15. A modern digitális eszközök működése (107)
15. A modern digitális eszközök működése (107)
Neumann-elvek – Az informatikai eszközök alapjai
A modern számítógépek működésének alapjai Neumann János és munkatársai kutatásaira vezethetők vissza az 1940-es évek közepére. Neumann megfogalmazott néhány alapelvet, amelyek a mai digitális eszközök működésének alapját képezik.
A Neumann-elvek főbb pontjai
Teljesen elektronikus működés
Az első számítógépek elektroncsövekből épültek fel, ami jelentősen megnövelte a számítási sebességet.
Ma már tranzisztorokat használunk, amelyek sokkal gyorsabbak és hatékonyabbak.
Kettes számrendszer használata
A számítógépek 0 és 1 értékekkel dolgoznak, mert ez elektronikailag könnyebben kezelhető.
Ez egyszerűbb és megbízhatóbb működést biztosít, mint a tízes számrendszer.
Belső memória megléte
A számítógép egyszerre tárolja az adatokat és a programokat, így a programok önmagukat is módosíthatják.
Az első gépek néhány száz adatot tároltak, ma pedig milliárdnyi adat kezelésére képesek.
Univerzalitás
A számítógépek nem egyetlen feladatra készülnek, hanem különböző programokkal különböző műveleteket végezhetnek.
Ez lehetővé teszi, hogy egy eszköz sokféle problémát megoldjon, attól függően, milyen szoftvert futtatunk rajta.
Soros utasításvégrehajtás
A programokat egymás után, lépésről lépésre hajtja végre a számítógép.
Ma már sok eszköz képes párhuzamos feldolgozásra, például a többmagos processzorok esetén.
Neumann-elvek hatása napjainkban
A Neumann-elvek ma is meghatározzák az informatikai eszközök működését. A modern számítógépek, mobiltelefonok és okoseszközök mind ezekre az alapelvekre épülnek, bár a technológia sokkal fejlettebb lett.
Neumann János tanulmányai és tudományos eredményei
Neumann János a matematika és a számítástechnika egyik legnagyobb alakja volt. Tanulmányait Budapesten, Berlinben és Zürichben végezte. Számos tudományterületen ért el jelentős eredményeket, többek között:
Matematika – A játékelmélet egyik alapítója.
Számítástechnika – Az elektronikus számítógépek működésének alapelveit fektette le.
Fizika – Hozzájárult a kvantummechanika fejlődéséhez.
Gazdaságtudomány – A döntéselmélet és az optimalizálás területén is maradandót alkotott.
Mai mobiltelefonok vs. tíz évvel ezelőtti laptopok
A modern mobiltelefonok számítási teljesítménye lenyűgöző fejlődésen ment keresztül. Egy mai csúcskategóriás okostelefon teljesítménye gyakran meghaladja egy tíz évvel ezelőtti laptopét.
Néhány összehasonlítás:
Processzor sebessége – Egy mai mobiltelefon akár 3 GHz-es többmagos processzorral rendelkezik, míg egy tíz évvel ezelőtti laptop gyakran 2 GHz körüli teljesítményt nyújtott.
Memória – A mai telefonokban akár 12-16 GB RAM is lehet, míg egy régebbi laptopban 4-8 GB volt a jellemző.
Grafikai teljesítmény – A modern mobilok fejlett GPU-val rendelkeznek, amely lehetővé teszi a nagy felbontású játékokat és videószerkesztést.
Energiahatékonyság – A mobilok kisebb méretű, de hatékonyabb chipekkel működnek, így kevesebb energiát fogyasztanak.