat tartalmazhatnak. • állományok mind a fő ill. alkönyvtárakban is elhelyezkedhetnek. Úgy érdemes könyvtárakban az állományokat elhelyezni, hogy logikailag tartozzanak össze, így könnyen megtalálható a kívánt állomány. • az állományok két részből állnak: névből és kiterjesztésből. A kiterjesztés az állomány típusának azonosításában segít. Az állományok nevét és kiterjesztését egy pont választja el. Néhány fontosabb kiterjesztés : exe, com, bat indítható állományok txt, asc, doc szöveges állományok bmp, pcx, tif képet tároló állomány Ezek közül a legfontosabbak az indítható állományok. Ezek segítségével tudjuk a program futtatni. Tehát ha egy program több állományból áll (ez az általános), akkor elsőként az indító állományát kell elindítani. Ezek kiterjesztése: exe, com, bat. Ezen állományokat a Windows 95 egy képpel, grafikával (ikonnal) jelöli. Ha valamelyikre rákattint majd, akkor az a program elindul. A Windows 95-ös operációs rendszer az állományokat értelmezi, felismeri és a jelentésüknek megfelelő ábrát (ikont) tesz a nevük elé. Most tekintsen vissza az első ábrához és nézze meg, hogy az állományoknak mennyire változatos ábrái vannak. Az állományokról, könyvtárakról és ezek használatáról részletesen olvashat még a Windows 95 operációs rendszer Intézőjénél. Ezeken kívül, ha elkészít egy levelet, rajzot vagy akármilyen munkát azt mindig egy állományként menti el a számítógép valamilyen lemezre. Így ha egy dokumentumot elkészített és elmentett, akkor azt egy állomány (Fájl) formájában találhatja meg azon a lemezen, ahova a mentés történt. A hajlékonylemezes meghajtóknak „A" vagy „B" a betűjele, a merevlemezes meghajtókat „C" betűtől felfele jelölik A mappák és állományok biztonsága Nagyszámítógépes rendszereket tipikusan több felhasználó használhat. Ilyenkor megoldandó probléma, hogy a felhasználók ne tudják véletlenül a rendszer biztonságát megingatni. Ezért jó, ha nem férnek hozzá a fontos rendszerfájlokhoz. Ezen kívül egymás adataihoz sem biztos, hogy jó, ha korlátozás nélkül hozzáférhetnek. Egyrészt a titkos adatok védelme miatt, másrészt a véletlen törlések miatt sem. Viszont valamennyi hozzáférést általában érdemes engedélyezni a csoportos munkák elősegítése érdekében. Ezen problémák megoldására szolgálnak a hozzáférési jogok. A Windows NT-vel csak az arra jogosult (a felhasználó-adatbázisban szereplő) felhasználók dolgozhatnak, és az egyes felhasználók a számítógép felett különböző jogokkal rendelkeznek. Ezek a rendszerszintű hozzáférési jogok igen árnyaltan szabályozhatók, de a számítógép egészére érvényes beállítások megváltoztatására alapjában véve csak az adminisztrátoroknak (az Administrators csoport tagjainak) van joguk. Viszont az egyes felhasználók az általuk létrehozott erőforrásokhoz meghatározhatják, hogy kik hogyan férhetnek hozzá. A Windows NT-ben az egyes erőforrásokhoz (a Windows NT szóhasználatával: erőforrás-objektumokhoz) való hozzáférést külön-külön is szabályozhatjuk. Ilyen erőforrások például: • az egyes állományok, mappák; • a nyomtatók; • a hálózaton keresztül elérhető erőforrások. Állományokhoz hozzáférési jogokat csak NTFS állományrendszerrel formázott partíción vagy logikai lemezen rendelhetünk. FAT használata esetén nem! A hozzáférés korlátozása azt jelenti, hogy meghatározhatjuk, hogy az egyes felhasználók milyen műveleteket hajthatnak végre az állományokon. Ilyen műveletek: • az állomány olvasása; • az állomány lefuttatása (természetesen csak futtatható kiterjesztésű állományok esetén); • az állomány módosítása (írása); • az állományhoz tartozó hozzáférési jogok megváltoztatása; • az állomány feletti tulajdonjog átvétele. • az állomány letörlése Az állományok törlésük után a Lomtárba kerülnek. Egy törölt állomány mindaddig a Lomtárban marad, amíg nem üríti az adott állományt vagy az összes állományt a Lomtárból. A Lomtár a mappalista többi mappájához hasonlóan működik, ami azt jelenti, hogy megjelenítheti a Lomtár tartalmát, a benne lévő állományokat pedig megnyithatja, és megtekintheti tartalmukat. A Lomtárban található állományok törlése vissza is vonható. Az így helyreállított tételek visszakerülnek abba a mappába, amelyből törölte őket. A GroupWise Windows rendszerre készült változatában lehetőség van a Lomtár automatikus kiürítésére megadott számú nap elteltével. Ha Ön vagy a GroupWise rendszergazda beállította ezt a lehetőséget, a Lomtárban lévő állományok automatikusan törlődnek a megadott számú nap eltelte után. Hozzáférési módok: • No access (nincs hozzáférés): a felhasználónak vagy a csoportnak tételesen megtiltjuk az állományokhoz való hozzáférést • Read(olvasás): az állományok olvasása és futtatása • Change(módosítás): az állomány olvasása, futtatása, módosítása (írása) és letörlése • Full control (teljes hozzáférés): jog az állományok olvasására, futtatására, írására, letörlésére, a hozzá tartozó hozzáférési jogok megváltoztatására és a tulajdonjog átvételére Az állományokat könyvtárakba rendszerezhetjük. Ha egy igazi könyvtárhoz hasonlítjuk az állományokat és a számítógépünkön lévő könyvtárakat, akkor az állományok jelentik a könyveket, míg a könyvtárak a polcokat a floppy- vagy merevlemezek pedig magukat a könyvtárépületeket. Fontos tudni, hogy a könyvtárak, fájlok eléréséhez mindig meg kell adnunk azok pontos elérési útvonalát, azaz, hogy hol helyezkednek el a könyvtárstruktúrában. Nem kötelező azonban mindig a gyökérkönyvtárhoz képesti elhelyezkedést, azaz az abszolút elérési utat megadni, hanem az aktuális könyvtárhoz képesti, relatív elérési útvonal is elegendő. Mindig választhatja azt a módszert, mely egyszerűbb, rövidebb parancssorhoz vezet. A saját könyvtárunkra ~ jellel is hivatkozhatunk. Adatvédelem
Az adatvédelem a személyes adatok gyujtésének, feldolgozásának és felhasználásának korlátozását jelenti, az érintett személyek védelmét biztosító alapelvek, szabályok, eljárások, adatkezelési eszközök és módszerek összességével együtt.(1992 évi LXIII.tv.). Személyes adaton a következoket értjük: meghatározott személlyel (továbbiakban érintett) kapcsolatba hozható adat, az adatból levonható, az érintettre vonatkozó következtetés. A személyes adat az adatkezelés során mindaddig megorzi e minoségét, amíg kapcsolata az érintettel helyreállítható, az 1992. évi LXIII. Tv. a személyes adatok védelmérol és a közérdeku adatok nyilvánosságáról szóló tv. szerint. Az adatkezelés az alkalmazott eljárástól független személyes adatok felvétele, tárolása, feldolgozása, hasznosítása (ideértve a továbbítást és a nyilvánosságra hozatalt), adatkezelésnek számít az adatok megváltoztatása, és tovább felhasználásának megakadályozása is. Fentieknek megfeleloen személyes adatnak tekinthetok egy vállalatnál, szervezetnél az alkalmazottak, és a szerzodés alapján a vállalatnál munkát végzo, harmadik fél munkatársainak adatai. Továbbá a hatályos jogszabályok a bankoknál a banktitkot, és értékpapír titkot képezo, a biztosító intézeteknél a biztosítási titkot képezo ügyfél adatokat, valamint vállalatoknál üzleti titkot képezo ügyféladatokat a személyes adatokkal azonosan értelmezik, és azonos kezelést írnak elo. Az adatvédelmi elvek (és jogszabályok) szempontjából egyébként nemcsak a “tényadat”, hanem a származtatott adat, az adatból levont következtetés, sot egyes esetekben a “vélekedés” is (pl. egy jövobeni esemény bekövetkeztére, mondjuk adós viselkedésére vonatkozó becslés) is személyes adatnak minosül, amennyiben meghatározott személlyel kapcsolatba hozható. A személyes adat alkategóriája (részhalmaza) az un. különleges adat (az adatvédelmi törvény és a nemzetközi dokumentumok tételesen felsoroljak ezeket, pl. vallás, politika, szex, priusz stb.), és a különleges adat mar a törvény erejénél fogva is fokozott védelmet kell élvezzen. Az adatvédelem megvalósítása A jogszabályoknak, szabványoknak megfeleloen a biztonság szempontjából az adatvédelem megvalósításához szükséges: ? az adatok osztályozása. Az osztályozás a védelmi intézkedések erosségének az adatok biztonság kritikussága, azaz osztályozása szerinti meghatározásához szükséges, és az adat biztonságkritikusságán, illetve biztonság érzékenységén alapul. ? meghatározása annak, hogy mely adatok tekintendok az adott vállalatnál, szervezetnél biztonság kritikus adatoknak. Például különösen szolgáltató vállalatoknál nagy érdekek fuzodnek ahhoz, hogy az ügyfelek adatait (mint például a bankoknál vagy távközlési vállalatoknál), amelyek lehetnek személyes adatok, mint a magán ügyfelek adatai, vagy vállalati adatok, védendo adatoknak nyilvánítsuk. Az adat fogalma Az adat fogalma a BS 7799 Brit informatikai szabvány szerint: Az adat tények, elképzelések, utasítások formalizált ábrázolása ismertetés, feldolgozás, illetve távközlés céljára. Az adatbiztonság fogalma Az 1992. évi LXIII. Tv. Az Adatbiztonság címu fejezetében a következoket mondja ki: 10.§. (1) Az adatkezelo köteles gondoskodni az adatok biztonságáról, köteles továbbá megtenni azokat a technikai és szervezési intézkedéseket és kialakítani azokat az eljárási szabályokat, amelyek e törvény, valamint az egyéb adat- és titokvédelmi szabályok érvényre juttatásához szükségesek. (2) Az adatokat védeni kell különösen a jogosulatlan hozzáférés, megváltoztatás, nyilvánosságra hozás vagy törlés, illetoleg a sérülés vagy megsemmisülés ellen. Ezt az adatok, bizalmasságának, sértetlenségének, és a rendelkezésre állásának szervezési (humán, jogi), és technikai (fizikai, logikai) védelmével lehet megvalósítani, ugyanis a rendelet más megfogalmazása ennek, de egyértelmuen errol van szó. Adatvédelem valamilyen fokú adatbiztonság nélkül a gyakorlatban nem valósítható meg, azonban fordítva lehetséges: tökéletes adatbiztonság (az adatkezelo – például a zsarnoki fonök – érdekében) nulla adatvédelemmel párosítva (senki és semmi sem védi az adatalanyt, mondjuk a beosztottat). Az informatikai biztonság- és titokvédelem Az adat az informatikai eroforrások egyike. Az eroforrások védelmének, az informatikai biztonságnak azonosak a követelményei az adatbiztonságéval, éspedig az eroforrások bizalmasságának és/vagy sértetlenségének és/vagy rendelkezésre állásának védelme. Ezzel a titokvédelem foglalkozik. Az adatbiztonságnál az adat tehát bovebb fogalom, mint az adatvédelemnél, amely csak a személyes adatokra vonatkozik. A bizalmasság azt jelenti, hogy valamit csak korlátozott számú kevesek ismerhetnek. A bizalmasság védelme a felfedés elleni védekezést jelenti. A sértetlenség azt jelenti, hogy valami az eredeti állapotának megfelel, és a forrása is eredeti (hitelesség). A sértetlenség védelme a jogosulatlan változtatás elleni védelmet jelenti. A rendelkezésre állás az eroforrások olyan állapota, amelyben eredeti rendeltetésének megfelelo szolgáltatásokat nyújtani tudja (muködoképesség), meghatározott helyen és idoben (elérhetoség). A rendelkezésre állás védelme az eroforrás (-ok) szolgáltatásai folyamatosságának védelmét jelenti. Ezért a Titokvédelem az informatikai eroforrások biztonsági osztályozásával foglalkozik, amelybol a védelmi követelmények a késobbiekben meghatározhatók. A védelmi intézkedések lehetnek: ? Szervezési védelmi intézkedések ? Biztonsági szervezet szabályozása ? Humán védelem ? Iratkezelés szabályozása (papír-, és elektronikus alapú) ? Biztonsági dokumentációk biztosítása ? Kockázat áthárítás ? Technikai védelmi intézkedések ? Fizikai, és logikai hozzáférés védelem ? Fizikai, és logikai rendelkezésre állás biztosítása ? Hálózatok védelme ? Információ rendszerek életciklusa alatti védelme. Az osztályozás Az adatok osztályozására egy példa (gazdasági szervezeteknél): Védelmi osztály Adatok A. Titkos Üzleti titkot képezo adatok B. Bizalmas Személyes adatok C. Belso használatra Belso használatra szóló adatok D. Nyilvános Nyilvános adatok Minosítést a jogszabályban meghatározott, elsosorban állami szervezetek, az osztályozást a gazdasági szervezetek végezhetnek. Adatvédelem vagy adatbiztonság? Az adatvédelem a fentiek értelmében a titokvédelemmel együtt azt mondja meg, hogy mit kell, és a biztonság kritikussága függvényében mennyire megvédeni, míg az adatbiztonság, az informatikai biztonság azt határozza meg, hogy az adatvédelmi, titokvédelmi osztályozást figyelembe véve az informatikai eroforrásokat hogyan kell megvédeni, valamint a védelmi intézkedéseket meg is teszi. A címben megfogalmazott kérdésre tehát a válasz: és. Az analóg jelek digitálissá alakítása (jelátalakítás) A “természetes” információhordozók így a hang, a fény, elektromágneses hullámok stb., analóg jelek, rezgésük amplitúdójának időbeni változásaként jellemezhetőek. Grafikusan ez szabálytalan hullámok formájában ábrázolható. Ha analóg jelet akarunk rögzíteni, több problémába ütközünk: ? minden jelátvitelre használt eszköz, amin átmegy a jel és az az által képviselt információ, automatikusan meg is változtatja azt valamilyen mértékben. ? továbbá ezek az eszközök működésük zajait, fényhatásait is hozzáadhatják a jelhez, ezáltal is akaratlanul torzítva azt. ? az emberi fül számára hallható (20-20 ezer Hz) tartományban egy-egy hang nem önmagában, hanem a felharmonikusaival együtt adja a hangszínt (és a hangélményt). A felharmonikusok gyakran az egész magas frekvenciatartományba esnek, ami azt jelenti, hogy a hangérzékelo és jeltovábbító rendszer minden elemének is követni kell ezt a frekvenciát. Az eszközök tehetetlensége miatt azonban ez nem teljesül, az átvitel sávszélessége gyakran szukebb a jel tartományánál. Ezen hibák elkerülésére az analóg jeleket digitalizálják olyan módon, hogy abból másodpercenként akár 40 ezerszer (!) is mintát vesznek. Ezeket a mintákat aztán már számsorként kezelik, amely így már adatfolyamot képez. És mivel a számok továbbítása és másolása már sokkal egyszerűbb, mint a hullámrezgéseké, megfelelő eszköz használatával a jelátalakítás már szinte torzulásmentes. Azonban a digitalizálás során is felléphetnek hibák: ? az egyik hibalehetoség abból adódik, hogy a mintavételkor kapott számok csak diszkrétek lehetnek (valamely egység egész számú többszörösei). Ha az egység nem elég kicsi, a kerekítés miatt a kapott értékek torzíthatnak. ? a másik hibalehetoség a mintavétel gyakoriságával kapcsolatos. Ha a mért jel túl gyorsan változik, a minta ezeket a változásokat nem tudja követni, ezért a visszaalakításkor az eredetitol egészen eltéro hullámforma és hang alakulhat ki. Az analóg jel visszaállításakor az adatokat egy digitál-analóg átalakítóba küldik, amely a digitális jeleknek megfelelo kimeno feszültségeket ad. Az így kapott hullámforma általában nagyon jól egyezik az eredetivel.
