Skip to: site menu | section menu | main content

Összefoglaló

Informatika alapismeretek

Informatikai alapok

Az informatika az információ megszerzésével, tárolásával, feldolgozásával és továbbításával foglalkozik. Az informatikának azonban csak egy részágazata kapcsolódik a számítógéphez, melynek segítségével nagyon sok feladat megoldható.

Az információ feldolgozott adat, mely számunkra új ismeretet hordoz. Ahhoz, hogy ezen információkhoz hozzájuthassunk, valamilyen jelrendszer segítségével kódolni kell azokat.

Számrendszerek

10-es számrendszer

Számjegyek száma: 10 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

Helyiértékei: 1, 10, 100... (a 10 hatványai)

2-es számrendszer

Számjegyek száma: 2 (0, 1) Számjegyeit bináris számoknak nevezik.

Helyiértékei: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024... (a 2 hatványai)

16-os számrendszer

Számjegyek száma: 16 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F)

Helyiértékei: a 16 hatványai

Kérdések, feladatok:
Milyen számjegyekből áll a 10-es, 2-es, illetve a 1-os számrendszer?
Az egyes számrendszereknek milyen Helyiértékei vannak?
Váltsa át a 34 tízes számrendszerbeli számot 2-es és 16-os számrendszerbe!

vissza

Számábrázolás

Fixpontos számábrázolás

Szövegdoboz: Pl.:	single 3+1  real 5+1  double 6+2  extended 7+3    Az egész számokat 2 vagy 4 bájton ábrázolják. A bináris pont fix helyen van. Ez általában az utolsó pozíció utáni helyet jelenti. Mivel a bináris pont mindig ugyanazon a helyen van, ezt külön tárolni nem szükséges.

Az egész szám lehet pozitív vagy negatív. Az első bitet előjelbitnek tekintjük. Ha 1, akkor negatív, ha 0, akkor pozitív.

Lebegőpontos számábrázolás

Szövegdoboz: Példa: 100011,101 = 0,100011101 * 26  	mantissza = 0,100011101 a fixpontos bináris törtszám  karakterisztika = 110 a kitevő  A valós számok változó hosszúságúak és a tizedesvessző helye a számon belül nem fix helyen található.

Az ábrázolási mód a számok hatványkitevős felírásán alapszik.

Hatványkitevős alak pl.: 45,26 = 0,4526 * 10 2

a számot átalakítjuk 2-es számrendszerbe

átírjuk hatványkitevős alakba

előjel (1 bit) | mantissza (23 bit) | karakterisztika (8 bit)

Kettes komplemens

Szövegdoboz: Példa: 8-5  	8	  000|1000  	5	  000|0101  	5I	  111|1010  	5II	  111|1011  	8-5      1|0000|0011 --> 3

Bináris számrendszerű számok kivonásánál a kisebbítendőhöz hozzáadjuk a kivonandó 2-es komplementerét.

I-es komplemens: bitek átbillentése

II-es komplemens: +1

Legfontosabb fogalmak:
fixpontos, lebegőpontos számábrázolás, előjelbit, hatványkitevős alak, mantissza, karakterisztika, kettes komplemens, egyes komplemens
Kérdések, feladatok:
Hogyan ábrázoljuk a számokat fixpontosan?
Mi a szerepe az előjelbitnek?
Hogyan ábrázolunk egy 2-es számrendszerbeli számot lebegőpontosan?
A szám mely része a mantissza?
Hány biten ábrázoljuk a mantisszát és a karakterisztikát real típus esetén?
Hogyan képezzük egy szám kettes komplementerét?
Mi a célja egy szám kettes komplemens alakra hozásának?

vissza

Logika, integrált áramkörök

Fogalmak

Állítás: információközlő, kijelentő mondat. Egy állítás lehet igaz vagy hamis. Ezt az állítás logikai értékének nevezzük. Neumann János és N. Wiener elveinek megfelelően az adatokat kódolt formában állítjuk elő és tároljuk a számítógépen. A műveleteket kettes számrendszerben végezzük el.

Kétértékű logika: olyan logikai rendszer, amelyben 2 igazságérték lehetséges, igaz vagy hamis. A logikai műveletek a 2-es számrendszerben felírt számokkal is elvégezhetők. A 2-es számrendszer egy-egy számjegye megfelel egy-egy logikai értéknek. (A 0 hamis, az 1 igaz értéknek felel meg.)

Alapműveletek

NOT: tagadás, egy változóval végezhető, az eredmény a bemeneti adat ellentéte lesz.

AND: 2 állítással végezhető művelet. Az eredmény csak akkor lesz igaz, ha a bemeneti adatok igazak.

OR: 2 állítással végezhető művelet. Az eredmény akkor igaz, ha valamelyik részállítás igaz.

XOR: kizáró VAGY. 2 állítással végezhető. Az eredmény akkor igaz, ha a bemenetek eltérőek, és akkor hamis, ha a bemenetek egyezőek.

