Számítógép

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Cray-1 szuperszámítógép, amely a számítások mellett a kényelmes újságolvasást is lehetővé tette (Deutsches Museum)

A hírhedt 1938-as "Zuse Z1" számítógép másolata a berlini Műszaki Múzeumban. A gép mindössze 30 000 mechanikus alkatrészt tartalmaz, de mégis egy programozható digitális számítógép, amely lebegőpontos számítások végzésére is képes. A gépet, Zuse házával együtt, a Szövetségesek lebombázták a II. világháborúban.

PDP–11 kompatibilis szovjet számítógép, amely egy rajzfilmbeli robothoz hasonlít

Számítógép minden olyan berendezés, amely képes bemenő adatok (input) fogadására, ezeken különféle, előre beprogramozott műveletek (programok) végrehajtására, továbbá az eredményül kapott adatok kijelzésére, kivitelére (output), amelyek vagy közvetlenül értelmezhetőek a felhasználók részére vagy más berendezések vezérlésére használhatóak. Fontos kritérium az, hogy ugyanazon bemenő adatok alapján mindig ugyanazon kimenő adatokat állítsa elő, azaz, hogy a gép determinisztikusan működjön, erre utal a „gép” szó. Az alapvető különbség a számítógép és számológép vagy számoláskönnyítő egyszerű eszköz között abban rejlik, hogy a számítógép képes előre elkészített program végrehajtására, míg a másik gép csak egy – lehet, hogy bonyolult – műveletet (például szorzás) képes emberi beavatkozás nélkül önállóan végrehajtani.

Azaz: számítógépnek nevezhetjük a determinisztikus információfeldolgozó gépeket. Eszerint (tágabb értelemben) a mai számítógépek őseinek a különböző számolást elősegítő eszközöket lehet nevezni – ilyen eszköz az ókori eredetű abakusz, amely a keleti régió országaiban ma is jelentős szerepet tölt be). Sőt e tág értelemben végül is az élőlények is tekinthetőek „számítógépeknek”, amennyiben determinisztikusak – s ha belegondolunk, hogy folynak kísérletek biomechanikus számítógépek építésére, akkor ez az értelmezés sem tűnik olyan furának.

Szűkebb értelemben a számítógép olyan elektronikus információfeldolgozó gép, amely információk (adatok és programok) tárolására alkalmas memóriával rendelkezik, az adatok feldolgozásához programra van szüksége és saját tevékenységét, működését vezérli, azaz programozott működésű.

A számítógép fizikai megjelenésének elnevezése, elfogadott angol szóval a hardver (hardware). Ide tartozik a ház, a tápegység, az alaplap, a processzor, a merevlemez, a monitor, a billentyűzet stb. Az előírt feladatok végrehajtását a szoftver (software) teszi lehetővé, ez a számítógép nem megfogható, utasításokban, programokban, operációs rendszerben, eszközmeghajtókban és egyéb utasítás-csomagokban megjelenő „lágy” része.

Típusok

Ha a „számítógép” kifejezést tágabb értelemben tekintjük, akkor beszélhetünk belső, illetve külső vezérlésű információfeldolgozó automatákról. A külső vezérlésű automaták esetében az inputnak része a tevékenységet irányító program. Ez például úgy valósulhat meg, hogy folyamatos emberi beavatkozással irányítjuk a gépet (például egy abakuszt, egy elektronikus zongorát stb.), vagy pedig a feldolgozandó adatokkal egyetemben adjuk meg a feldolgozás módját megadó tevékenység leírását (így működtek régen egyes lyukkártyavezérlésű gépek). Így programot minden munkafázisban újra meg újra le kell írni és a gépnek beadni. A belső vezérlésű automaták viszont saját maguk tárolni képesek a tevékenységüket irányító programot, így minden munkafázisban csak az adatok leírására és a megfelelő program kiválasztására van szükség. A belső program lehet „fix”, azaz rezidens: ez nem változtatható az automata fizikai integritásának megváltoztatása nélkül (például fix programok a PC-k BIOS programjai, melyek hardveresen „bele vannak égetve” a PC alaplapjába, vagy a programozható mosógépek programjai), vagy lehet változtatható; a legtöbb mai számítógép mindkét fajta programot tartalmaz. Mindennek a teteje pedig az, amikor a gép már maga is képes lényegesen változtatni a működését vezérlő programon.

Szűkebb értelemben a számítógépek két fő típusa az analóg és a digitális számítógép. Az analóg számítógépek fizikai jelenségek matematikai leírásával szimulálják a folyamatokat, be- és kimenetük is valamilyen fizikai jellemző (például elektromos feszültség, hőmérséklet, nyomás). Előnyösen használhatóak többek között biológiai, áramlástani stb. feladatok megoldására. Pontosságuk és sebességük korlátozott. A digitális számítógépek diszkrét értékekre (számjegyek, digit) bontják, fordítják a feladatot, és ezeken hajtják végre az előírt műveleteket. A számítások alapegysége a bit, aminek neve az angol Binary Digit (bináris, vagyis kettes alapú számrendszerbeli számjegy) kifejezésből származik. Létezik egy átmeneti típus is, az úgynevezett analogikai számítógépek, amelyek egyesítik a két típus előnyeit. Ezeket elsősorban biológiai, áramlástani feladatok modellezésére, megoldására használják.

Működési elvük szerint

Mechanikus;

elektronikus;

optikai;

a jövő számítógépei a szerves számítógépek és a kvantumszámítógépek.

Felhasználásuk szerint

nagyszámítógép

szerver

személyi számítógép

munkaállomás

hordozható számítógép

célszámítógép

beágyazott számítógép

nettop

Történelem

A számítástechnika története során az egyszerű mechanikus gépektől az igen összetett elektronikus, digitális vezérlésű automatákig haladt. Egyrészt szembetűnő a mai gépek egyre nagyobb fokú programozhatósága (egyre önállóbban tudnak komplex feladatokat is megoldani), az ennek következményeképp kialakuló nagyobb mértékű automatizmus, önirányítottság; másrészt ettől nem függetlenül a feladatkörök kibővülése, amely az egyszerűbb, konkrétabb feladatok (szövés, összeadás, ajtónyitás) ellátására épített célgépektől a komplex és sokféle tevékenységre képes általános célú univerzális gépek megvalósításáig terjedt.