Az Internet története
A gyökerek a hatvanas évekig nyúlnak vissza, a történet katonai fejlesztések civil szférába való átszivárgásával kezdődött. Abban az időben merült föl ugyanis az USA-ban egy kevéssé sebezhető számítógép-hálózat szükségessége, amelynek egy esetleges atomtámadás után megmaradó részei működőképesek maradnak. Dwight Eisenhower elnök - a szovjetek űrversenybeli sikereit ellensúlyozandó, a Szputnyik 1 fellövésének hírére - elrendelte kutatásokat finanszírozó projektet. Kidolgoztak egy többközpontú, csomagkapcsolt (ahol az adatok továbbítása kisebb csomagokban történik) hálózati kommunikációs rendszert (az NCP protokollt), mely a mai TCP/IP szabvány ősének tekinthető. Ezen az elven kezdett működni 1969-ben az ARPANET, és a katonai felhasználásokon kívül a csomagkapcsolt adattovábbítás további kutatásra szolgált, de egyes egyetemek, katonai bázisok és kormányzati laboratóriumok kutatói is használták elektronikus levelezésre, fájlok cseréjére és távoli bejelentkezésre egymás számítógépei között. 1972-ben megszületett az első e-mail program. 1974-ben jelent meg először az "Internet" kifejezés, egy a TCP protokollról szóló tanulmányban. 1983-ban, azután, hogy az addig szigorúan ellenőrzött az ARPANET-ből MILNET néven leválasztották a hadászati szegmenst, megszületett a mai fogalmaink szerinti Internet. 1988 pedig az első Internetes féregvírus-járvány (worm) éve volt. A National Science Foundation felismerte, hogy a hálózat döntő fontosságú lehet a tudományos kutatásban, ezért igen nagy szerepet vállalt az Internet bővítésében. 1985-86 között építették ki az NSF 6 szuperszámítógép-központját, és az így kialakult hálózatot (mely az NSFNET nevet kapta) összekapcsolták az ARPANET-tel. Az NSFNET több bővítés után (optikai kábeleket fektettek le, újabb vonalakat hoztak létre, ma is az USA domináns gerinchálózata. Az ARPANET formálisan 1989-ben szűnt meg, hogy helyét átadja a fejlettebb gerinchálózatoknak. Az NSFNET mellett jelentős részben már magáncégek hálózatain folyik a kommunikáció. Az azóta eltelt években több száz különálló hálózaton több tízezer számítógépet kapcsoltak a folyamatosan növekvő Internethez és ez a növekedés napjainkban is tart. Az Internet adatforgalma manapság óriási. A 80-as évek végén az NSFNET-hez hasonló elvek alapján számos országban szerveződtek gerinchálózatok. Ezek mindenekelőtt a hatalmas információs és számítástechnikai erőforrásokkal rendelkező NSFNET-hez igyekeztek csatlakozni, de gyakran egymással is kiépítették közvetlen kapcsolataikat. Az utóbbi években a távközlési cégek, kommunikációs vállalatok meglátták az üzleti lehetőséget az Internet technológiájú számítógép-hálózatokban, ill. a hozzájuk kapcsolódó alkalmazásokban így megjelentek az ilyen szolgáltatásokat kínáló üzleti vállalkozások, ill. ezek saját gerinchálózatai. Az Internet talán legfontosabb szervező, összefogó ereje az Internet Society (ISOC). A társaság nyílt, tagja lehet bármely szervezet vagy magánszemély. Célja az Internet technológiával történő információcsere összehangolása, fejlesztése. Az ISOC által felkért, nagy szakmai tekintéllyel rendelkező önkéntesek feladata hogy állást foglaljon alapvető stratégiai kérdésekben, felelős a szabványok elfogadásáért, ill. a szabványosítást igénylő kérdések meghatározásáért és az Internet címzési rendszer karbantartásáért. Az Interneten nincsen központ, nincs "egy" központi gép. Minden, a hálózatra kötött gép egyszerre fő- és alállomás. Az Internet tehát olyan elméleti szerveződése a számítógépeknek és telefonvonalaknak, amelynek bármely pontja képes kapcsolatot teremteni bármely másik pontjával. Az eredetileg katonai és szakmai célokra tervezett hálózat gyorsan általános kommunikációs, információtovábbító médiává vált, majd maguktól adódtak az emberi kapcsolatteremtés újabb, sokszor korábban soha nem ismert formái. Az eredetileg elsősorban oktatási intézményekben elérhető hálózatra egyre több intézmény, szervezet, cég kapcsolódott, a szolgáltatást hamarosan a nagyközönségnek is felkínálták. Az elektronikus levelezés forradalmát gyorsan követte a "hírcsoportok" forradalma, majd az egyre újabb és sokoldalúbb információkereső- és továbbító eszközök elterjedése, amelyek 1992-ben úgy tűnik, egy "természetes" végponthoz, a WWW-hez vezettek: innentől a számítógépekhez nem értő laikusok is könnyedén, minden tanulás nélkül navigálhatnak az Internet óceánján. A WWW az európai részecskefizikai kutatóintézet, a CERN szülötte. Tim Berners-Lee és Robert Cailliau elgondolásai alapján olyan rendszer született, ami az elmúlt tíz évben forradalmasította a kommunikációt. 1998-ra mintegy 300 millióra nőtt a web dokumentumok száma, és a Web naponta további másfél millióval bővül. A gyors elterjedésből és egyszerű kezelhetőségből eredeztethető a korábban a felhasználó szempontjából ingyenes, nonprofit hálózat kommercializálódása is: az óriási és egyre növekvő, többé már nem csak profi számítástechnikusokból álló Internet-közösség hatalmas üzleti lehetőségeket rejt, sőt, az emberek közötti kommerciális kapcsolatok teljesen új formáit teszi lehetővé. Az operációs rendszer kezelőfelülete (Microsoft Windows XP Professional) Az általam az otthoni számítógépen használt operációs rendszer a Microsoft Windows XP Professional. Mint minden grafikus operációs rendszernek, az XP kezelőfelületének is két, jól elkülöníthető része van: az Asztal és a Tálca. Mindkét területen ikonokat tudunk elhelyezni, melyek vagy programokat vagy az azok által létrehozott dokumentumokat vagy mappákat nyit meg. Létrehozhatunk még parancsikonokat is, melyek kizárólag arra szolgálnak, hogy a kiválasztott helyre mutassanak, megkönnyítve az adott hely elérését. Az ikonokat, dokumentumokat, programokat mappákba rendezhetjük, melyek legnagyobb előnye az, hogy logikusan elrendezve a tartalmukat áttekinthetővé teszik. A mappák létrehozása során a felhasználó mappastruktúrát hoz létre a merevlemezen. A Tálca a képernyő alján látható, alapértelmezésben kék színű, vékony sáv, mely alapvetően a programok gyorsindítására szolgál. A Tálca igény szerint elrejthető, jobb kattintással a Tuljadonságokra kattintva. Legfontosabb eleme a Start menü, melyet a Windows logója ékesít és ahonnan könnyen elérhetjük a számítógépre telepített legfontosabb programokat és mappákat a Minden program menüpont alatt, mint például a Képek, Zene vagy a Vezérlőpult ill. Hálózati helyek mappáját is. Ezek vagy ikonként vagy felsorolásként jelenítik meg tartalmukat, amely szintén beállítható, azaz, hogy milyen mappák jelenjenek meg vagy azokból hány, tetszőlegesen változtathatóak. Beállítható opció továbbá a legutoljára megnyitott programok kilistázása valamint itt is be lehet állítani ennek mennyiségét. Szintén, a Start menü felső részén kapott helyet a felhasználó nevét kijelző ikon és kép. Rákattintva állíthatjuk be a felhasználó nevét, megjelenítendő képét, a felhasználói fiók jelszavát és minőségét (rendszergazda vagy vendégfiók). A Start menüben kiemelten jelenik meg az alapértelmezett levelező- és böngészőprogram, az XP esetében általában a Microsoft Outlook és Explorer. A Start menüt elérhetjük a billentyűzet Windows logót ábrázoló billentyűje segítségével is, ha a klaviatúrán van ilyen. Ha több programunk van megnyitva ablakokban, akkor azok ikonja a Tálcán is megjelenik. Ezek közül az ikonok közül választva érthetjük el az adott program ablakát. Az ikonokon megjelenik a programnév illetve a programban megnyitott dokumentum neve is. A billentyűzetről az ablakok közt az ALT+TAB kombinációval válthatunk. Az ikonok nemcsak ilyen módon jeleníthetőek meg, hozhatók létre a Tálcán, hanem létrehozhatunk kis gyorsindító ikonokat is. Ezek segítségével rögtön el tudjuk érni a kívánt alkalmazást, ahelyett, hogy a mappastruktúrában vesznénk el és ez is a legnagyobb előnye. Kis hátránya, hogy ha sok van belőlük és mindet akarjuk látni, akkor a megnyitott ablakok ikonjainak szánt terület rovására megy a Tálcán. A Tálca fontos elemei még a nyelv beállítását szolgáló ikon, mely a nyelv angol rövidítésével jelenik meg és rákattintva megjeleníti a számítógépre telepített nyelvek listáját. A lista alján található Nyelvi eszköztár parancs leveszi a Tálcáról az ikont és a képernyő felső részére helyezi egy kis méretű eszköztár formájában. A Tálca jobb szélén helyet kapott még a rendszeridő-kijelző, melyre ha ráhúzzunk a kurzort, a dátumot is kiírja. Néhány program gyorsindító ikonja is megjeleníthető itt de ez többnyire programfüggő. Az Asztal a képernyő egészét lefedi a Tálca kivételével (kivéve ha az el van rejtve). Alapértelmezésben, közvetlenül az operációs rendszer feltelepítése után egy lankás háttérkép jelenik meg rajta látványfokozást szolgálva. Eleinte csak a jobbalsó sarokban a Lomtár ikonja jelenik meg. Ez az egyik alapvető ikon az Asztalon. Lehetővé teszi a feleslegessé vált fájlok merevlemez(ek)ről történő törlését, növelve ezzel a szabad területet a winchester(ek)en. Ikonképe egy átlátszó kukát ábrázol, melyen az újrahasznosítás szimbóluma szerepel. A többi fontos ikont az Asztalra jobb kattintással megjelenő legördülő lista Tulajdonságok menüpontjának kiválasztása után annak Asztal fülét választva Az asztali elemek testreszabása nevű ikon útján jeleníthetjük meg. Talán a legfontosabb ikon ezek közül a Sajátgép. Ez teszi lehetővé a számítógépre csatlakoztatott hardverek és telepített szoftverek elérését de jobb kattintás után a számítógép legelemibb tulajdonságait is megtekinthetjük. Ikonképe egy monitort és egy gépházat ábrázol. A Dokumentumok ikonja a felhasználó által létrehozott dokumentumok listáját tartalmazza. A számítógépes munkavégzés elengedhetetlen eszköze. Ikonképe egy mappát ábrázol, amiben egy dokumentum található. Fontos megemlíteni még a Hálózati helyek ikont is, ami a számítógépre csatlakoztatott hálózat(ok) legfontosabb tulajdonságait és kapcsolódási mivoltukat tartalmazza. Az XP, mint mindegyik operációs rendszer tartalmaz kisebb segédprogramokat. Ezek sokfajta feladat áthidalására készültek és használatuk jelentősen megkönnyíti a felhasználó munkáját. Szórakozásra is lehetőséget nyújtanak de néhányuk rendszerkarbantartó jellegű. Ezek közül sorolok fel egy párat: Zenelejátszásra, videózásra a telepítés utáni alapértelmezett program a MediaPlayer. Az egyik legsokszínűbb program a lejátszószoftverek választékán. AudioCD-ről lehet bemásolni zenefájlokat, CD-írást is lehetővé tesz illetve Médiatárba rendezi a felhasználó zenéit, videóit. Látványosan jeleníti meg az éppen lejátszott tartalmat beépülő moduljai és különböző képi megjelenítései révén. Multimédia lejátszást tesz még lehetővé a Hangrögzítő is, igaz jóval szerényebb látvánnyal és minőséggel. Hasznos segédprogram még a Számológép, mellyel gyors de pontos számításokat végezhetünk. A program egy tudományos számológép funkcióival is rendelkezik. A Paint egy egyszerű rajzprogram, segítségével mégis nagyszerű grafikákat készíthetünk. A WordPad pedig egy leegyszerűsített szövegszerkesztő. Rendszerkarbantartó segédprogramok közül néhány: Ütemezett feladatok, mellyel a számítógép karbantartása céljából kijelölt feladatokat meghatározott ütemezés szerint hajthatjuk végre. A Lemeztöredezettség-mentesítő a merevlemezek és csatlakoztatott egyéb adattároló perifériák szektorait vizsgálva töredezettségmentesíti azokat. A Lemezkarbantartó a számítógépen talált felesleges fájlok törlésével szabad területet szabadít fel a merevlemezen. Persze még jó néhány kisebb program található az XP-ben, melyek legalább annyira fontosak a maguk nemében, mint az előbb felsoroltak. Mindezek kényelmesebbé, egyszerűbbé, gyorsabbá teszik, tehetik a számítógépen végzett munkavégzést. Információs társadalom kialakulása a számítógépek fejlődésének következtében
