Vita:Digitális számítógép

Ez a szócikk témája miatt az Informatikai műhely érdeklődési körébe tartozik.
Bátran kapcsolódj be a szerkesztésébe! Bővítendő Ez a szócikk bővítendő besorolást kapott a kidolgozottsági skálán. Közepesen fontos Ez a szócikk közepesen fontos besorolást kapott a műhely fontossági skáláján. Értékelő szerkesztő: Zafir (vita), értékelés dátuma: 2012. július 5.

Informatikai szócikkek

Wikipédia:Cikkértékelési műhely/Index

Nekem az az érzésem, hogy ez a szöveg valamilyen régi szakkönyvből lett kimásolva. – Pkunk ^vita 2010. február 20., 11:22 (CET)

---

Tudatlan vagyok ezen a téren, de van nem-digitális számítógép is? --Burumbátor ^társalgó 2006. szeptember 30., 13:34 (CEST)

Például egy asztrolábium speciális célra "tenyésztett" analóg számítógép. Node valóban! Nem kellene inkább valami más név ennek a szócikknek, hiszen nagy valószínűséggel a számítógép szóra keres az, akit a számítógép érdekel és nem a digitális számítógépre (jóllehet a pontos megnevezés alighanem a Neumann-elven működő digitális számítógép lenne :) Mozo 2006. szeptember 30., 13:49 (CEST)

A szócikk elavult, a legfrissebb adat benne 1972-es!! idézek: "Ma már egyszerűen és az idővel takarékoskodva lehet adatokat betáplálni fénytollal, ezekkel képernyőkre görbéket vagy egész szerkezeti ábrákat lehet felrajzolni."

Kiteszek egy lektor sablont. --Rodrigó ⇔ 2006. október 2., 01:38 (CEST)

Neutron helyett nem inkább neuron kellene (emberi agyak esetén)? – Pkunk ^vita 2008. november 16., 23:54 (CET)

Jó lenne, ha valaki update-elné. Zafir (Informatikai műhely koordinátora) ^vita 2012. július 5., 08:52 (CEST)

Szócikk átdolgozása

Elkezdem a szócikk átdolgozását, mert ahogy néztem vannak vele problémák.– Vidgabor ^vita 2021. december 25., 12:07 (CET)

Bevezetőben lévő táblázat

Véleményem szerint a bevezetőben lévő költség-sebesség összehasonlító táblázat (azonm kívül, hogy nincs forrásolva) meg sincs rendesen magyarázva, szerintem nem való a bevezetőbe, esetleg egy lejebb lévő fejezetben talán helye lehetne (egyenlőre nem találtam rá megbízható forrást ahonnan át lehetne venni). Egyenlőre bent hagytam, nem tudom van-e ellenvetés, hogy ezt innen kiszedjük, mert számomra nagyon nem illik oda.– Vidgabor ^vita 2021. december 25., 14:59 (CET)

@Vidgabor:

Szerintem is kivehető, mert nem illik oda, és az adatai elavultak. Valamikor talán összehasonlító szerepe volt az adatoknak, mikor még az elektromechanikus számológép használata elterjedt volt. A cikkben úgy látom nincs "Története" rész, esetleg érdemes lehet egy ilyet létrehozni és oda bepakolni olyan információkat, amik valamikor aktuálisak voltak (1960-1970 körül?), de mára teljesen elavultak. Ez a sebességeknél nyilvánvaló, de máshol is lehet ilyen infó.

Most átfutottam a cikket, szerintem egyes részeit akkor írhatták, amikor még fehérköpenyes emberek üzemeltettek egy szobányi szerkezetet (az volt a "Digitális számítógép", amit csak külön engedéllyel lehetett megközelíteni), és az adatokat gépi kódban, vagy binárisan kellett bevinni a gépbe (Az egyes műveleteket sorrendben, utasításként betáplálják a bemenőegységbe, például lyukkártya segítségével...). Igazából jó lenne szétbontani a fogalmat, és ezeket esetleg külön alfejezetben tárgyalni, mert az emberek többsége az asztalán lévő PC-re vagy a laptopjára gondolhat (mert az is számítógép), pedig ma is léteznek még számítóközpontok meg szuperszámítógépek is. Gondolom ez utóbbiak jelenleg még digitálisnak tekinthetők, azaz ebbe a témakörbe tartoznak, tehát meg kell említeni őket itt is.