 

A

B

NOT A

A AND B

A OR B

A XOR B

1

1

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

Az integrált áramkör


Az integrált áramkör egyetlen félvezető (általában szilícium, de lehet germánium és gallium-arzenid is) lapkán kialakított, nagyon sok egymáshoz kapcsolódó tranzisztorból és más áramköri elemből álló mikroelektronikai eszköz. Fém lábak biztosítják a be- és kimeneti csatlakozásokat. A kisebb integráltságú elemek egy-egy részfeladatra készülnek, például logikai áramkörök. A nagyon nagy integráltságú (VLSI) eszközök magukban foglalhatnak egy teljes mikroprocesszort vagy egy nagy kapacitású tárolót, pl. RAM-ot. Léteznek olyan integrált áramkörök is, amelyeknél az áramköri kialakítást utólag, programozással hozzák létre.

Összeadó, félösszeadó áramkörök

Összeadó áramkörök: megvalósításuk logikai áramkörök segítségével történik az AND és OR műveletekkel.

Félösszeadók: feladata az azonos helyiértékek összeadása az előzőleg keletkezett átvitel figyelembe vétele nélkül. Két bemenetű. Kiszámítja 2 bináris számjegy összegét. Átvitel léphet fel, ezt az összeg számjegyeitől elkülönítve kell végrehajtani. A félösszeadók megfelelő egymás után kapcsolásával tetszőlegesen hosszú bináris számok összeadhatók.

Legfontosabb fogalmak:
állítás, kétértékű logika, AND, OR, NOT, XOR, integrált áramkör, VLSI, összeadó áramkör, félösszeadó áramköre
Kérdések, feladatok:
Mit jelent a kétértékű logika?
Melyek a két állítással végezhető logikai műveletek?
Melyik az a művelet, melynek eredménye akkor igaz, ha a bemenetek eltérőek?
Miből áll az integrált áramkör?
Milyen eszközöket nevezünk VLSI eszközöknek?
Mi a feladata az összeadó és a félösszeadó áramköröknek?

vissza

Kódolások

A karakterek ábrázolásához kódtáblákat használnak. A kódtábla minden egyes karakteréhez egy 2-es számrendszerbeli szám tartozik. Fontosabb kódtáblák: ASCII, Unicode, EBCDIC, CWI

ASCII: 8 bites, így 256 kód kiosztása lehetséges. 0-127: alapkarakterkészlet; 128-255: kiegészítő karakterkészlet.

Unicode: 16 bites, így 65536 karakter megjelenítésére alkalmas. 0-127: ugyanaz a karakterkészlet, mint az ASCII táblában; 128-től a karaktereket szegmensekbe osztották, amelyek a különböző írásrendszerek (latin, görög, cirill, héber...) karakterkészletének megfelelőek.

Legfontosabb fogalmak:

kódtábla, ASCII, Unicode

Kérdések, feladatok:
Mi segíti a karakterek ábrázolását?
Soroljon fel ismertebb kódtáblákat!
Jellemezze az ASCII és a Unicode táblákat!

vissza

Grafika

Raszter formátum

A kép minden részletét pontok (dot), pixelek segítségével tárolja. A kép minőségét az határozza meg, hogy mennyi pont esik egy egységnyi területre. A fizikai méret azt adja meg, hogy mennyi pixel esik egy adott hosszúságra.

Fontos jellemző még a színmélység, ami azt mutatja meg, hogy milyen pontossággal ábrázolja a valós világ színeit a kép. A digitális képeket 3 színcsatornával írjuk le, piros, zöld és kék színekkel (RGB). A CMY és a HSV modellek a színek összeadása helyett azok kivonásával, illetve a fizikai paraméterek együttesével (Hue = árnyalat, Saturation = telítettség, Value = érték) adják meg az árnyalatot. Hátránya, hogy nagyításnál jelentősen romlik a minőség.

Vektor formátum

A képi információt pontok, vonalak, geometriai formák, szimbólumok segítségével írja le. A vektor ábrázolási mód tartalmazza a formák matematikai definícióját, valamint az alakzatok "jelentését", tartalmi (szemantikus) információját is. A jelentésmezők (címkék) a tulajdonságlista kiterjesztésével tetszőlegesen bővíthetők, képpel együtt elmenthetők. A vektorformátum koordinátákkal jelöli az egyes elemek relatív elhelyezkedését. A minőség romlása nélkül nagyítható, a fájlok mérete kisebb, mint a raszteres ábrázolásnál.

Legfontosabb fogalmak:
dot, pixel, raszter, színmélység, RGB, CYM, HSV, vektor, szemantika, jelentésmező
Kérdések, feladatok:
A digitális képek milyen formátumokban létezhetnek?
Milyen jellemzők határozzák meg egy kép minőségét?
Mi a különbség a raszteres és vektoros ábrázolás között?
Mi a jelentésmezők szerepe?

vissza