A mai fejlődő technika következtében elterjedő számítógépek egyre jobban életünk részei lesznek. A számítógépek kifejlesztésének idején a még csak Amerikában használatos számítógépeket még csak katonai célokra használták. Aztán az első személyi számítógépek piacra kerülése után - a kompatibilitás miatt – ezek egyre olcsóbbak lettek, így egyre több, tehetősebb ember tudta megvásárolni ezeket. A PC-k egyre elterjedtebbek lettek és a folyamatos fejlesztések következtében egyre több mindenre lehetett őket használni a mindennapi élet során is. Kifejlesztették az Internetet, ami eredetileg az egyetemek közötti kapcsolatteremtés eszköze volt, mára azonban már egy csomó dolgot el sem bírunk nélküle képzelni – létrejött az e-mail-ezés rendszere, ami az egyes, olykor egymástól nagy távolságokra lévő emberek kommunikációs problémáit is egy csapásra megoldotta és az adatátvitelről, az adatcseréről még nem is esett szó. Az Internetre kapcsolódva létrejöttek a legkülönbözőbb célokra létesített helyi- vagy országos szintű hálózatok is. Ma már a fontosabb dolgokat, mint például egy ország népesség nyilvántartását vagy a bankközi információáramlást is mind ezekkel a hálózatokkal intézik. Igen hamar rájöttek arra, hogy az Internet mekkora lehetőségeket rejt magában – nagyszerű reklámfelület és információs óriáslexikon is egyben, ahol az ember mindent elérhet, vagy megtudhat, amire szüksége van. Mindezek miatt ma már rengeteg ember dolgozik a számítógépekkel vagy azok környezetében, az amerikai Szilícium-völgyben pedig egy kész iparág fejlődött ki a számítógépes fejlődésből és ezáltal egyben tovább is fejleszti azt. Kialakult az információs társadalom – olyan mai modern társadalmakat jelöl, amelyben az emberek életét valamilyen szinten már meghatározzák a számítógépek. Egyre elterjedtebbek a műszaki áruházak újságaiban is gyakran látható laptopok – hordozható számítógépek. Ezek lehetővé teszik hogy a munkavállalók akár otthon is kényelmesen dolgozhassanak. Ezt a jelenséget mobilitásnak hívunk és ez az információs társadalmak egyik legfontosabb jellemzője. A másik fontos jellemző pedig a már fentebb említett otthoni munkavégzés. A felhasználók mobilitását (a méret és súly csökkentése miatt természetesen bizonyos kompromisszumok árán) tovább növelik azok a kisméretű számítástechnikai eszközök, a személyi asszisztensnek (PDA) elkeresztelt kisméretű számítógépek, melyek fejlődése a határidőnaplónak, jegyzettömbnek és számológépnek használható menedzserkalkulátoroknál kezdődött. A HP több mint egy évtizeddel ezelőtt vezette be a piac első kézi számítógépét, majd megjelentek más gyártók is (pl. 3Com, Palm, Compaq, Handspring, Psion). Ezek az eszközök folyamatosan fejlődtek; viszonylag lapos és kicsiny készülékek voltak, valamilyen billentyűzettel felszerelve. A kezelhetőséget korlátozta, hogy a billentyűzet vagy túl kicsi volt, vagy ha nagyobb volt, akkor a teljes gép méretét kényelmetlenre növelte. A kézírás-felismerés megbízhatóvá válásával megindult a fejlődés. A gyártók némelyike elhagyta a billentyűzetet, s kialakultak a tollszerű eszközzel (stylus) kezelhető gépek. Ezek vagy felismerik a használó írását, vagy egészen apró virtuális billentyűzetet rajzolnak a képernyőre, s azon vihetünk be a gépbe adatokat. A kínálat ilyenformán két részre szakadt: billentyűs gépekre és tollasokra (bár sok billentyűshöz toll is van, és az érintőképernyőn azt is lehet használni). A képernyők előbb egyszínűek voltak, majd utóbb megjelentek a színesek, bár az első példányok még nehezek voltak, és a kis színmélység csökkentette a felhasználói komfortérzetet. Azóta sokat fejlődött a kijelzőipar, s ma már gyakoriak a 65535-féle színt megjelenítő panelek. A hardver fejlődésével párhuzamosan sokat változott ezeknek a gépeknek a szoftveres környezete is. Alaposan össze kellett sűríteni a gépekben futó operációs rendszert és a tárolandó adatokat is. Az idők folyamán a Palm OS és az epoc operációs rendszerek mellett megjelent a színen a Microsoft Windows mobil változata (Windows CE, Pocket PC, Windows Mobile) is. A kezdeti Windows változatok még e karcsúsított formában is igen erőforrás-igényesek voltak, ezért e mini-PC-k először nem is voltak igazán sikeresek. Azóta viszont jelentősen fejlődtek a hardvereszközök, és a Microsoft is fejlesztette az operációs rendszert. Ettől mára két táborra szakadt a kisgépek piaca: a mobil Windows valamely változatával működőkre, és a más operációs rendszerűekre. A Microsoft a Windows felől haladt a kisgépek felé, a többi szoftvergyártó viszont a kisgépek sajátosságait (tárkapacitást, processzorsebességet és stabilitást) figyelembe véve fejlesztett. A gépekhez hosszú időn át kétségtelenül jobban illett a speciális operációs rendszer, hiszen az kevesebb erőforrást használ; a Microsoft azonban egyre nagyobb részesedést nyer ezen a területen is. A mai modern kéziszámítógépek teljesítménye (a processzor órajele, a gép memóriája) összevethető a néhány évvel ezelőtti asztali számítógépekével. A növekvő teljesítmény mellett a mobil eszközök különleges adottságaihoz tervezett operációs rendszerek fejlődése lehetővé teszi, hogy a tenyerünkbe vehető apró géppel a már megszokotthoz hasonló szoftverkörnyezetben gyakorlatilag minden irodai feladatunkat elvégezhessük: a mobil Windows operációs rendszerrel például együtt érkezik a mobil Outlook, Word, Excel, Internet Explorer, Terminal Server kliens, az MSN Messenger és a Windows Media Player. A felhasználó ma már a szótártól kezdve a játékokon át a térképprogramokig sokféle programot kap az elterjedtebb gépekhez. Az újabb PDA-k továbbá lehetővé teszik a vezeték nélküli hálózatokhoz (Bluetooth, WiFi) való kapcsolódást, illetve USB, soros, vagy infravörös porton lehetővé teszik az asztali számítógépünkkel való kapcsolódást (pl. e-mail fiókunk szinkroniálását), vagy infravörös kapcsolattal mobiltelefonunkhoz kapcsolódva a mobil internetezést. Kódolás
A kód fogalma: a kód, az információk kifejezésére, közlésére, megjelenítésére szolgáló rendszer. A kód az információt hordozó szimbólumokat, a szimbólumokból felépített szavakat, valamint a szimbólumok és szavak összekapcsolásának szabályait tartalmazza. A kódhoz az információn keresztül jutunk. A kódolás elméletének áttekintő vizsgálatára, azért van szükségünk, mert a jelkapcsolatok általában nem zavarmentesek és szeretnénk biztonságosabb, minél kisebb zavarokkal jelkapcsolatokat fenntartani. A továbbiakban a kód fogalmában szereplő további fogalmakat kell meghatározni: ? szimbólumkészlet: azoknak a szimbólumoknak az összessége, amelyek az információ szerkesztéséhez szükségesek. A tízes számrendszer szimbólumainak száma tíz. Bármilyen tízes számrendszerbeli szám ezekkel leírható. Az emberek egymás közötti kapcsolatában az információ szimbólumai a beszédhangok illetve a betűk, számok és az írásjelek. ? a kódszó: a szimbólumkészletből alkotott sorozat, amelynek szerkesztéséhez meg kell adni a szimbólumok összekapcsolásának szabályait, valamint az egyes szavak megkülönböztetésének szabályait. A kódszó vagy szó, az emberi kapcsolatokban használt beszélt nyelvben az információ átvitelt, feldolgozást végző berendezésekben használt szó fogalmát is magába foglalja. ? a kódszó-készlet: az egy rendszeren belül használt kódszavak készlete. Ez feltételezi azt, hogy előfordulhat olyan kódszó-készlet, amely esetében vannak megengedett és tiltott kódszavak. Ha tovább visszük az emberi kapcsolat példáját, akkor a magyar nyelv szavai számunkra mindenkor értelmesek, megengedettek az idegen nyelvek szavai érthetetlenek azaz tiltottak. ? a szóhosszúság: a kódszóban lévő szimbólumok száma. Vannak rendszerek, amelyek rögzített (fix) szóhosszúsággal, vannak olyanok, melyek változó szóhosszúsággal dolgoznak. Az emberi kapcsolatokban használt szavak hossza változó, az egy betűs szavaktól (latin) az irdatlan hosszúságú összetett szavakig (német). A számítógép szavai a leginkább állandó szóhosszúságúak, vagy néhány jellemző méretre korlátozódnak. Az eddigiek alapján példaként vizsgáljuk meg a numerikus és az alfanumerikus információk közismert kódjait. Mivel a számítógépek és számítógépes rendszerek túlnyomó többsége két állapotú elemekből van felépítve, ezért igen elterjedtek a két szimbólumot (0,1) használó bináris alapú kódok. A számítógépek számára illetve az ember számára előálló információban nemcsak számok, hanem betűk és jelek is szerepelnek. Például a különböző közepes (assembly) szintű és magas szintű programnyelvekben. A betűk, jelek és számok leírására különböző bináris kódok vannak, amelyek nemzetközileg is elfogadottak és alkalmazottak. A numerikus kódolásnak kevesebb a szimbóluma és egyszerűbb a szerkezete. A numerikus kódok alapvetően két csoportra bonthatók: ? súlyozott ? nem súlyozott. Az információ-átviteli és -feldolgozó rendszerekben a betűk, számok, jelek kódolására különböző alapokon szerkesztett alfanumerikus kódok használatosak. A kódszavak - alfanumerikus kódok esetén használatos a kódszó helyett a karakter megjelölés, különböző jellemző csoportokba rendezettek. Ezek: ? a vezérlőjelek, ? írásjelek, ? számjelek, ? kis és nagy betűk. Az alfanumerikus kódok 6, 7 illetve 8 bitesek szoktak lenni. Ezeket a kódokat a nemzetközi adatátvitel kialakulása igényelte és általában valamilyen nemzeti, nemzetközi szabvány írja elő. Ilyen általánosan használt kódok az ASCII, EBCDIC, ISO határozza meg. Az ISO kód a nemzetközi szabványosítási szervezetben résztvevő tagállamok igényei által lett kialakítva. A kód természetesen nem mindig egyezik meg a nemzeti szabványokban meghatározott kódokkal. Az EBCDIC kód a 80 oszlopos lyukkártyás adatfeldolgozó rendszerekben alakult ki. Ennek legnagyobb bázisa az IBM volt. A kód alapja a tízes számrendszer. A kezdeti időkben csak számokkal dolgoztak (BCD kódok), erre tökéletesen alkalmas volt a kártya lyukasztási rendszere. Az igények fejlődése következtében a meglévő hardver rendszereken kevés változtatással és a kód kibővítésével a szöveges információ is megfelelő szoftverrel feldolgozásra kerülhetett.