Szerintem megint nagy fába vágtad a fejszédet, de kérdezz vagy kérj segítséget, ha elakadsz valahol. Valamikor réges-régen ilyen szakon végeztem az egyetemen, tehát halvány emlékeim még vannak róla. Sajnos az egyetemi jegyzeteim nagy részét hely hiányában ki kellett dobnom, mert nem tudtam hol tárolni őket, így felmutatható (saját), nyomtatott források nemigen vannak nálam, de talán pár dolognak utána lehet nézni.

misibacsi*^üzenet 2021. december 25., 15:55 (CET)

@Misibacsi Ismét köszönöm:) Amikor elolvastam a szócikket, és láttam, amit itt fent is írt valaki, hogy valami 1970 körüli forrásból lett írva (talán az egyik kedvenc könyvemből, még nem néztem bele, de korban bele illik, a Műszaki Könyvkiadó "Kulcs a számítógéphez" c. könyvére gondolok), gondoltam, hogy érdemes vele foglalkozni. Értem a célját, hogy mire gondolt aki így ezt létrehozta, hogy legyen pontosítva. Főleg most, hogy bejöttek a képbe a kvantum számítógépek (lassan azok is elérhetőek/működőképesek lesznek), illetve egy pár helyen megint megjelentek az analóg számítógépek, érdemes lehetne egy ilyen szócikk. Itt azért van/lesz némi ütközés a számítógép szócikkel is, mert az főleg a (korszerű) digitális számítógépekkel foglalkozik.

Ahogy most ezt a választ írom jutott eszembe az a gondolat, hogy talán pont a fentiek (és valamennyire amit a vitalapon mások már leírtak) esetleg törölni kéne ezt a szócikket(???) és ami, most 2020 körül "hasznos" tartalom van benne "kimazsolázni" és beledolgozni a számítógép szócikkbe (azért az sem 100%-ig kész, bár azt legalább az illetékes műhely készre minősítette), és ezt utána törölni, esetleg egy átirányításként megtartani ami a számítógép szócikkre mutat. Hiszen ma a számítógépek legalább 99,99% százaléka digitális bináris felépítésű (bár lehet pár 9-est még oda kéne biggyeszteni a szám végére). Normál "földi halandó" mással nem nagyon találkozik/találkozott és ha számítógépre gondol műszakilag a "digitális bináris számítógép" amire gondol. Ennek csak annyi mond ellent, amit itt korábban írt (2006. szeptember 30., 13:34 (CEST)) Burumbátor ^társalgó szerkesztő, hogy ő nem hallott még másmilyen gépről. Esetleg "ismeretterjesztési" célból lehetne talán megtartani, bár nem valószínű, hogy bárki is pont erre keresne, mert aki valamire keresni fog az a "számítógép" kereső kifejezéssel fog keresni. De ennek eldöntése maximálisan nem az én hatásköröm, és lehetőségem sincs rá. De tudnám támogatni "elavultság" okán, és azért mert mire rendbe tesszük legalább 90%-ban meg kell, hogy egyezzen a meglévő és sokkal jobb "állapotban" lévő számítógép szócikkel.

Talán még van pár idősebb mérnök aki a 60-as években, legkésőbb a 70-es évek első felében volt nagyon aktív (1930-1940 körül születhettek, így legalább 80-90 évesek már) akik érdemben dolgoztak még analóg számítógépekkel. Így az a technika jelenleg a múzeumok polcára való. Én sajnos már csak említés szintjén hallottam főiskolai tanulmányaim során az analóg számítógépekről, meg múzeumban láttam és, mint érdeklődő utána néztem, utána olvastam, hogy ez mi volt (romokban egy kb. fél éve láttam egy ilyen alapú cél eszközt egy régebben épült ipartelepen, pár részegysége még használatban volt, legalábbis villany volt rajta...). Kb. fél éve láttam, hogy egy chip gyártó elkezdett megint gyártani analóg számítógép chipeket (most lusta vagyok megkeresni a linket, meg nem is ide tartozik) amelyek valamennyire az FPGA-k mintájára működő hagyományos analóg számítógépek (én nagyon érdekesnek találtam, de mélyebben nem merültem el a működésében, használatába), és egyenlőre kíváncsiságból sem fogok ilyet venni hogy kipróbáljam. Vidgabor ^vita 2021. december 25., 16:35 (CET)

Szerintem nem kellene ezt a cikket törölni vagy beolvasztani a "számítógép" szócikkbe. Az a cikk általánosabb, éppen csak megemlíti a "digitális"-t.

Esetleg csak azt kellene itt kiemelni, hogy mitől "digitális" egy számítógép - és a többi, elavult részt törölni (vagy ami a "számítógép" szócikkben benne van). Ez se lesz kis munka.

Jól mondod, hogy ismeretterjesztés a célunk. (ezzel a cikkel is).

A "beolvasztás" módszert azért sem tartom jó megoldásnak, amit te is említesz: hogy legtöbben csak ezt a fajta számítógépet ismerik. analóg számítógép szócikk létezik már. misibacsi*^üzenet 2021. december 25., 17:10 (CET)

Szünet

Most egy pár napig nem fogok tudni hozzá nyúlni a szócikkhez. Azt követően folytatom a javítását. A 6. Számítógép - ember fejezetig vagyok meg a javítással. Ahhoz és a mögötte lévő részekhez még nem jutottam el. A tataroz sablont levettem, arra az időra amíg nem tudok ismét foglalkozni ezzel. Tudom, hogy még nem vagyok kész a szócikk javításával, mert még van rajta mit csiszolni. A megértéseteket előre is köszönöm.– Vidgabor ^vita 2022. január 9., 20:16 (CET)

A "tataroz" sablont nyugodtan rajta hagyhatod akár 1-2 hétre is, ha azt tervezed, hogy utána folytatod a cikk fejlesztését. Ahogy a cikk történetéből látszik, mostanában nem volt nagy aktivitás a szerkesztése körül, tehát nem zavarsz másokat, nem kell "várniuk", hogy "vajon mikor fejezed be a módosításokat".

Most azt jelzed a sablon levételével, hogy a szócikk kész állapotban van, befejezted a módosítását. Pedig ha jól értem, nem ezt akartad jelezni. Az ilyen 1-2-3 napos szüneteket nem szükséges jelezni, az lehet háttérmunka vagy egyéb elfoglaltság miatt is. Hullámzó, hogy ki, mikor, mennyi ideig ér rá egy szócikk szerkesztésére.

Ha "tataroz" sablon van elhelyezve egy cikken, és egy másik szerkesztő valamit sürgősen javítandónak ítél, akkor vagy jelzi neked az üzenőlapodon (vagy emailben, ha azt megadtad és engedélyezted) vagy ha csak valami vesszőhibát vesz észre valaki, előfordult velem is, hogy belenyúltam egy cikkbe és kijavítottam a hibát. Tartalmi módosítás esetén ilyenkor illik szólni a sablont elhelyező szerkesztőnek, hogy ez vagy az módosítva lett valamilyen okból.

A "a sablont elhelyező szerkesztőnek" előnye van, tehát az ő módosítása az elsődleges. Lehet, hogy nem is veszi észre a mások belenyúlását, viszont simán visszavonhatja vagy törölheti (akár úgy is, hogy nem tud róla, hiszen nem számít rá. hogy közben valaki más is szerkesztette a cikket). misibacsi*^üzenet 2022. január 10., 10:59 (CET)

@Misibacsi köszönöm. A sablonba az volt írva, hogy néhány napnál tovább ne legyen kint. De akkor ezek szerint ez megzavart, és félre értettem. köszönöm a részletes tájékoztatást! Vidgabor ^vita 2022. január 12., 10:54 (CET)

Igen, ez van odaírva a sablonba, de ezt rugalmasan kell érteni, nem ennyire szó szerint, hiszen a módosítást még nem fejezted be.

Azért is jobb, ha ott van a sablon, mert az jelzi, hogy a szócikk nincsen teljesen "kész", a tartalma még változni fog, át fogja nézni valaki, stb. Ha egy cikken nincs semmiféle figyelmeztető sablon, az azt jelenti, hogy a cikket szerkesztők szándéka szerint a cikk készen van.

A gyakorlatban lehet 1-2 hét is a türelmi idő, utána már valaki rá szokott kérdezni, hogy "dolgozol-e még a cikken?". Sokan elfelejtik levenni, és utána esetleg hónapok múlva veszi észre valaki.