Monitorok
A monitorok a számítógép legfontosabb kimeneti eszköze, párbeszédes egység. A számítógép memóriájából érkező képeket, ábrákat egyéb vizuális jeleket jeleníthetünk meg rajta. Feladata a felhasználóval való kapcsolattartás. Szerepe az általunk beírt adatok visszajelzésében, gép üzeneteinek kiírásában és olyan eredmények megjelenítésében van, amelyek megőrzése írott formában nem szükséges. Az adatáramlás egyirányúsága jellemzi: csak a számítógép felől a monitor felé. Különböző fajtái léteznek és vannak forgalomban (például a Multimédiás monitorok, melyekben egybe van építve a megjelenítő eszközzel hangfal, mikrofon és a digitális kamera), épp ezért különböző szempontok szerint is csoportosíthatjuk őket: • színkezelés szerint: monokróm (fekete-fehér, fekete-sárga, fekete-zöld) színes • képátmérő szerint: 15” 17” 19” 21” … • monitor vezérlőkártya (videokártya szerint): CGA (640*200, 4 vagy 16 szín) EGA (640*480, 16 szín) VGA (640*480, 16 ill. 156 szín) SVGA (800*600-tól, 16-tól 16millió színig) • üzemmód szerint: grafikus karakteres • felépítés szerint: katódsugárcsöves folyadékkristályos (LCD) Egyéb technikai jellemzőik: • a képpontok mérete (általában 0,28 mm) • a káros sugárzás erőssége (az alacsony sugárzású monitorok = Low Radiation; a szabvány- előírásokat az MPR-II -vel jelzett monitorok teljesítik). • villogás-mentesség (non-interlaced) A monitorok a képet pixelekből (képpontokból) rakják össze, ez adja meg a felbontást, melyet pedig a videokártya ill. a memória korlátoz. A képpontoknál méretével kapcsolatban fontos megemlíteni, hogy minél kisebb egy képpont mérete, annál jobb lesz a kialakított kép minősége. A folyamat mikéntje az eltérő: ugyanis a katódsugárcső (CRT) egy légmentesen lezárt speciálisan kialakított üvegcső. A csőben foglal helyet az elektronágyú (izzókatód). Ebben egy, vagy több katód elektromos fűtőszállal történő hevítés közben az anód felé gyorsuló elektronokat bocsát ki, melyek az elektromos potenciálkülönbség hatására gyorsulnak az anód felé és alkotják meg a képet. Ezzel szemben a folyadékkristályos megoldás lényege, hogy a kép egy lapos műanyaggal bevont felületen generálódik. A katódsugárcsöves monitorral ellentétben a kép nem állandóan frissül, hanem csak akkor, amikor az adott képpont változik, így a vízszintes-, függőleges- és a képpontfrissítési frekvencia azt jelenti, hogy ha változik a kép, akkor mennyi idő alatt képes a változtatást végrehajtani. Az LCD monitorok ezért lényegesen jobban kímélik a szemet, hiszen a folyamatos vibrálás ezeknél a képernyőknél nem létezik. Környezetbarátabbak más szempontból is. Az LCD monitorok sugárzása lényegében nulla. Az LCD monitorok kevesebbet is fogyasztanak és a képük is puhább, szebb. Két hátrányuk van. Az egyik az, hogy ha nem szemből nézzük őket, akkor a kép kevésbé élvezhető, a másik hátrány a magasabb ár. Az LCD - monitor egyetlen fizikai hátrányát az LEP - technológia készül orvosolni. Itt a képernyő felületét egy speciális fénykibocsátó anyaggal vonják be, melynek hatására a monitor oldalról is ugyanolyan éles képet biztosít, mint szemből. A harmadik képelőállítási mód a LED – technológia. Ez világítódiódás megjelenítő,önálló fénnyel rendelkezik de nagyobb fogyasztású és rosszabb az előállított kép minősége is. Ezért inkább nagyméretű fali kivetítőkhöz használják. Érintésérzékeny képernyők: az, hogy a számítógép válaszát egyszerűen a kéz érintése váltsa ki, régóta foglalkoztatja a fejlesztőket. Egyik érdekes megoldásnál hatalmas lapkondenzátort készítettek a képernyőből, egy másiknál pedig - az elektrotechnika feszültség-megoszlási szabályainak megfelelően - ellenállásmezőként működtetik a monitort. Olyan megjelenítőket is szerkesztettek, amelyek ultrahang segítségével találják meg az ujjat a képernyőn. Léteznek még infravörös fénysorompók, s olyan megoldás is, amelynél az egész képernyőüveg érzékeny piezoelemeken nyugszik: nyomás hatására elektromos áramot keltenek. Az egyedüli, megfelelő eljárás még nem született meg, inkább a különböző technológiák konkurálnak egymással. A szem védelme: Szemünk érzékelési sebessége véges. A monitor elektronsugarai által fény emittálására kényszerített képpontok összessége teljes vagy félképek formájában villan fel. Ha mindez gyorsan, időben egymásután történik, akkor folyamatos, villódzásmentes képet láthatunk. Az így létrejött 1 másodperc alatt megjelenített képek számát függőleges (vertikális) vagy képfrissítési frekvenciának nevezzük. Egy képet fel lehet rajzolni úgy, hogy az elektronsugár minden egyes sort egymás után végigpásztáz. Ettől eltérő módon a kevésbé jó minőségű monitorok a nagyobb felbontások ábrázolásakor a televízió képfelépítésével azonos technikát, a váltott soros letapogatást alkalmazzák. Itt a sugár a képnek először a páratlan, majd a páros sorait jeleníti meg. Az ergonómiailag elfogadott minimum érték 65-70 teljes kép másodpercenként. A régebbi monitoroknál ez 84-100 félkép, azaz 42-50 kép volt. Ez érzékelhető villogást, remegést eredményez. Huzamos használat esetén nemcsak fejfájás, de a szem gyors fáradása és látásromlás is kialakulhat. A monitorok külső részei közé tartoznak még a különböző kapcsológombok, melyek segítségével tudjuk beállítani a monitor egyes speciális tulajdonságait. Továbbá külső tartozék még a talp is, amire helyezik a monitort. Online adatbázisok
Az online adatbázis-létrehozás első lépése a dokumentumok gyűjtése. Ez alatt az egyes, ún. szakintézmények egy vagy több szakterület irodalmát gyűjtését értjük. Ezután az összegyűjtött irodalmat feldolgozzák: meghatározott időközönként megjelenő ún. referáló lapokban közlik a primer irodalom bibliográfiai adatait, rövid tartalmi ismertetőit, melyekben a primer dokumentum által hordozott minden lényeges információ megtalálható melyet referátumnak nevezünk. A következő lépés az adatbázisok megjelenése a következőképpen: a 60-as évektől a referáló lapok többségét számítógéppel kezdték előállítani. Egy-egy referátum adataiból + a hozzá kapcsolódó információ-visszakeresést segítő keresőnyelvi eszközökből képződött a rekord; a referáló lapok számítógépes változataiból kialakultak az adatbázisok. Online szolgáltatók A 70-es évek közepétől kialakulnak az ún. online szolgáltató-központok (szolgáltatók). Ezek több adatbázist tartalmaznak, azokat egységesen kezelik, és az információ-visszakereséshez is egységes felületet kínálnak. Pl. Dialog, DataStar, STN. Fontos tisztázni néhány alapfogalmat is: Felhasználó: Az “ügyfél”; az a személy, aki részére az online keresést végezzük. Online session: A számítógép bekapcsolásától annak kikapcsolásáig tartó tevékenység. Keresőkérdés: A felhasználó által természetes nyelven megadott keresés. Keresési stratégia: A keresőkérdés olyan átalakított formája, mely az online tevékenység során használható. Keresőszavak: A keresési stratégia építőelemei. Nem nyelvtani értelemben vett szavak, több szóból álló kifejezések is lehetnek keresőszavak. Típusai: • Alfabetikus. • Numerikus. • Alfanumerikus. Az információk visszakeresésekor megkülönböztetjük az információkereső nyelvet (az adatbázisra jellemző) és a parancsnyelvet (a szolgáltatókra jellemző). Az információkereső nyelv fontos elemei a kötött tárgyszavak, melyek valamely fogalom szigorúan meghatározott, kötött kifejezése (-> tehát több szóból is állhat). A hierarchikusan szervezett deszkriptorok ún. strukturált szótárakban vannak összegyűjtve. Ezek legfejlettebb formája a tezaurusz. 1.) Adatbázisra jellemző osztályozási rendszerek Általában a referáló lapok által korábban kialakított osztályozási rendzser átvétele nyomán alakultak ki. Releváns találat: A keresőkérdésekre adott választ tartalmazó találat. Teljesség: A minél több releváns találat kihozatalára jellemző mutató. T = megtalált releváns dokumentumok száma / az adatbázisban lévő összes releváns dokumentum %. A visszakereső rendszer hatékonyságát mutatja meg. Pontosság: A megtalált releváns találatok arányára jellemző mutató. P = releváns találatok száma / az összes találat % T és P egymás reciprokai, egymás rovására növelhetők. A keresési stratégia kialakításakor el kell dönteni, hogy teljességre vagy pontosságra törekszünk-e? Szókapcsolatok, operátorok, csonkolás Az online keresés során az adatbázisból kiválasztunk olyan rekordokat, amelyek egy vagy több keresőszót tartalmaznak. Ezekből a rendszer halmazokat képez, amelyeket sorszámmal (vagy hivatkozási számmal) lát el. A hivatkozási számok segítségével a halmazok, de a keresőszavak között is különféle kapcsolatokat létesíthetünk ún. operátorok segítségével. Ezek típusai: Logikai operátorok: AND : Két v. több halmaz (pl. A és B) közös elemeinek (metszetének) meghatározására szolgál. Használatakor a sorrend közömbös, tehát A AND B megfelel B AND A-nak. OR : Két v. több halmaz összes elemének (uniójának) meghatározására szolgál. A sorrend itt is tetszőleges, A OR B ugyan azt az eredményt adja, mint B OR A. NOT : Az egyik halmaz elemeiből kizárja a másik halmaz elemeit. Használata körültekintést igényel, mert könnyen eredményezheti releváns rekordok elvesztését. A sorrend is lényeges, A NOT B más eredményt ad, mint B NOT A. Helyzeti operátorok: keresőszavak egymáshoz viszonyított előfordulásának meghatározására szolgálnak. Alkalmazhatóságuk, jelölésük parancsnyelvenként változik. Léteznek olyan operátorok is, amelyek azt fejezik ki, hogy a keresőszavak NE LEGYENEK a megadott kapcsolatban egymással. Számoperátorok: numerikus adatok (pl. dátum, olvadáspont, stb.) esetén alkalmazhatóak. Csonkolás: a rendszerek általában többféle csonkolást tesznek lehetővé. Főbb típusok (az STN jelölésével) : 1.) végtelen csonkolás (?) 2.) csonkolás megadott határok között (# : 0 vagy 1 karakter) 3.) csonkolás pontosan a megadott számú karakterre (! : pontosan 1) Az online keresés menete Az online keresés két fő fázisra osztható: előkészítésre és végrehajtásra. Ezek gyakran egybemosódnak, de mindkét fázis nagyon nagy odafigyelést igényel. Az előkészítés során a felhasználó és a keresést végző személy közös tevékenysége. A jó előkészítés alapfeltétele a sikeres keresésnek. Az esetek többségében az előkészítés hosszabb és nagyobb erőfeszítést igénylő tevékenység, mint a végrehajtás. Az előkészítés több fázisra bontható. • A keresőkérdés értelmezése: tisztázni kell a felhasználóval, hogy keresőkérdése alkalmas-e online keresésre. • Teljesség / pontosság előzetes meghatározása: a költségek, a várható dokumentumszám ismeretében meg kell beszélni a felhasználóval, hogy a teljesség és a pontosság milyen arányban legyen jelen a munka során. • Adatbázis(ok) és szolgáltató(k) kiválasztása: a fentiekből kiindulva és az alábbi szempontokat figyelembe véve kell meghozni a döntést: 1. Milyen az adatbázis minősége: A szakirodalom mekkora részét fedi le, mekkora időszakot dolgoz fel, abstractot ad-e, milyen operátorok használhatók, stb. 2. Mennyire ismerjük az adatbázis használatát; ha kevésbé, akkor milyen szintű dokumentáció segít az eligazodásban? 3. Milyen költségek jelentkeznek az adatbázis használata során?, stb. Az adatbázis(ok) kiválasztása után kell a szolgáltatót (vagy szolgáltatókat) kiválasztani, némileg hasonló szempontok szerint. Keresési stratégia megtervezése során a teljesség/pontosság előzetesen eldöntött viszonyát figyelembe véve meg kell határozni a keresendő fogalomköröket és azok határait, meg kell adni a keresőszavakat, el kell dönteni, hogy alkalmazunk-e csonkolást, ha igen, milyet, el kell dönteni, hogy alkalmazunk-e korlátozásokat, ha igen, milyet. Végrehajtás: ezután gyakorlatilag megkezdődik a második fázis, a végrehajtás. Az ennek során jelentkező problémák, nem várt eredmények azonban óhatatlanul szükségessé teszik, hogy visszatérjünk az előkészítő fázishoz. Operációs rendszerek