Hasonló egy kicsit a helyzet, hogy ha az adott szócikket kevesen figyelik a saját Figyelőlistájukon, akkor kevesebben veszik észre a változásokat is. Ugyanebből az okból szokták kérni a kezdők a "Járőrök üzenőfalán", hogy valaki ellenőrizze le a módosításukat - ez gyakran türelmetlenségből fakad (1-2 nap múlva kérik), de eredhet abból is, hogy az adott új cikket kevesen figyelik. misibacsi*^üzenet 2022. január 12., 11:50 (CET)

@Misibacsi Világos köszönöm, úgy értelmeztem (ezek szerint tévesen, de majd belejövök) hogy ilyenkor (főleg ha tudom, hogy pár napig nem lesz időm hozzá nyúlni inkább vegyem le, ha valaki javítani akarja akkor megtehesse), de akkor így világosabb. Eleve lassabban haladok vele, mint gondoltam, főleg a források keresése sok idő (ami téányleg hasznos ahogy az útmutató is írja, mert sok dologra nem emlékeztem már pontosan, és nagyon sok érdekes forrást sikerült találjak közben). Vidgabor ^vita 2022. január 12., 12:00 (CET)

"Elakadás" a szócikk javításában

A szócikket apránként javít(gat)om, nagyjából követve az "eredeti" szócikk szerkezetét. Jelenleg a Számítógép – ember alfejezetig jutottam el. Viszont egy picit elakadtam.

Most egy új Alapvető perfiáriák és a Az információk előállítása alfejezeteken dolgozok, ehhez szedem össze a megfelelő forrásokat, és fogalmazom át. Viszont ezt követően már egyre inkább "zöldség" van a meglévő szócikkben, mint hasznos tartalom. Érzésem szerint a következő fejezetek az alábbi indokok alapján feleslegesek, leginkább törölném ezeket:

• Az utasítások fajtái: Ez legfeljebb annak a kevés embernek lehetne érdekes aki assemblyben vagy gépikódban programoznak (ők meg úgyis tudják ezt), és az ő számuk már elenyésző, egy általános bemutató szócikkben teljesen felesleges. Eddig arra se sikerült rájöjjek, hogy ez melyik processzor utasításkészletéhez áll közel, első tippem az IBM360 volt, de ott nem találtam a kézikönyvekben ezt a felosztást, még esélyes valamelyik korai PDP gép, azt még nem néztem meg. A ma elérhető magas szintű nyelvek esetén már annyira szerteágazóak a "az utasítások fajtái", hogy alig van bennük közös rész. És nem is igazán lehet ez okból egy általánosítást betenni. Még a különböző assembly nyelvek között is lényeges eltérés van ha RISC és CISC assemblyt nézek. De pl. egy RISC assembly utasítás fajtáit együtt tárgyalni WP szinten pl. egy Prolog utasítás fajtáival, vagy esetleg egy bash script utasításfajtáival elég merész vállalkozásnak tűnik.

• A számítógép építőkövei: Ez jelenleg eléggé zavaros (szintén kb. 1973-ból származhat, mint a szócikk többi része). Arra itt most csak mérsékelten utalok, hogy teljesen elavult, de még a maga korában is téves volt. Ha látnám értelmét talán lehetne bővíteni, de nem hiszem, hogy túl sok értelme van ebben a formában. Ez ami itt le van legfeljebb a regiszterek szerkezetére lenne igaz (de arra sem teljesen igaz, őszintén megmondom nem is értem igazán, hogy mit akar mondani). Én ezt úgy ahogy van törölném. Mert korábban már kicsit érintettük ezt. A mára totál elavult eszközök kapcsolási idejeit összehasonlítani szerintem teljesen anakronisztikus, max. egy múzeumi tablón mutatna jól Szegeden az ITK-ban, de nem egy aktuális enciklopédiában. A 100kHz-es órajel frekvencia megint eléggé elavult (szerintem 1973-ban is bőven több száz kHz 1-2 MHz-es nagyságrendben volt az órajel), az mellett, hogy akkor kéne beszélni az aszinkron gépekről is, amelyekben egyáltalán nincs órajel (Ha tisztán történelmi a cikk lenne akkor bele kéne írni, hogy a korai relés gépek szinte mind aszinkron gépek voltak /talán a Z3 az egyetlen kivétel, mert az ismereteim szerint szinkron volt/, de az 1960-as években épült nem kevés aszinkron gép még tranzisztorral is, valamint most utána olvastam: pár éve néhány kutató megint előásta, hogy érdemes az aszinkron procival próbálkozni).

• Programozás és programnyelvek: és (al)fejezetei ilyen részletességgel feleslegesek, nagyjából röviden a korábbi bekezdésekben már szerepelnek ezek, illetve számos önálló szócikk foglalkozik ezekkel. Talán az algoritmus mint "kulcsszó" az ami megőrzésre érdemes, és ezt érdemes az általam már átdolgozott programozás fejezetbe belefogalmazni. A többi szerintem felesleges, egyrészt elavult, másrészt ma már ezzel így a felhasználó nem is találkozik.– Vidgabor ^vita 2022. január 17., 23:48 (CET)

Törlési javaslat

Korábbi bejegyzésemet kiegészítaném a következőkkel. Törölni javaslom a szócikkben a "Szám előállítása a számítógépben" fejezettől a Jegyzetek fejezetig maradt részeket. A korábbi javításaim során ide "csúsztak" azok a részek amelyek törlését indokoltnak látom. Vidgabor ^vita 2022. augusztus 26., 20:00 (CEST)

A másolt részek kigyűjtése

Annak érdekben, hogy a későbbiek során lehetőség legyen arra, hogy a "másolmány" miatt esetlegesen fontos információk ne vesszenek el, fontosnak tartom az ezzel kapcsolatos Garamond szerkesztő általi összevetés linkjének itteni megjelentetését: A vitalapi kigyűjtés itt olvasható. Dodi123 ^vita 2022. szeptember 4., 18:52 (CEST)

Részben másolmány, részben teljesen elavult részek a szócikkből.

Korábbi kocsmafali javaslat alapján a szócikkben szereplő részben másolmány, részben elavult, részben felesleges (esetleg más szócikkbe bedolgozandó) részeket ide másoltam.

---

Szám előállítása a számítógépben

Az elektronikus számítógépben való feldolgozásra a tízes rendszerbeli számokat bináris alakban kódolják, például a szokásos kettes számrendszerben. Egy tízes rendszerbeli szám kettes rendszerbe való átalakítását konvertálásnak, az ellenkező eljárást pedig visszakonvertálásnak nevezik. A korszerű digitális számítógépeknek általában állandó szóhosszúsága van, például a ZRA 1 szóhosszúsága 48 bit. A szóhosszúság határozza meg a numerikus számítás pontosságát, mert hosszú számításoknál – ahol sok a mellékszámítás is – a kerekítésből származó hibák inkább előbukkannak, ha kicsi a szóhosszúság.

A konvertálással kapcsolatos számítási műveleteket a gép a számok betáplálása közben maga végzi el. A betápláláskor a decimális számnak már bináris alakban kell lennie, mert a bemenőegység csak két különböző állapotot tud észlelni. Rendszerint minden decimális számjegyet külön kódolnak, és a 10 számjegy mindegyikéhez – a bináris rendszerben – 4 bitre van szükség, ez egy számnégyes vagy bináris tetrád. Így $2^{4}$ = 16 jelet lehet összesen kódolni, ami nincs teljesen kihasználva. Például a 296 számot a következőképpen állítjuk elő: $(2)_{1}0$ = $(0010)_{2}$, $(9)_{1}0$ = $(1001)_{2}$, $(6)_{1}0$ = $(0110)_{2}$; így $(296)_{1}0$ = $(0010)_{2}(1001)_{2}(0110)_{2}$, ahol a zárójelek melletti indexek a számrendszert jelentik. A szokásos kettes számrendszerben a $(296)_{1}0$ = $(100101000)_{2}$. Az első alakból a számítógép rendkívül egyszerű módon, tisztán duális műveletekkel el tudja végezni a tulajdonképpeni konvertálást.

A $(296)_{1}0$ szám konvertálásának példája; a félkövér számok kettes számrendszerben értendők

művelet	részeredmény	művelet	részeredmény
	$(000000000)_{2}$		$(0)_{1}0$
$+(0010)_{2}$	$(000000010)_{2}$	$+$ $(2)_{1}0$	$(2)_{1}0$
$\times (1010)_{2}$	$(000010100)_{2}$	$\times (10)_{1}0$	$(20)_{1}0$
$+(1001)_{2}$	$(000011101)_{2}$	$+(9)_{1}0$	$(29)_{1}0$
$\times (1010)_{2}$	$(100100010)_{2}$	$\times (10)_{1}0$	$(290)_{1}0$
$+(0110)_{2}$	$(100101000)_{2}$	$+(6)_{1}0$	$(296)_{1}0$
eredmény	$(100101000)_{2}$	eredmény	$(296)_{1}0$

A $(10)_{1}0$ = $(1010)_{2}$-vel való szorzás, egy duális alakban kódolt decimális számjegy minden összeadásánál tekintetbe veszi a helyi értéket. A számnégyesek alakjában való duális kódolás hátránya, hogy több bináris helyi értékre van szükség, mint a szokásos duális előállításnál, minthogy a számnégyesek nincsenek teljesen kihasználva; példánkban 12 bináris hely van a kettős számrendszerbeli szám 9 helyével szemben.