Az operációs rendszer olyan alapprogram, mely szoftveres úton vezérli és működteti a számítógépet, lehetővé téve más programok működését, felelős a hardverelemek és a processzor összehangolt működéséért. Az operációsrendszer segítségével tároljuk az adatainkat, futtatjuk a programjainkat. Használatával lehetőség nyílik arra, hogy a számítógép erőforrásait optimálisan kihasználjuk. Az operációs rendszereknek több fajtája létezik, ilyen például a Windows, DOS, OS/2, Linux, Macintosh, NOVELL… Az operációs rendszerek feladatai: • memória, lemezek, állományok, könyvtárak, perifériák kezelése • feldolgozás ütemezése • a számítógép erőforrásainak optimális kihasználása • párbeszédes kapcsolat a felhasználóval • programok, adatok biztonságos tárolása • működési zavar jelzése Felépítésük: • kernel: más néven mag, feladata a ki- és bemeneti eszközök keresése, a memória hozzáférés biztosítása, a processzor időbeosztása ill. a háttértár és fájlrendszerkezelés • shell: ez a felhasználói felület, feladata a kapcsolattartás a felhasználóval és az alkalmazói programok futásának kezelése • alacsony szintű segédprogramok: például Kereső, Futtatás Csoportosításuk: kezelői felület szerint: • szöveges (MS DOS, UNIX – párbeszédes interaktív használat parancsokkal) • grafikus (Windows 95, Windows NT, OS/2 – gombok, ablakok, menük) a felhasználók száma szerint: • egyfelhasználós (MS DOS) • többfelhasználós (NOVELL, UNIX) az egy időben futtatható programok száma szerint: • monoprogramozott (MS DOS) • multiprogramozott (Windows, UNIX) programok elindítása szerint: • kötegelt (egy időben több program futtatása külön ablakokban - batch) • időosztásos (programok futtatása egymás után a processzor idejének elosztásával) Az operációs rendszer a számítógép RAM memóriájába van beégetve, onnan töltődik be. Nagyon fontos része a BIOS, mely az operációs rendszer betöltése előtt ellenőrzi a perifériák és hardverelemek meglétét. Miután ezzel végzett, már betöltődhet az operációs rendszer. DOS A DOS (Disk Orientating System – lemezorientált rendszer) a Microsoft 1980-ban kibocsátott, szöveges megjelenítésű, IBM-típusú PC-khez készült operációs rendszere (MS-DOS). Később több változata készült "PC-DOS" (IBM), "Novell-DOS" (Novell), stb. 2. A DOS részei: Hardveres rész: o ROM-BIOS: Olyan ROM típusú memória, amelyben az egyes hardverelemek működését irányító, az alapvető gépi folyamatok vezérlésére szolgáló rendszerprogram (a BIOS) található. A számítógép bekapcsolásakor elvégzi a különböző hardverelemek tesztelését (bekapcsolási önteszt). Szoftveres részek: o BOOT rekord (betöltő rekord): A lemez első szektorában található program, amely a következő két egységet tölti be: ? IO.SYS: az operációs rendszert illeszti a BIOS-hoz. Az eszközvezérlő programokat tartalmazza. ? MSDOS.SYS: a különböző felhasználói programokat illeszti a számítógéphez. Fontos feladata a megszakítások kezelése. Mindkét állomány rejtett, ami azt jelenti, hogy csak speciális parancs segítségével lehet jelenlétüket felfedezni. o COMMAND.COM: Feladata a billentyűzetről érkező parancsok értelmezése. A DOS rezidens (memóriában maradó) része. Benne találhatóak az un. belső (vagyis gyakran használt) DOS-parancsok. A további (vagyis a ritkán használt) parancsok a lemezen vannak, így ezeket külső parancsoknak hívjuk. o KÜLSO PARANCSOK: Valamilyen konkrét feladatot megvalósító olyan programok gyűjteménye, amelyek a DOS könyvtárban találhatók. Az operációs rendszer sikeres betöltése után a DOS először ellenőrzi a CONFIG.SYS fájl létezését, majd elvégzi a benne lévő konfigurációs beállításokat és betölti a fájlban felsorolt eszközvezérlő programokat. A számítógép ezután betölti az AUTOEXEC.BAT fájlt és végrehajtja a benne megadott parancsokat. Merevlemez partíciók, fájlrendszerek, állománykezelés: Egy IBM PC- kompatibilis számítógép merevlemezét partícionálás után lehet igénybe venni, amit a legtöbb operációs rendszer telepítéskor fel is ajánl. A partícionálás a merevlemez több egységre történő felosztása, a felosztás után az operációs rendszer több lemezmeghajtóként értelmezi a partíciókat, amennyiben az általa ismert fájlrendszert tartalmazza. A partíciók létrehozásával lehetőség van egy PC egyetlen merevlemezén elkülönítve több operációs rendszer használatára úgy, hogy egymás állományait, és lemezterületeit függetlenül, akár hozzá nem férhető módon kezeljék, és vegyék figyelembe. PC- k merevlemezén négy elsődleges (Primary) /MS-DOS esetében legfeljebb 1 elsődleges és 1 kiterjesztett/, vagy három elsődleges és egy kiterjesztett (extended) partíció hozható létre maximálisan. Bizonyos esetekben kevésnek bizonyulhat a 4 partíció, a hatékony, gyors működéshez célszerű külön (pl. Linux alatt swap) partíciót létrehozni, illetve egy rendszer alatt is felmerülhet az igény több fájlrendszer használatára (több operációs rendszer által közösen használandó adatok), így a különböző fájlrendszereket külön partíción kell létrehozni. Az ilyen problémák megoldására lehet használni a kiterjesztett partíció típust, amit további logikai egységekre (legfeljebb 32) lehet felosztani. Rendszerindítás a merevlemez fizikailag első szektora, az MBR (Master Boot Record) segítségével történik. Ezt a programot indítja el a számítógép bekapcsolása után az alaplapon található BIOS programja. Ez egy 512 byte-os szektor, ami egy gépi kódú programot, és egy 4-szer 16 byte-os táblázatot (partíciós tábla) tartalmaz. A 16 byte-os bejegyzések tartalmazzák a megfelelő partíció adatait (méret, fizikai elhelyezkedés a lemezen, típus, boot-olható-e). Az elsődleges partíciók közül egynek aktívnak (boot-olhatónak) kell lenni, erről az aktív partícióról történik az operációs rendszer indítása. Ha csak egy partíció van, akkor az mindig aktív. A legtöbb operációs rendszer rendelkezik boot manager programmal, amely a kívánt partíciót aktívvá teszi, így a megfelelő rendszer indul. A partícionálás után a merevlemez partícióit formázni kell, elő kell készíteni a megfelelő fájlrendszer számára. A kiválasztott fájlrendszer nagy mértékben befolyásolni fogja az operációs rendszer működését, és szolgáltatásait. A korábbi Windows verziók, és az MS-DOS FAT típusú fájlrendszerei nem alkalmasak hozzáférési jogosultságok nyilvántartására, így az ilyen fájlrendszerrel működő operációs rendszer kevésbé biztonságos, a rendszer nélkülözhetetlen fájljait bármilyen program, vagy beavatkozás (vírus, jogosulatlan felhasználó, hibás alkalmazás, stb.) felülírhatja, vagy törölheti, ami rendszerösszeomláshoz, vagy az operációs rendszer visszaállíthatatlan sérüléséhez vezethet. Ugyanígy ki vannak szolgáltatva a felhasználói adat- és dokumentumfájlok. Windows NT/2000/XP esetén célszerű az NTFS fájlrendszert választani, Linux esetében a leggyakrabban használt fájlrendszer az EXT2FS, EXT3FS, ReiserFS fájlrendszer. A Linux alap fájlrendszere a Minix, a többi fájlrendszert erre alapozva hozták létre. Az említett Linux, és a Windows NTFS (az NTFS a különböző verziókon –NT/2000/XP- változott, de alapjaiban azonos) fájlrendszerek alkalmasak jogosultságok felhasználó színtű nyilvántartására, és a megfelelő biztonsági szintek használata mellett az így létrehozott rendszerek stabil, megbízható módon működnek. A Linux EXT3FS, ReiserFS fájlrendszerei naplózott fájlrendszerek, ami a biztonságos működést tovább fokozza, mivel a fájlműveletek naplófájlok segítségével vannak nyilvántartva, rendszerösszeomlás, vagy egyéb hiba miatt félbeszakadt műveletek esetén sincs szükség a fájlrendszer javítására, mivel a naplóban szereplő legutolsó műveletet megelőzően minden hibátlan. Az említett Linux fájlrendszereken a felhasználói jogosultságok nagymértékben skálázhatók, külön jogosultság állítható be keresés, olvasás, írás, és futtatás eseteire. LINUX Személyi számítógépekre (PC-kre) kifejlesztett, UNIX-típusú, 32-bites, többfeladatos, többfelhasználós, operációs rendszer. Alapjait a finn Linus Torwald egy egyetemi tanulmány keretében fektette le majd annak forráskódját ingyenesen hozzáférhetővé tette. Erre a továbbfejlesztők csapatába több száz programozó bekapcsolódott világszerte. Szakkörökben a legjobb operációs rendszernek tartják, mert fejlesztése nyilvánosan történik és a Web-ről minden része letölthető; ellentétben pl. a Windows típusú operációs rendszerekkel, használata ingyenes. Hálózati alkalmazásoknál a Windows-NT vetélytársának tekinthető. Hátránya ma még viszonylagos 'fejletlensége', így pl. a Windows néhány újítását a Linux is csak későbben követi, a LINUX-ra írt alkalmazások száma pedig még messze elmarad a Windows-ra írt alkalmazások számától. Miután több nagyvállalat is bekapcsolódott, fejlesztésük erőteljesen folyik. A Windows-programokkal ellentétben itt az összes beállítást egyszerűen szerkeszthető, szöveges fájlok tartalmazzák. (Tehát nincsen regedit-szerű szörnyedvény!) Mostanra már minden Linux-fejlesztés tud grafikát és a kezdeti idegölő szöveges telepítési nehézségek is már a múlté, mivel egyes kiadványi szinte a végletekig leegyszerűsítették a telepítést (is). A régi beidegződések miatt még most is sokan azt mondják, hogy a Linux lényege a szöveges felület és semmi más! Ez így nem teljesen igaz! Tény, hogy a Linux klasszikus értelmezés szerint leginkább szöveges felületeken (a shell-eken) keresztül működik igazán és minden beállítást itt (is) el lehet végezni, de a grafikus felület, az X-Windows már rengeteg rokon vonást mutat a Microsoft-féle Windows-zal. Tanárként tapasztalom, hogy több tanítványom is a Linux bekapcsolása és pár perces használata után felkiált: "Hiszen ez olyan, mint a Windows!" A Linux maga négy fő összetevőre bontható: a kernelre (rendszermag), a shellre (burok), a fájlstruktúrára (fa-szerkezet), valamint a segédprogramokra. • kernel: ez a rendszermag, amely futtatja a programokat és kezeli a hardware-eszközöket. Eredetileg valaminnyi kernelr még a klasszikus 386-os processzorokra optimalizálva írták és ezt azóta is őrzik! • shell: Ez a burok, amely biztosítja a kapcsolatot a kernel és a felhasználó között. Fogadja a felhasználó utasításait, majd elküldi a kernelnek és visszaadja a választ - felhasználó által érthető formában. • fájlstruktúra: ez határozza meg a fájlok tárolási módját egy tárolóeszközön (pl.: HDD). A fájlok könyvtárakba szerveződnek és itt is az egyes könyvtárak tetszőleges számú alkönyvtárat, illetve fájlt tartalmazhatnak. • segédprogramok: Ezek az egyéb felhasználó életét megkönnyítő, de a rendszer egyéb részének nem feltétlenül részét képező