A tizedesvessző feltüntetése

Mivel a szám értékét csak a számjegyek sora és a tizedesvessző határozza meg, a számítógépnek információt kell kapnia a tizedesvessző helyéről. Megkülönböztetünk:

• lebegőpontos és
• fixpontos számokat.

A lebegőpontos tizedes törteknél a programozó betáplálja a bemenőegységbe a számjegyek egymásutánját, és a tizedesvessző helyének jellemzésére 10-nek azt a kitevőjét, amellyel a számot 10 hatványaként előállítja.

Számok ábrázolása normált alakban

szám	normált alak	számjegyek	kitevő
23,450 60	$0,2345060.10^{2}$	2 345 060	2
9 870 100	$0,9870100.10^{7}$	9 870 100	7
0,038 000	$0,3800000.10^{-1}$	38	-1

Ehhez meg kell állapodnunk például abban, hogy a 10 hatványát a számnak mindig abból az alakjából olvassuk le, amelyben a tizedesvessző előtt 0, a tizedesvessző után pedig 0-tól különböző számjegy áll. Ezt a műveletet normálásnak nevezik, és a azám így kapott alakját normált alaknak, ami nem egyezik a szám normálalakjával.

Ezek után a számítógéppel csak a számjegyek sorrendjét és 10 hatványkitevőjét kell közölni, például 234 506 és 2 a 23,4506 számot jelenti.

A fixpontos tizedes-törteknél a tizedesvessző mindig ugyanazon a helyen van, például minden 1 és 10 közötti számnál az első számjegy után. Ha tudjuk, hogy valamely feladat megoldásánál valamennyi adat nagysága egy meghatározott tartományba esik, akkor előnyösen alkalmazható e számok fixpontos előállítása. Ha minden fizetés 10 000 forint alatt van, akkor egy-egy szám leírásához 6 decimális helyi érték elég.

A fixpontos előállításnak az az előnye, hogy a gépnek nem kell információt kapnia a tizedesvessző helyéről, hátránya viszont, hogy a vesszőt az embernek kell a megfelelő helyre kitennie, vagy az eredeti számot egy másik programnak kell ilyen alakúvá alakítania.

A legtöbb modern számítógép mind a két szám-előállítási lehetőséggel rendelkezik. Egyes gépek, ha arra a programban külön megkötés nincs, az adott feladat megoldásánál automatikusan a kedvezőbb formát választják.

A számítógép építőkövei

Az elektronikus digitális számítógépek információt hordozó legkisebb építőkövei, a memóriaelemek, két különböző állapotot vehetnek fel. Ezekből épülnek fel a legkisebb, információkat összekapcsoló egységek, a kapcsolási elemek, amelyek a kapcsolási algebrából ismert logikai függvényeket realizálni tudják.

Memóriaelemek például a kapcsolók, a jelfogók, az elektroncsövek, illetve a tranzisztorok, a "flip-flop" áramkörök, és a mágneses anyagokból készült elemek; illetve modern gépekben a bonyolult hálózatokat egyetlen alkatrészként megvalósító integrált áramkörök.

A mágneses elemek tipikus képviselője volt a ferritgyűrű, amelynek külső átmérője 2 mm vagy jóval kevesebb. A ferrit ferromágneses kerámia, hiszterézis-görbéje közel derékszögű.

Számítógépek néhány tárolóelemének és az emberi agy neuronjainak t kapcsolási ideje másodpercben, V térfogata $cm^{3}$-ben

tárolóelem	t	V
relé	$10^{-1}...10^{-3}$	10…100
elektroncső	$10^{-5}...10^{-7}$	10…100
tranzisztor	$10^{-6}...10^{-7}$	1…10
ferritgyűrű	$10^{-5}...10^{-7}$	0,5…5
neuron	$10^{-3}$	$10^{-7}$

Két stabilis állapot közötti átmenet időtartamát kapcsolási időnek nevezik.

Ezt és egyes memóriaelemek térszükségletét szokták a neuronnal, az emberi agy alapelemével összehasonlítani. Az aritmetikai egységben a kapcsolóelemeket, illetve a memória-elemeket a kapcsolási algebra szabályai szerint oly módon kapcsolják össze egy kapcsolóműbe, hogy a teljes kapcsolás el tudja látni az alapműveletek végrehajtásának feladatát.