alkalmazások. Például: fájlkezelők, programnyelvi fordítók, kommunikációs szoftverek, szövegszerkesztők, zenejátszók, grafikai programok, stb. A Linux sajátosságai közé tartoztik, hogy nincsen egységes verziója és nincsen egyetlen cég, amely a "Linux-piac Microsoft-ja". Mivel a rendszert gyakorlatilag bárki szabadon fejlesztheti, ezért elég nagy az anarchia. Bárki, aki rendelkezik elegendő türelemmel, az szabadon letöltheti a Linux forráskódjait és azokat szabadon fejlesztheti. Minden fejlesztés szigorú előfeltétele, hogy a teljes forrásnyelvű programot is csatolni kell a fejlesztéshez. A rengeteg Linux-os több típusú rendszert fejleszt. Ezek a disztribúciók. Egy-két fejlesztői csapat a saját fejlesztéseit önálló néven is kiadja, ezek lesznek a disztribúciós CD-k. Szerencsére a Linux természetéből adódóan ezek a CD-k nagyrészt ingyenesek, illetve szabadon terjeszthetőek. Ezek az 1 CD-s verziók, melyek a disztribúció legfontosabb elemeit tartalmazzák és önállóan is hasznáhatóak. A magyar számítástechnikai magazinok rendszeresen hoznak mellékletükben ilyen CD-t. Ám az egyes disztribúcióknak vannak nagyobb, dobozos kiadványaik is, melyek a Microsoft-féle dobozos termékek árának töredékéért kaphatóak. A dobozban nem egy, hanem disztribúciótól és verziószámtól függően 3-8 CD található, rajtuk minél több információ és egyre több, jobbnál jobb alkalmazás! Ezen felül néhány olyan jól olvasható, hasznos könyvet, melyet a kezdő és a haladó Linux-osok is előszeretettel alkalmaznak. A terméken még így is van némi hasznuk és így a disztribútor profi szerveres alkalmazásaiért is szívesen kifizetnek a nagyvállalatok nagyságrenddel több pénzt. Tartalmaz egy önálló munkaállomást, benne a teljes szöveges rendszerrel, a több lehetőségből szabadon választható grafikus (X-) felülettel, szövegszerkesztőkkel, táblázatkezelővel, bemutató-készítővel, adatbázis-kezelővel, CD-író software-rel, CD/DVD-olvasóval, zenejátszókkal, egyéb multimédiás alkalmazásokkal, scanner-kezelő programmal, jobbnál jobb grafikus programokkal, több-kevesebb játékkal és többféle, igen hatékonyan használható internetes szoftverrel; köztük teljes körű FTP-PHP-WWW-Proxy- szerverrel is. És persze mindezt immár magyarul! Szóval ezek így együtt már igen tiszteletre méltó mennyiséget képviselnek! A Linux fájlrendszere Akár a Windows-ban, itt a Linux-ban is az egyes fájlok könyvtárakba szerveződnek. Ám a DOS-sal ellentétben a Linux sokkal nagyobb rugalmasságot enged meg a fájlok kezelésében. Az egész fájlrendszer egyetlen, nagy és szorosan összefüggő halmaz. Vannak könyvtárak, amelyet bármelyik Linux-felhasználó megtalálhatja. Ezeket a rendszer használja. Az egész fájlkezelés igen erősen hasonlít a Windows NT/2000/XP verzióira! Lehetőség van a személyes használatú fájljaink többiek elől való elrejtésére, de igény szerint ezeket másokkal meg is oszthatunk. Az összes könyvtár, valamint eszköz egyetlen kiindulópontból, a gyökérből származik. Neve: root. Jele: /. Valamennyi felhasználó számára lehet definiálni önálló könyvtárat, melyek számos joggal és lehetőséggel vértezhetünk fel. Mivel a Linux az interneten "született", ezért óriási webes lehetőségei vannak, mint ezt látható is lesz. Egy furcsaság, ami új lehet: a Linuxban alapvetően különböznek a kis- és nagybetűk. Tehát a StArtX és a startx két különböző parancsszó! Erre érdemes vigyázni! Linux az interneten Alapelv: bármely felhasználó bármikor, bármit feltölthet a saját rendszerére, de ezzel vállalja is a kockázatot, hogy a rendszere nem fog tökéletesen működni. Általában érdemes betartani azt, hogy csak a saját disztribúciónkra ajánlott fejlesztést töltsünk le a világhálóról és azt már igen nagy valószínűséggel installálhatjuk is. Aggódni nem kell! Ha valamilyen prgrammal nem vagyunk elégedettek, akkor egyszerűen leszedhetjük a teljes alkalmazást (Windows: uninstall) és itt tényleg a TELJES alkalmazásra gondolok. Itt nem maradhat egyetlen rejtett fájl sem sehol, mivel ezt a Linux telepítési módja eleve kizárja. Számrendszerek
Az informatika fejlődésével a megszokott tízes számrendszer mellé újak születtek. Ilyen például a kettes, nyolcas vagy a tizenhatos. A tízes (decimális) számrendszer: A mindennapi életben a helyiértékes rendszerű tízes, más néven decimális számrendszert használjuk. Ez tíz számjegyből és a 10 hatványainak megfelelő helyiértékekből áll. Számjegyei: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, helyiértékei pedig például: egyes, tízes, százas, ezres… A kettes (bináris) számrendszer: A kettes számrendszer az egész informatika alapja ilyen téren. Minden hardveri vagy szoftveri utasítás ugyanis ezen alapszik – 0 és 1 szerepel bennük és ezek megfelelő sorozatát fordítják le. Erre épül továbbá minden logikai utasítás is – a 0 a nem, az 1 pedig az igen logikai értéket jelöli. Hardveri téren az áram folyásának állapotát is 0-val vagy 1-el jelölik – folyik áram vagy sem. Tehát a kettes számrendszer számjegyei a 0 és 1, alapszáma pedig a 2. Nézzünk egy példát, amelyben egy bináris számot decimálissá alakítunk át. A tízes számrendszerbeli egész számot kettes számrendszerbe az ismételt osztás módszerével alakíthatjuk át. A decimális számokat elosztjuk kettővel, az eredményt a szám alá, a maradékot (ami csak 1 vagy 0 lehet) pedig mellé írjuk. Ez a maradék lesz a legkisebb (20) helyérték. Ezután a hányadost ismét elosztjuk kettővel, és megkapjuk a következő helyértéket, stb. Az osztást addig végezzük, amíg az eredmény 0 nem lesz. A tízes számrendszerbeli törtszámot kettes számrendszerbe az ismételt szorzás módszerével alakíthatjuk át. A decimális törtszámot megszorozzuk kettővel, az eredményt a szám alá, az eredmény egész részét (ami csak 1 vagy 0 lehet) pedig mellé írjuk. Ez az egész rész lesz a legnagyobb (2-1) helyértéke a törtnek. Ha a szorzat egynél nagyobb szám lett, akkor egyet levonunk belőle, majd az így kapott számot ismét megszorozzuk kettővel, és megkapjuk a következő helyértéket, stb. A szorzást addig kellene ismételnünk, amíg a szorzat 1 nem lesz. A véges tizedes törtek azonban leggyakrabban végtelen kettedes törtnek felelnek meg. Minél többször ismételjük meg a szorzást az eredmény annál pontosabb lesz. A nyolcas (oktális) számrendszer: A tizenhatos számrendszerrel együtt a kevésbé használatos de legalább annyira fontos számrendszerek közé tartoznak. A nyolcas számrendszer számjegyeinek száma tehát 8 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), alapszáma szintén 8. A bináris - oktális átalakításhoz csak az oktális számjegyek bináris megfelelőjét kell ismernünk. A nyolcas számrendszerbeli szám átalakítása kettes számrendszerbe úgy történik, hogy az oktális számjegyeket átalakítjuk binárissá, és egymás után leírjuk. Fordítva pedig a kettes számrendszerbeli számot hármas csoportokra bontjuk a kettedes vesszőtől indulva balra, majd jobbra, és a bitcsoportokhoz a megfelelő sorrendben odaírjuk az oktális megfelelőjét. A tizenhatos (hexadecimális) számrendszer: A tizenhatos számrendszer számjegyeit tekintve már kissé bonyolultabb, mint az eddig megismert számrendszerek, ugyanis mivel 16 számjegye van, mi azonban csak tízet jelölünk valahogy, ezért a maradék hatot az angol ABC betűivel jelölik a következőképpen: 11-A, 12-B, 13-C, 14-D, 15-E, 16-F. Így tehát a számjegyek: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. A számrendszer alapszáma 16. A bináris - hexadecimális átalakításához ismernünk kell a hexadecimális számjegyek bináris megfelelőjét. A tizenhatos számrendszerbeli szám átalakítása kettes számrendszerbe úgy történik, hogy a hexadecimális számjegyekkel átalakítjuk binárissá, és egymás után leírjuk. Fordítva a kettes számrendszerbeli számot négyes csoportokra bontjuk a kettedes vesszőtől jobbra, majd balra indulva, és a bitcsoportokhoz a megfelelő sorrendben odaírjuk a hexadecimális megfelelőjét., úgy mint a nyolcas számrendszernél láthattuk. Számábrázolás fajtái Fixpontos számábrázolás Ebben az ábrázolási módban a bináris pont helye - ami a baloldalon található egészeket elválasztja a jobb oldalon lévő törtektől - rögzített, és a számokat többnyire kettes komplemens kódban ábrázolják. A számok ábrázolásának két fontos jellemzője van a felhasználás szempontjából: ? az ábrázolandó számok nagysága ? az ábrázolás pontossága A két jellemző az alkalmazott regisztermérettől és bináris pont helyétől függ. Ha a bináris pontot balra toljuk el, akkor ? a számok ábrázolási tartománya csökken ? az ábrázolás pontossága nő ? ha bináris pont a regiszter bal szélén van, akkor a szám fixpontos tört. Ha pedig a bináris pont jobbra mozdul, akkor ? a számok ábrázolási tartománya nő ? az ábrázolás pontossága csökken ? ha a bináris pont a regiszter jobb szélén van, akkor a szám fixpontos egész. Az ábrázolható számok tartományát a lenti ábra mutatja. Itt látható, hogy a számegyenesen nem minden tartományt tudunk ábrázolni, az abszolút értékben túl nagy (overflow) vagy nagyon kicsi (underflow) számok nem ábrázolhatók egy adott regiszter méret mellett, illetve az ábrázolandó számok tartományában sem minden valós szám ábrázolható. Lebegőpontos számábrázolás A számokat ebben az esetben normalizált alakban használjuk. A mantisszát leggyakrabban előjeles abszolút értékes formátumban tárolják. A normalizálásra kétféle gyakorlat terjed el. Törtre normalizálás A bináris pontot addig toljuk el, amíg a mantissza értéke 1/2 és 1 közötti értékű nem lesz. N2 = 0, 00010110012 = 0, 1011001˙2-3 Mivel a 2-1 helyértéken lévő bit mindig 1 értékű, ezért a szám eltárolása előtt kiveszik. Ezt implicitbitnek hívják. Így a tárolt mantissza (m) értéke: 011001000... Egészre normalizálás Ez esetben a normalizált mantissza értéke 1 és 2 közé esik. A karakterisztikához egy egész számot adnak hozzá, és így tárolják. Ezt a megoldást eltolt vagy ofszet karakterisztikának hívják. Az eltolásra azért van szükség, hogy a karakterisztikát eltoljuk a pozitív számok tartományába, és így nem kell az előjelét ábrázolni. A lebegőpontos számok ábrázolásának egységesítésére született az ANSI/IEEE 754 szabvány, amelyet a nagy processzorgyártók (INTEL, MOTOROLA, stb.) is használnak. Ez a szabvány háromféle lebegőpontos formát ír elő: ? szimpla pontosság 32 bit ? dupla pontosság 64 bit ? belső pontosság 80 bit Vírusok