Az építőkövek együttműködése

A számítógépben minden egyes művelet meghatározott időpontban zajlik le. Egy órafrekvencia-generátor meghatározott frekvenciájú elektromos impulzusokat bocsát ki, ennek alapján állapítja meg a vezérlőegység azokat az időpontokat, amikor előírt szerkezeti csoportok egymással kapcsolatba lépnek az utasítások végrehajtására. Olyan esetekben, amikor a feladatok a "valódi" – például helyi – időhöz rögzítettek, akkor az óragenerátort külső időalaphoz szinkronizálják. Ilyen eset például a forgalomirányítás. Az órafrekvencia (vagy ütemidő) elsősorban a kapcsolóelemek működési idejétől függ; a ZRA 1-nél például 100 kHz.

Algoritmus alkalmazása

A programozásban ezután az algoritmust lefordítják a gép nyelvére. A (7) és (8) lépésekben jelzett munkálatokat már segéderők is elvégezhetik.

Először (5) a durva programozást készítik el, hogy áttekintést kapjanak a feladatról. A bemenőmennyiségeket és a legfontosabb számítási lépéseket folyamatábrán tüntetik fel, esetleg a részeredményektől függő döntésekkel együtt. A folyamatábra jobb megértése céljából végezzük az $a_{1}$, $a_{2}$, …, $a_{10}$ 10 szám összeadását, illetve az $S=\sum _{i=1}^{10}a_{i}$ összeg képzését ezzel a technikával. Az 1. rekeszben az i változó értéke 1, a 2. rekeszben pedig a H segédváltozó értéke 0 lesz. A 3. rekeszben H-hoz hozzáadódik $a_{1}$ értéke; így kapjuk minden egyes lépésnél a H segédmennyiség új értékét. A 4-ben felteszik a kérdést, vajon az i futóindex elérte-e már az összes számot. A tagadó válasz az 5. rekeszhez vezet, ahol az i index eggyel nő. Ezután 3-ban megtörténik a következő összeadás. A 3., 4. és 5. rekeszek többször szerepelnek, ciklust képeznek, amely csak akkor hagyható el, amikor mind a 10 számot összeadtuk, és a 4-ben feltett kérdésre igenlő a válasz. Végül 6-ban az S változóhoz hozzárendeljük H értékét.

Gépi program

A folyamatábra alapján gépi programot állítanak fel. E célból a folyamatábra utasításait elemi előírásokká kell felbontani. Ezt a folyamatábra 3. rekeszéhez kapcsolódva magyarázzuk meg, feltéve, hogy az $a_{i}$ számok tíz tárolóhelyen találhatók, és a H segédmennyiség részére is fenntartunk egy tárolóhelyet.

A folyamatábra 3. rekeszében adott utasítás elemi műveletekre bontása

1. utasítás: Vidd át $a_{i}$-t a memóriarekeszből az 1. regiszterbe

2. utasítás: Vidd át H-t a memória rekeszből a 2. rekeszbe

3. utasítás: Add hozzá a 2. regiszter tartalmát az 1. regiszter tartalmához, és az eredményt tárold az 1. regiszterben

4. utasítás: Az 1. regiszter tartalmát vidd át H memória címére

Az 1., 2. és 4. utasítások átviteli utasítások, és így szervezési utasítások, a 3. utasítás számolási utasítás. Logikai utasítás a 4. rekeszben feltett kérdés megválaszolásánál léphetne fel. Mivel a számítógép csak binárisan kódolt információkat tud fogadni, a műveleti jeleket még kódolni kell, vagyis a 0 és 1 jel valamilyen sorozatává kell átalakítani.

Az 1970-es évek elejének gépei közül igen sok megértette a feladatot a szokásos matematikai formában. Ezért az egyszerű, logarléc szintű számítást is sokan már géppel végeztették, feltéve ha volt a közvetlen közelben, tehát azonnal elérhető helyen beviteli egység.

Ezért fejlődtek akkoriban az "időosztású" (time-sharing) rendszerek, amelyekben egyetlen gépnek sok kezelőpultja – végződése – volt kihelyezve a mérnökök, kutatók, tisztviselők munkaasztalaira, s mindegyikük minden feladattal – kicsivel és naggyal – ugyanabban az időben a géphez fordulhatott.

Ugyanezért terjedtek rohamosan az igen pontos, gyors miniatűr mérnöki számológépek – az asztali- és zsebkalkulátorok is.