A történelem legelső vírusai csak elméleti alapon léteztek. Feladatuk ugyanis a Neumann Jánostól származó teóriának az igazolása volt, hogy mesterséges életet lehet létrehozni a bináris világban, azaz lehet olyan programot írni, amely az élet alapvető jellegzetességeit (vagy legalább részleteiben) megvalósítja. Az elmélet napjainkra kissé elfajult... Ezenkívül egy másik fontos történet is szerepet játszott a vírusok kialakulásában: az 1980-as évek legelején a számítógépek már tudtak kommunikálni egymással telefonvonalakon keresztül és az amerikai telekommunikáció olcsósága miatt ez nem volt egyedi, ritka esemény. Eme számítógépes vonalakon keresztül cseréltek egymással adatokat, illetve információkat. Az információk között persze megbújtak egyes kisebb-nagyobb játékok. A számítógépek telefonszámaira persze amatőr felhasználók is rájöttek és szerették volna a nagygépeken lévő játékokat ellopni a saját kicsi gépeikre. Persze addig nem akarták használni a méregdrága távolsági hívásokat, így olyan speciális programocskákat írogattak, amik ezeket a játékokat megkeresik és elküldik az ő otthoni számítógépükre. A keresőprogram olyannyira profira sikeredett, hogy átment sok nagyszámítógépbe is és ott tovább kutakodott. Egy idő után az USA szinte valamennyi nagyszámítógépe csak ezt a keresőprogramot kutatta. A nagygépeken dolgozó profi programozók persze fejvesztve kutatták a keresőprogram megállításának, illetve kiirtásának ellenszerét. A keresőprogram olyannyira elfajult, hogy már az interkontinentális ballisztikus (nukleáris robbanófejjel felszerelt) rakéták indítókódját is majdnem feltörte. Ekkor sikerült az első ellen-programot megírni. Az ellenprogram olyannyira sikeres volt, hogy valamennyi nagygépen felrakták és így nem bénult le az USA teljes szuperszámítógép-parkja. A következő betörési kísérlet már a nagyprogramok speciális fajtáját akarta letörölni, és a gépeket használhatatlanná tenni. Ezt is sikerült kicselezni. A programok és az ellenprogramok párharca azóta is tart. A legkülönösebb dolog, hogy az eredeti keresőprogramot egy tinédzser írta. Az idők folyamán természetesen sok minden megváltozott, így a vírusok támadási módja is. A hirtelen halált okozó vírusok kihalófélben vannak, a vírusok szülőatyjai ugyanis rájöttek, hogy a valódi járvány kialakulásához a vírusnak hosszú ideig kell észrevétlenül lappangania, és később, amikor már elterjedt, akkor kell aktivizálódnia. A vírusok osztályozását az operációs rendszertől való függés, illetve a terjedési metódus alapján végzik el. Az operációs rendszereket is két részre oszthatjuk: immunis és nem immunis. Előbbi kategóriába sorolhatók a különböző Unix-verziók, beleértve a Linuxot. Kifejezetten vírusra termett operációs rendszer a DOS, illetve a Windows különböző változatai. Az operációs rendszerek szerinti csoportosítás másik felét a platform - független vírusok jelentik. Ezek többségét a Microsoft által kifejlesztett, majdnem szinte minden platformon használt makrónyelveken írják. S ha már itt tartunk, a vírusok közé kell sorolnunk a com-objektumokat és az ActiveX-vezérlőket, amelyek a Windows világ mellett az egységesítés jegyében más rendszereken is megjelentek. A legősibb vírusok a DOS-világban jelentek meg. Először a *.com kiterjesztésű programoknál, amelyekhez hozzákapcsolódva jöttek, láttak, és megfertőzték az egész világot. Később a lemez indítórekordját (boot sector), majd később a partíciós tábla programját vették célba, így akár üres lemez segítségével is terjedni tudtak. Így jelent meg egy új iparág: megszülettek azok a vállalkozások, amelyek a vírusirtásra alapozták jövőjüket. Ezekből a cégekből nőtt ki jó pár ma világhírű, milliárdos forgalmú multinacionális vállalkozás: Symantec, McAfee Network Associates, Kaspersky Laboratorium. Az antivírusprogramok legrégebbi technológiája a szekvenciális keresés, amit már a víruskorszak hajnalán alkalmaztak. Ilyenkor a program végigfut az állományokon, s a vírusok ismert és jellemző részleteit, a szekvenciasorokat igyekszik kimutatni azzal a felkiáltással, hogy a véletlenszerű egyezés nem valószínű. Ez így is van, ha a szakasz kellő hosszúságú, és több jellegzetes részletet tartalmaz. Van azonban egy kis probléma: a tömörített állományokban, adatbázisokban lévő vírus így nem ismerhető fel. Vírusok A számítógépes vírus olyan önsokszorosító program, amely saját másolatait helyezi el más, végrehajtható programokban vagy dokumentumokban. Ez a működés hasonlít az élővilágban megfigyelhető vírus viselkedéséhez, mely az élő sejtekbe hatol be, hogy önmaga másolatait előállíthassa. Ha egy számítógépes vírus kerül egy másik programba, akkor ezt fertőződésnek nevezzük. A vírus csupán egyike a rosszindulatú szoftverek számos típusának. Ez megtéveszthető lehet a számítógép felhasználók számára, mivel mára lecsökkent a szűkebb értelemben vett számítógépes vírusok gyakorisága, az egyéb rosszindulatú szoftverekhez, mint például a férgekhez képest. Bár a számítógépes vírusok lehetnek kártékonyak (pl. adatokat semmisítve meg), a vírusok bizonyos fajtái azonban csupán zavaróak. Némely vírus késleltetve fejti csak ki hatását, például csak egy bizonyos számú gazdaprogram megfertőzése után. A vírusok domináns kártékony hatása az ellenőrizetlen reprodukciójuk, mely túlterhelheti a számítógépes erőforrásokat. Napjainkban az Internet térhódításával vírusok már valamivel kevésbé gyakoriak, mint a hálózaton terjedő férgek. Az antivírus szoftverek, melyeket eredetileg a számítógépes vírusok elleni védelemre fejlesztettek ki, mára már képesek a férgek és más veszélyes szoftverek, mint pl. a spyware elleni védelemre is. Gyakori jellemzőik: A gazdaprogramok megfertőzése és az önsokszorosító viselkedés valamennyi vírusra jellemző. Ezen kívül gyakran rendelkeznek a következő tulajdonságokkal: • nagyon kis méret; • legtöbbjük a Microsoft Windows operációs rendszereken okoz gondokat; • futtatható állományokat képesek megfertőzni; • általában ártó szándékkal készítették őket; • gyakran akár válogatva, időzítve tönkretesznek más fájlokat; • rejtetten működnek, esetleg akkor fedik fel magukat, ha feladatukat elvégezték; • egyre fejlettebb intelligenciával rendelkeznek, pl. változtathatják saját kódjukat és aktivitásukat Alaptípusaik: • fájl-fertőző vírus • boot szektor vírus • makró-vírus • e-mail vírus • trójai-program Férgek A férgek történelmileg a nagygépes rendszereken alakultak ki, és létezésük a hálózathoz kötődik. A férgek is szaporodnak, de a vírusokkal ellentétben nem programokat fertőznek meg, hanem az a céljuk, hogy egyre újabb és újabb gépekbe jussanak be. Mivel manapság több olyan szerzemény jelent meg, mely vírusszerű és féregszerű tulajdonságokkal is rendelkezik, célszerű lenne e két csoportot egy kalap alá venni. Ez talán meg is tehető, ha a vírusok definícióját egy picit kitágítjuk, mondjuk így: ``A vírus egy olyan program vagy programtöredék, amely önhatalmúlag terjeszti magát.'' Az első férget 1978-ban készítette el a Xerox PARC két kutatója. Az önsokszorosításon kívül a féreg sokféle dologra beprogramozható, például a fájlok törlésére a gazdarendszeren, vagy önmaga elküldésére e-mailben. Az újabban megfigyelt férgek több végrehajtható állományt is visznek magukkal. Még valódi ártó szándékú kód nélkül is súlyos fennakadásokat okozhatnak, csupán azzal, hogy sokszorozódásuk kiugróan magas hálózati forgalmat generálhat. Például a Mydoom féreg terjedése csúcsán világszerte észrevehetően lelassította az Internetet. Trójai programok A trójai program szintén egy látszólag hasznos, vicces vagy egyéb módon érdeklődésre számot tartó program, amelybe azonban rejtett funkciót építettek. Előfordul, hogy egy teljesen új programot írnak e célra, de előfordul az is, hogy egy létező, jól ismert programot egészítenek ki, általában nem az eredeti szerzők. Ilyen esetekben például egy szép nagy verziószámot írnak rá, és a lelkes felhasználók máris terjeszteni kezdik a friss kiadást. A rejtett funkció lehet közvetlen károkozás, de gyakori még a vírustelepítés , a jelszólopás vagy egyéb titkos információk megszerzése, hátsó ajtó létrehozása. A trójai programok szándékosan károsítónak készülnek, tehát a rossz minőségű vagy hibás programok nem számítanak ebbe a csoportba. Egyes cikkekben trójai programnak nevezik a vírusfertőzött programot is. Az én szóhasználatomban a vírus által megfertőzött program nem trójai, de ha a program célja a vírustelepítés, akkor az. A vírusok osztályozása A vírusokat többféleképpen lehet csoportosítani. A csoportosítási módok általában egymástól függetlenek, de van, amikor az egyik fajta osztályozásban elfoglalt hely maga után vonja a másik fajta osztályozás egyik kategóriáját. A Java vírusok például mindig fájlvírusok. Típus szerinti osztályozás: • fájlvírusok: a vírusok klasszikusnak mondható fajtáját fájlvírusoknak nevezik. Ezek jellemzője, hogy a futtatható programhoz oly módon fűzik hozzá magukat, hogy a módosított program a vírus terjesztéséről (is) gondoskodjék. • boot vírusok: a merevlemez boot szektorába fészkeli be magát és a számítógép elindulásakor onnan kezdve megfertőz mindent, amit a gépbe helyezünk vagy már csatlakoztatva van. • makrovírusok: napjaink legnagyobb járványait a makrovírusok okozzák. Régen programokat csereberéltek az emberek, ma már inkább a dokumentumok csereberéje a gyakori. A makrovírusok valójában interpreteres vírusok, melyek arra utasítják a futtató alkalmazást, hogy végezze el nekik a piszkos munkát, új makrókat hoznak létre, így akár eredetileg makrómentes dokumentumokat is meg tudnak fertőzni. • polimorf vírusok: gyakorlatilag bármelyik fenti vírustípus lehet polimorf. Jellemzőjük, hogy minden újabb fertőzéskor megváltoznak, ezért a kereső programok vírusdefiníciói többé nem ismerik fel. • retrovírus: a retrovírusok a víruskereső alkalmazásokat támadják meg úgy, hogy megpróbálják törölni, vagy egyéb úton hatástalanítani a vírusirtó programfájlokat, vírusinformációkat. Az utóbbi időben nagy vihart kavart SirCam vírus nem csak e-mail útján terjed, hanem a belső számítógépes hálózat megosztott könyvtárain keresztül is fertőz. Ilyen vírus eddig nem létezett. • programvírusok: ezek a vírusok COM és EXE fájlokba ágyazódnak. A fertőzés általában úgy történik, hogy a fertőzött program futtatásával a vírus a memóriába töltődik, és minden futtatott programra átterjed. Platform szerinti osztályozás: A vírus nagyon fontos tulajdonsága, hogy milyen rendszerek alatt képes működni. Ha egy vírust nem készítenek fel egy adott rendszerre, akkor nem is fog működni az alatt. A vírusplatformok száma egy új felhasználói program megjelenésével könnyen növekedhet. • DOS vírusok: a DOS vírusok a DOS rendszerek fájlformátumait fertőzik meg, azaz a COM és EXE, esetleg SYS és egyéb fájlokat. Ehhez csak az adott fájlformátum tulajdonságait kell a vírusnak és írójának ismernie. A CEB vírusok a DOS-nak azt a tulajdonságát használják ki, hogy a COMMAND.COM a kiterjesztés nélkül megadott programokat a következő sorrendben keresi: *.com, *.exe, *.bat. Ha egy vírus az EXE vagy BAT fájlok mellett létrehoz egy COM állományt, akkor a futtatni kívánt program helyett a vírus indul el, majd az természetesen végrehajtja az eredeti programot is, hogy ne bukjon le. • Windows vírusok: Két olyan EXE kiterjesztésű fájlformátum van, amit egy windowsos vírus célba vehet: a régebbi, 16 bites formátum a NewEXE (NE), az újabb, 32 bites a Portable EXE (PE). Hely hiányában itt nem tudok kitérni a fájlformátumok részleteire. A fájlformátumon kívül a vírusoknak csak a védett móddal kell megkűzdeniük. A vírusok szerencséjére Windows alatt (ha az NT-t nem számítjuk) ezt a fogalmat nem kell túl komolyan venni. • OS/2 vírusok: a Windows mellett OS/2-re is jelentek meg vírusok. Talán azért, mert ez az operációs rendszer kevésbé elterjedt, az OS/2-es vírusok száma egy számjegyű. Természetesen a DOS-os vírusok futnak OS/2 alatt is. • Linux vírusok: mint minden operációs rendszerre, Linuxra is lehet írni vírusokat. A vírusíró két megoldás közül