Az elektronikus számítógépek sebessége

Az elektronikus számítógépek számolási sebessége igen nagy, és egyre újabb alkalmazási területeket hódítottak meg; olyan feladatokról van szó, amelyeknek megoldása nélkülük évtizedeket vagy még annál is több időt venne igénybe. Például egy 1 000 ismeretlenes egyenletrendszer megoldásához 1 000 millió számítási műveletre van szükség. 1960 körül már voltak olyan berendezések, amelyek másodpercenként néhány százezer összeadást végeztek el, 1966-ban a csúcsteljesítmény 8 millió összeadás volt másodpercenként, illetve 5 millió szorzás másodpercenként (az IBM 360-as rendszerének 90-es modellje). 1968-ban olyan számítógépeket állítottak üzembe, amelyek 16,6 millió összeadást, illetve 5,5 millió szorzást tudtak másodpercenként elvégezni.

Más területeken (vezérlések, irányítás stb.) a döntéshez, beavatkozáshoz rendelkezésre álló idő alatt a szükséges pontossággal a kívánt adatokat csak az elektronikus számítógépek műveleti sebességével lehet előállítani, még akkor is, ha kevés és egyszerű számítást kell végezni – de például a másodperc törtrésze alatt (automatikus repülés irányítása stb.)

A műszaki változtatások közé tartozik a rendkívül kicsi kapcsolási idővel dolgozó építőelemek kifejlesztése; ilyenek például a félvezető építőelemek, kapcsolási idejük 0,7 nanoszekundum. Ezzel a gép működési sebessége igen megnőtt.

A miniatürizálással rövidítik a vezetékek hosszát. Az elektromos impulzusoknak, amelyek a számítógép egyes kapcsolási elemei és szerkezeti csoportjai közötti együttműködést vezérlik, 30 cm hosszú út megtételére egy nanoszekundum ($10^{-}9$ s) időre van szükségük; például a legkisebb tranzisztorokat és diódákat, amelyeknek felülete 0,6 $mm^{2}$, nyomtatott áramkörökkel kötik össze. Ilyen módon egy 2 cm átmérőjű szilíciumlemezen 500 áramkört lehet felépíteni, amelyek mindegyike 15 tranzisztor és 13 ellenállás funkcióját végzi, beleértve összekötő vezetékeit is. 1972-ben a HP – 35 zsebkalkulátor egyetlen, néhány mm²-es szilíciumkristályába 6 000 tranzisztornak megfelelő áramkört építettek be.

A vezérlési változtatások közé tartozik a párhuzamos gépekre való áttérés; ezeknél – ellentétben a soros gépekkel – minden bináris helyi érték feldolgozása egyidejűleg történik. Ezek a gépek gyorsabban dolgoznak, de előállításuk drágább.

A multiprogramozásnál egyidejűleg több programot hajt végre a gép. Az egyiket azalatt dolgozza fel, amíg a mágnesszalagról új számok érkeznek az operatív tárolóba, vagy pedig egy sor részeredményt kinyomtat a gép. A programokat ún. "felügyelő program" koordinálja. Ilyen módon a számítógépet jobban ki lehet használni.

Időigény és költségek; t – műveleti sebesség másodpercekben, L – napi teljesítmény számolási műveletekben, K – költség számolási műveletenként, $\sum$t – egy 30 ismeretlenes egyenletrendszer megoldásához szükséges idő

	t	L	K	$\sum$t
segédeszköz nélkül számoló ember	200	140	20	1500 óra
elektromechanikus asztali számológéppel dolgozó ember	25	1200	3	190 óra
asztali (programozható) elektronikus számítógéppel dolgozó ember	0,05	10^4-10^6	0,1-0,01	10-60 perc
közepes sebességű digitális számítógép	5-10^-5	10^9	0,002	1,5 s

Megbízhatóságuk

A számítóberendezések gyakorlati felhasználásánál igen fontos megbízhatóságuk, illetve hiba- és meghibásodási arányuk. Míg az ENIAC-ban (1946) "csak" 17 000 elektroncső volt, egy modern adatfeldolgozó berendezésben közel félmillió tranzisztor, még több ellenállás és más elektromos alkatrész, továbbá mintegy 10 millió mágneses mag található. A fellépő hibákat különböző vizsgáló eljárásokkal és hibajelzésekkel azonnal észre lehet venni, illetve automatikusan korrigálni lehet. Különösen fontos ez a nagy adatmennyiséget tároló és kezelő óriás rendszerekben, például nagy bankok központi gépeinél.

---

Áthelyezés vége Vidgabor ^vita 2023. február 9., 23:39 (CET) Vidgabor ^vita 2023. február 9., 23:39 (CET)