választhat. Az egyik szerint kizárólag az operációs rendszer számára legális műveleteket végez (beleértve ebbe az írható programok megfertőzését is), a másik megoldás szerint viszont egy vagy több biztonsági hibát kihasználva root jogosultságokat szerez, és átveszi a hatalmat a gép felett. Az első megoldás hátránya, hogy a vírus talán soha nem terjed el (a gyakorlatban eddig ez volt a helyzet), a másodiké pedig az, hogy a biztonsági hibákat hamar kijavítják, és a vírus többé nem tud működni. Talán a két megoldás kombinációja adhat valami esélyt a vírusnak, mert a biztonsági hiányosságokat kihasználva el tud terjedni annyira, hogy utána kevésbé eredményes módszerekkel is beérje. • Java vírusok: a Java egy platform - független programozási nyelv, így a Java vírusok nagy előnye (a saját szempontjukból), hogy ők is platform - függetlenek lehetnek. Ezek a vírusok nem a Java appleteket, hanem a Java alkalmazói programokat szokták megfertőzni, melyek ugyanolyan programok, mint a winchesteren található összes többi, csak Java Virtuális Gép kell a futtatásukhoz. A böngészőprogramok írói azt ígérik, hogy az esetleges kártékony kód onnan nem szabadulhat el, de mivel egyik program sem tökéletes, semmiképpen sem szabad vakon bíznunk ezekben az ígéretekben. Ha rosszul állítjuk be a böngészőt, és kikapcsoljuk az alapértelmezés szerinti korlátozásokat (pl. az applet csak a saját szerverével létesíthet hálózati kapcsolatot, és nem férhet hozzá a helyi meghajtókhoz), akkor szintén kitesszük magunkat a támadásoknak. • HTML vírusok: a HTML vírusok a valóságban valamilyen script vírusok, ugyanis a HTML-t magát nem lehet programozni. Létezik olyan VBScript vírus (pl. HTML/1nternal), amelyik saját kódját másolja be a winchesteren talált html állományokba. Ehhez azonban írási jogra van szükség a helyi meghajtókra. A Microsoft Internet Explorer egyes verzióiban van egy olyan hiba, amely lehetővé teszi, hogy egy túl hosszú URL hivatkozás megadásával az Internet zónába tartozó dokumentumok olyan jogosultságokkal fussanak, mintha azokat a helyi meghajtókról indítottuk volna. • Word, Excel, PowerPoint vírusok: a Microsoft Word alatt futó vírusok platformja nem a szövegszerkesztőt futtató operációs rendszer , hanem a Word, mert a makrovírus az operációs rendszer típusától függetlenül képes futni. A Macintosh alatti Microsoft Word ugyanazokat a vírusokat képes futtatni, mint a windowsos, néhány kivételtől eltekintve. Ugyanez elmondható az egyéb makro-programozható alkalmazásokra is, például az Excelre. • emberi platform: ide azok a vírusok tartoznak, melyeket az ember terjeszt. Nem a biológiai vírusokról, hanem azokról a lánclevelekről van szó, melyek valamilyen fontos cél elérése érdekében arra kérik az olvasót, hogy küldje tovább a leveleket minden ismerősének. Ezek a levelek általában álhíreket tartalmaznak rákbeteg gyerekekről, veszélyes vírusokról és hasonlókról. Sok olyan jellemzőjük van, mely a gyakorlottaknak rögtön feltűnik. Ilyen jellemző elsősorban az, hogy mindenkinek el kell küldenünk. Jellemző még egy befolyásos cég, vagy több cég emlegetése, nagybetűk és felkiáltójelek felesleges használata, tények hiánya. Víruskeresők elleni technikák szerinti osztályozás • kódolt vírusok: ezeknek a vírusoknak a fő része (teste) kódolt, és azt egy dekóder kódolja ki induláskor. A kódolás kulcsa általában minden példánynál más és más, véletlenszerű. Nyilván a kulcs is tárolódik a dekóderben , vagy egy adatterületen. Előnye a megoldásnak az, hogy rövidebb a szekvencia (maximum a dekóder mérete), a kíváncsi ember számára nem láthatók a vírusba rejtett üzenetek, és a heurisztikus keresőknek is dekódolniuk kell a vírustestet, ha részletesebben meg akarják vizsgálni. • polimorf vírusok: hasonlítanak a közönséges kódolt vírusokhoz, azzal a különbséggel, hogy a dekóderük is változik. Az alkalmazott technikák nagyon sokfélék, lehetséges az utasításokat kicserélni egy ugyanolyan eredményt adóra, lehetséges más regisztereket használni, utasításokat felcserélni, és a lényeget nem változtató utasításokat beszúrni. A jó polimorf kód ezt mind megcsinálja. • lopakodó vírusok: a lopakodó vírusok célja, hogy a víruskereső hiába keresi a vírust, ne találja azt meg. A legtöbb lopakodó vírus a boot-vírusok között található. Annyi a dolguk, hogy ha bárki a boot-szektort (partíciós táblát) próbálja olvasni, akkor ne az igazit (a vírusosat), hanem az eredetit (vírusmenteset) olvassa be, és adja vissza. A lopakodó fájlvírusok a fájlkezelő DOS funkciókat irányítják magukra, és vagy mindig megkeresik a kért bájtok eredeti tartalmát, vagy egyszerűen a fájlok megnyitásakor kiirtják onnan magukat, zárásukkor pedig visszafertőzik azt. A lopakodásnak különböző fokozatai vannak, a One Half például nem mutatja az eredeti tartalmat, de a könyvtárlistában levonja a saját hosszát a fertőzött fájlok teljes hosszából. • visszafejtés elleni vírusok: a visszafejtés elleni védelemnek több módszere létezik, ezek a módszerek megegyeznek a hagyományos programok hasonló célú védelmeivel. A disassemblálás megnehezítésére többszörös kódolásokat és összevissza ugrásokat helyeznek a kódba. Gyakori az olyan szubrutinhívás, amely sosem tér vissza a hívási helyre. A valós nyomkövetés megnehezítésére elsősorban a nyomkövető regiszterek és megszakítások átírása a megoldás. A vírus mérheti az utasítások közötti időt, átállíthatja a veremmutató értékét, miközben elvileg nem jöhet megszakítás, stb. Ha a vírus észreveszi, hogy nyomon követik, akkor elágazhat egy e célra készült ágra, amely jól beviszi az elemzőt az erdőbe. Vírusok eltávolítása Vírusok eltávolítására két módszert ajánlanak. Az első a biztonsági másolatról történő helyreállítás. Biztonsági másolat hiányában kénytelenek vagyunk a fertőzött állományt megtisztítani. Ilyenkor mindennek az ellenkezőjét kell tenni, és ellenkező sorrendben, mint ahogy a vírus csinálta. Ez például felülíró vírusok esetében lehetetlen. Általában azt lehet mondani, hogy ha egy program vírusosan működik, akkor abból ki lehet ölni úgy a vírust, hogy a program utána is működjön. A fertőtlenített állomány nem minden esetben lesz bitről bitre azonos az eredetivel, mert egyes vírusok eltűntethetnek információkat. • fájlvírusok eltávolítása: bizonyos vírusok esetén nem kell mást tennünk, mint törölni az állományt. Ha például egy felülíró vírus teljes megsemmisítette az eredeti tartalmat, akkor nem tehetünk mást. Akkor is törölnünk kell, ha mondjuk egy companion vírusról van szó, és ez a fájl maga a vírus. Végül akkor is törlés a tennivaló, ha a fájl valójában nem vírus, hanem trójai program, vagy féreg. • boot-vírusok eltávolítása: a boot-vírusok eltávolítása csak annyiban különbözik a fájlvírusok eltávolításától, hogy nem bájtokkal, hanem szektorokkal dolgozunk. A legegyszerűbb esetben, példa erre a Michelangelo , a vírus változatlanul elmenti az eredeti szektort, nekünk csak ennek a helyét kell megtudni, és visszamásolni. Ízlés szerint a vírus által kitöltött szektorokat ki lehet nullázni. Bonyolultabb eset, amikor az eredeti boot-szektor nincs meg változatlan formában. Ekkor nincs mese, össze kell rakni a szektort darabokból. A darabok valahol meg kell legyenek, mert a vírus is egyberakja azokat, hogy az eredeti betöltési folyamat el tudjon indulni. Ha mégis egy olyan vírussal van dolgunk, mint a REX , amelyik saját rutinjával kiváltja az eredeti partíciós kódot, akkor vagy feladjuk a helyreállítást, vagy generálunk egy általános szektort. • makrovírusok eltávolítása: itt az irtási procedúra is más, mint egy hagyományos fájlvírusnál. Itt a keresés és irtás makrók tartalmának ellenőrzését, és makrók törlését jelenti. Ha ezeket az alap funkciókat sikerül megvalósítanunk, akkor az új makrovírusok irtásának a programba építése már semmiség. Vírusirtók Nagyon sok ember használja a DOS és a Windows különböző változatait. Ezek az operációs rendszerek nem tudják megvédeni magukat és a felhasználókat a vírusoktól, így külön programra van szükség erre a feladatra. A UNIX rendszerek eddig elég jól tartották magukat, de elsősorban a Linux növekvő népszerűsége azt okozza, hogy a vírusírók kezdik felfedezni maguknak ezt a platformot. A kezdő felhasználók és a Linuxot windowsosító disztribúciók megjelenése csak növeli a támadható pontok számát. A windowsos irodai csomagok átültetése UNIX-ra pedig a makrovírusok számára nyitja meg az utat. Egy jó szerver feladata nemcsak a saját védelme, hanem a rajta tárolt állományok vírusellenőrzése is. E hagyományosabb feladat mellett a közelmúlt történései megerősítik, hogy a levelező szervernek is ellenőriznie kell a leveleket, és ki kell szűrnie a vírusokat. A víruskereső három szintből áll. Minden szint az eggyel alatta levőre épül. • első szint a vírusadatbázis, mely az egyes vírusok tulajdonságait tartalmazza. Többek között megadja, hogy a vírust milyen szekvenciával vagy milyen algoritmussal lehet megtalálni. Az irtás lépései is itt tárolódnak. Az algoritmusok egy virtuális gépen futnak, hogy az adatbázis gépfüggetlen lehessen. Így, ha egy új adatbázis jelenik meg, akkor minden ezt használó víruskereső rögtön ismerni fogja az új vírusokat, függetlenül attól, hogy milyen gépen futnak. • második szint a hordozható vírusölő függvénykönyvtár, feladata a fájlokban való víruskeresés, a vírusok kiölése, könyvtárfákon való végighaladás, stb. Annak érdekében, hogy ez a rész is hordozható legyen a különböző géptípusok között, a könyvtár C-ben íródik. Filozófiája szerint minden vírus fájlvírus. Például a boot-vírus is. Ekkor a fájl a teljes winchester vagy a teljes partíció, a cilinderek, fejek és szektorok száma pedig attribútumként kérdezhető le. • harmadik szinten található felhasználói programoknak nem kell törődniük a vírusok lelkivilágával, egyszerűen csak hívogatniuk kell a második szint rutinjait, és végezniük kell a saját dolgukat. Két fajta programot különböztethetünk meg: az első a víruskereső (-ölő), a másik az egyéb program. A víruskereső feladata a felhasználó kívánságait a függvénykönyvtárnak átadni, és viszont. A hagyományos víruskeresők esetében gyakran választanunk kell egy sokat tudó és egy kényelmes program között. Mivel a mi esetünkben a két jellemző két külön programba van szétosztva, nem kell megalkudnunk. Az egyéb programok általában olyan szerverprogramok, melyek fájlokkal dolgoznak. Elég a programnak megmondania, hogy mit kell ellenőrizni, és rögtön visszakapja, hogy vírusmentes-e az adott fájl. Ha vírusos lenne, akkor megteheti például, hogy karanténba zárja, és levelet küld a rendszergazdának , és/vagy a fájl tuladjonosának. Ilyen módon rögtön ki lehet szűrni például a levélben érkező vagy a webről letöltött vírusokat. A felhasználók érdekében általános viselkedése kell legyen minden programnak, hogy csak kérésre változtat meg bármit, mert lehetséges, hogy egy, a program szerint nyilvánvaló hiba kijavítása után a helyreállítás sokkal több erőfeszítést igényel, ha egyáltalán lehetséges. Természetesen ez nem azt jelenti, hogy minden kérdést fel kell tenni, lehetséges mondjuk egy ``mindent kijavít'' opció.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése