User Tools

Site Tools


tanszek:oktatas:szamitastechnika:hardver_alapismeretek

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision
Previous revision
tanszek:oktatas:szamitastechnika:hardver_alapismeretek [2025/09/16 18:53] kneheztanszek:oktatas:szamitastechnika:hardver_alapismeretek [2026/09/08 20:58] (current) – [1. Bevezetés és alapfogalmak] knehez
Line 2: Line 2:
  
 === 1.1 Adat és információ === === 1.1 Adat és információ ===
-  * **Adat**: a világ jelenségeinek leírása számokkal, szöveggel, képekkel vagy mérésekkel.   
-    *Példa*: egy szenzor 22,5 °C hőmérsékletet mér → ez adat. 
-  * **Információ**: olyan közlés, amely csökkenti a bizonytalanságot, és döntést tesz lehetővé.   
-    *Példa*: „A gép túlhevült, mert a hőmérséklet 95 °C” → ez információ. 
-  * **Claude Shannon (1939)**: az információ a bizonytalanság (entrópia) csökkentése. 
-  * **Bit**: a legkisebb információegység, amely két állapotot különböztet meg (0 vagy 1). 
  
----+  * **Adat:** egy jelenség rögzített leírása, például szám, szöveg, kép vagy mérési érték. 
 +    * Példa: egy szenzor 22,5 °C hőmérsékletet mér. 
 +  * **Információ:** az adatok értelmezésével nyert, döntést segítő ismeret. 
 +    * Példa: a 95 °C-os mérés alapján a gép túlmelegedett. 
 +  * **Bit:** két állapotot, általában 0-t és 1-et megkülönböztető információegység. 
 + 
 +Claude Shannon 1948-ban megjelent információelmélete matematikai kapcsolatot teremtett az információ és a bizonytalanság között.
  
 === 1.2 Analóg és digitális jelek === === 1.2 Analóg és digitális jelek ===
-  * **Analóg jel**folytonos, tetszőleges értéket vehet fel.   + 
-    *Példa*: higanyos hőmérő szintje+  * **Analóg jel:** időben és értékben folytonosan változhat, például egy mikrofon feszültségjele
-  * **Digitális jel**: diszkrét, előre meghatározott értékeket vesz fel.   +  * **Digitális jel:** meghatározott, diszkrét értékeket vesz fel. A számítógépek az adatokat binárisan ábrázolják. 
-    *Példa*: digitális hőmérő kijelzője+ 
-  * A számítógépek digitálisak, mert+A valós mérési jeleket az analóg–digitális átalakító (A/D konverter) teszi feldolgozhatóvá. A digitális ábrázolás előnye a megbízható tárolás, másolás és feldolgozás, de a mintavételezés és a kvantálás miatt közelítést tartalmaz. 
-    - zajállóbbak, + 
-    - könnyebben feldolgozhatóak, +Méréskor két jellemző különösen fontos: 
-    egyszerűbb tárolás és továbbítás.+ 
 +  * **mintavételi frekvencia:** másodpercenként hány minta készülIdeális esetben legalább kétszer nagyobbnak kell lennie a mérendő jel legnagyobb frekvenciájánál; 
 +  * **felbontás:** hány bit ír le egy mintát. Egy 12 bites átalakító 2<sup>12</sup> = 4096 különböző szintet tud megkülönböztetni. 
 + 
 +Ipari példa: egy rezgésdiagnosztikai rendszerben a túl alacsony mintavételi frekvencia elfedheti a csapágyhibára utaló nagyfrekvenciás rezgéseket. A mintavétel előtt ezért analóg aluláteresztőúgynevezett anti-aliasing szűrőt is alkalmaznak.
  
 <mermaid> <mermaid>
-graph LR +flowchart LR 
-    A[Valós jelenség] --> B[Analóg jel+    J[Analóg jel] --> AD[A/D átalakító
-    --> C[Digitális jel+    AD --> D[Digitális adat
-    B -->|folytonos| D((∞ érték)) +    D --> CPU[Feldolgozás]
-    C -->|diszkrét| E((0 vagy 1))+
 </mermaid> </mermaid>
  
-=== 1.3 Neumann-elv === +=== 1.3 A tárolt program elve ===
-Neumann János (1946) öt alapelve:+
  
-  Központi vezérlőegység (CPU) irányítja a működést+A Neumann-architektúra legfontosabb jellemzői: 
-  * Programok és adatok közös memóriában tárolódnak+ 
-  * Bináris adatreprezentáció+  a programutasítások és az adatok a memóriában találhatók; 
-  * Utasítás-végrehajtási ciklusbeolvasás → értelmezés → végrehajtás+  * a CPU beolvassa, értelmezi és végrehajtja az utasításokat; 
-  Soros feldolgozás (egyszerre egy utasítás).+  * az adatokat és az utasításokat binárisan ábrázolja; 
 +  * a CPU, a memória és a be-/kiviteli egységek együtt alkotják a rendszert. 
 + 
 +Az eredeti modell alapvetően egymás után hajtja végre az utasításokat. A modern processzorok ezt többek között futószalagos, többmagos és párhuzamos végrehajtással gyorsítják. 
 + 
 +=== 1.4 Turing-gép === 
 + 
 +A Turing-gép az algoritmus-végrehajtás elméleti modellje. Fő elemei a cellákra osztott szalag, az olvasó-író fej, az állapotok és az átmeneti szabályok. Nem egy konkrét számítógép felépítését írja le, hanem azt segít meghatározni, hogy egy feladat algoritmikusan kiszámítható-e. https://www.youtube.com/watch?v=gJQTFhkhwPA 
 + 
 +Mérnöki példa: egy szenzor 0,01 mm eltérést mér. A vezérlő ezt összehasonlítja a 0,005 mm-es tűréssel, majd szükség esetén leállítja a gépet. A mérési érték adat; a határérték túllépésének felismerése már döntést támogató információ. 
 + 
 +===== 2. A számítógép fő hardverelemei ===== 
 + 
 +A hardver a számítógép fizikai részegységeinek összessége. Feladata az adatok bevitele, feldolgozása, tárolása és továbbítása. 
 + 
 +=== 2.1 Központi feldolgozó egység (CPU) === 
 + 
 +A CPU hajtja végre a program utasításait. Fontos részei: 
 + 
 +  * **vezérlőegység:** irányítja az utasítások végrehajtását; 
 +  * **aritmetikai-logikai egység (ALU):** számítási és logikai műveleteket végez; 
 +  * **regiszterek:** végrehajtás során használt, nagyon gyors és kis tárolók; 
 +  * **gyorsítótárak (cache):** csökkentik a lassabb memória elérésének gyakoriságát. 
 + 
 +A teljesítményt nem önmagában az órajel határozza meg. Számít a mikroarchitektúra, a magok száma, a gyorsítótár, a memória-sávszélesség és a futtatott program párhuzamosíthatósága is. 
 + 
 +  * Az **órajel** azt mutatja meg, hogy a processzor másodpercenként hány ködési ciklust végez. Azonos órajelű processzorok teljesítménye eltérhet
 +  * A **magok száma** akkor jelent előnyt, ha a feladat több részre bontható
 +  * A **fogyasztási és hőmérsékleti korlátok** tartós terhelésnél csökkenthetik az elérhető órajelet. 
 + 
 +Mérnöki választásnál nem mindig a legnagyobb számítási teljesítmény a döntő. Egy gépvezérlőnél a kiszámítható válaszidő, egy mobil mérőműszernél az energiafogyasztás, egy CAD-munkaállomásnál pedig az egy- és többmagos teljesítmény egyaránt fontos lehet. 
 + 
 +=== 2.2 Alaplap és összeköttetések === 
 + 
 +Az alaplap kapcsolja össze a CPU-t, a memóriát, a háttértárakat és a perifériákat. A kommunikációhoz különböző összeköttetések tartoznak: 
 + 
 +  * **adatvonalak:** adatokat továbbítanak; 
 +  * **címzési információk:** kijelölik az elérni kívánt memóriavagy eszközterületet; 
 +  * **vezérlőjelek:** például olvasási, írási és megszakítási műveleteket jeleznek
 + 
 +Modern belső összeköttetés például a **PCI Express**. Az **NVMe** a PCIe-alapú SSD-khez használt kommunikációs protokoll. 
 + 
 +Az összeköttetések két eltérő jellemzője a **sávszélesség** és a **késleltetés**. A sávszélesség az időegység alatt átvihető adatmennyiséget, a késleltetés egy művelet megkezdéséhez vagy válaszához szükséges időt jelenti. Nagy felbontású kameránál a sávszélesség, gyors szabályozási körnél gyakran a kis és kiszámítható késleltetés a fontosabb. 
 + 
 +=== 2.3 System-on-Chip (SoC=== 
 + 
 +Az SoC több funkciót integrál egyetlen lapkára, például CPU-magokat, GPU-t, memóriavezérlőt és kommunikációs vezérlőket. Mobiltelefonokban, beágyazott eszközökben és egykártyás számítógépekben gyakori. 
 + 
 +A Raspberry Pi tipikus egykártyás számítógép. SoC-t, RAM-ot, USB-, HDMI- és hálózati csatlakozást, valamint szenzorok és aktuátorok illesztésére használható GPIO-t tartalmaz.
  
 <mermaid> <mermaid>
 flowchart TD flowchart TD
-    CPU[CPU] --> MEM[Memória] +    CPU[CPU] <--> MEM[Memória] 
-    CPU --> IO[I/O perifériák+    CPU <--> IO[Be- és kiviteli egységek
-    MEM --> CPU +    CPU <--> STORE[Háttértár]
-    IO --> CPU+
 </mermaid> </mermaid>
  
-=== 1.4 Turing-gép ===+===== 3Számítógépkategóriák és architektúrák =====
  
-Alan Turing (1936) megalkotta a Turing-gép modellt.+=== 3.1 Számítógépkategóriák ===
  
-Elemei:+  * **Mikrokontroller:** vezérlési feladatra készült, kis fogyasztású eszköz, beépített memóriával és perifériákkal. 
 +  * **Személyi számítógép:** általános célú feladatokra és mérnöki szoftverek futtatására használható. 
 +  * **Munkaállomás:** nagy teljesítményű számítógép CAD-, képfeldolgozási vagy szimulációs feladatokra. 
 +  * **Szerver:** hálózati szolgáltatásokat és több felhasználó vagy alkalmazás adatfeldolgozását végzi. 
 +  * **Szuperszámítógép:** nagyméretű, erősen párhuzamos számításokat futtat, például időjárás-előrejelzést vagy mérnöki szimulációt.
  
-  * Szalag (memória)adatok és program. +Ezek nem egyszerűen teljesítmény szerinti fokozatokeltérő célra tervezett rendszerekEgy szerver például nem feltétlenül gyorsabb minden feladatban egy munkaállomásnál.
-  * Olvasó/író fej: mozog a szalagon, adatot olvas vagy ír. +
-  * Vezérlőegység: meghatározza, milyen művelet történjen.+
  
-Turing-gép az algoritmusok elméleti alapja → minden mai számítógép működését leírja.+=== 3.2 Utasításkészlet-architektúrák === 
 + 
 +Az utasításkészlet-architektúra (ISA) meghatározza, milyen gépi utasításokat ismer a processzor. 
 + 
 +  * **x86-64:** PC-kben, munkaállomásokban és szerverekben elterjedt. 
 +  * **ARM:** mobil, beágyazott és egyre több asztali, illetve szerverrendszerben használják; gyakori előnye a kedvező energiahatékonyság. 
 +  * **RISC-V:** nyílt szabványú ISA, amely oktatási, kutatási és ipari célokra egyaránt használható. 
 + 
 +Az ISA nem azonos a konkrét processzor belső felépítésével, azaz a mikroarchitektúrával. **SoC** pedig integrációs megoldás, nem az x86, az ARM vagy a RISC-V melletti negyedik ISA. 
 + 
 +Ipari példa: egy tervezőirodai munkaállomás lehet x86-64 alapú, miközben egy robotba épített vezérlő ARM processzort, egy egyedi érzékelőegység pedig RISC-V mikrokontrollert használ. A választásnál a szükséges szoftverek, a fogyasztás, a valós idejű igények, az ár és a hosszú távú beszerezhetőség együtt számít. 
 + 
 +===== 4. Perifériák és interfészek ===== 
 + 
 +A perifériák biztosítják a kapcsolatot a számítógép és a környezete között. Az interfész az összekapcsolás fizikai és kommunikációs szabályait jelenti. 
 + 
 +=== 4.1 Perifériák feladat szerint === 
 + 
 +  * **Bemeneti eszközök:** billentyűzet, egér, kamera, mikrofon, vonalkódolvasó és szenzor. 
 +  * **Kimeneti eszközök:** monitor, projektor, hangszóró, nyomtató, 3D nyomtató és aktuátor. 
 +  * **Kétirányú eszközök:** érintőképernyő, hálózati adapter és külső adattároló. 
 + 
 +=== 4.2 Interfészek felhasználási terület szerint === 
 + 
 +  * **Általános perifériák:** USB, USB-C. 
 +  * **Kijelző és hang:** HDMI, DisplayPort. 
 +  * **Nagy sebességű külső kapcsolat:** USB4, Thunderbolt. 
 +  * **Hálózat:** Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth. 
 +  * **Beágyazott és ipari kommunikáció:** GPIO, UART, I²C, SPI, CAN, RS-485 és ipari Ethernet. 
 + 
 +Az USB-C a csatlakozó fizikai kialakítását jelöli; az átvitel sebességét és a támogatott funkciókat a használt USB-verzió és üzemmód határozza meg. 
 + 
 +Az **interfész** és a **kommunikációs protokoll** nem ugyanaz. Az RS-485 például az elektromos jelátvitelt határozza meg, míg felette Modbus RTU protokoll is használható. Az Ethernet szintén több ipari protokoll, például PROFINET, EtherNet/IP vagy Modbus TCP alapja lehet. 
 + 
 +^ Megoldás ^ Jellemző használat ^ Fontos tulajdonság ^ 
 +| I²C, SPI | Áramköri lapon belüli szenzorok | Rövid távolság, kis költség | 
 +| CAN | Járművek, gépek, elosztott vezérlők | Zavartűrés, prioritásos üzenetek | 
 +| RS-485 | Ipari műszerek, több résztvevős hálózat | Hosszabb kábel, differenciális jelátvitel | 
 +| Ipari Ethernet | PLC-k, hajtások, robotcellák | Nagyobb sebesség, hálózati integráció |
  
 <mermaid> <mermaid>
 flowchart LR flowchart LR
-    S[Szalag memória] --> F[Olvasó/író fej+    S[Szenzorok és bemenetek] --> C[Számítógép vagy vezérlő
-    --> V[Vezérlőegység+    --> A[Kijelzők és aktuátorok
-    --> +    C <--> N[Hálózat és adattárolók]
-    F --> S+
 </mermaid> </mermaid>
  
-=== Mérnöki alkalmazási példák ===+===== 5. Memória és adattárolás ===== 
 + 
 +=== 5.1 Memóriahierarchia === 
 + 
 +A tárolók között sebesség–kapacitás–költség kompromisszum van. A CPU-hoz közelebbi szintek általában gyorsabbak és kisebbek. 
 + 
 +  * **Regiszterek:** a CPU közvetlen munkaterülete. 
 +  * **Cache (L1, L2, L3):** a gyakran használt adatok gyorsítótára. 
 +  * **RAM:** a futó programok és adataik átmeneti tárolója; kikapcsoláskor tartalma elvész. 
 +  * **SSD vagy HDD:** nagy kapacitású, tartós adattárolás. 
 + 
 +<mermaid> 
 +flowchart LR 
 +    R[Regiszter] --> C[Cache] --> RAM[RAM] --> SSD[SSD] --> HDD[HDD] 
 +</mermaid> 
 + 
 +Balról jobbra általában nő a kapacitás és a hozzáférési idő, miközben csökken az egységnyi tárolás költsége. A következő értékek tájékoztató nagyságrendek; processzorgenerációtól és mérési módszertől jelentősen függhetnek. 
 + 
 +^ Szint ^ Tipikus kapacitás ^ Közelítő hozzáférési idő ^ Szerep ^ 
 +| Regiszter | néhány száz bájt/mag nagyságrend | közvetlenül az utasítás használja | az éppen feldolgozott értékek | 
 +| L1 cache | 32–128 KiB/mag | körülbelül 3–5 CPU-ciklus, gyakran 1–2 ns | a leggyakrabban használt utasítások és adatok | 
 +| L2 cache | 256 KiB–2 MiB/mag | körülbelül 10–20 ciklus, néhány ns | nagyobb, de lassabb magközeli gyorsítótár | 
 +| L3 cache | néhány MiB–több tíz MiB, gyakran megosztott | körülbelül 30–80 ciklus, 10–30 ns | a magok által közösen használt adatok | 
 +| RAM | néhány GiB–több száz GiB | körülbelül 50–100 ns | futó programok | 
 +| NVMe SSD | több száz GiB–több TiB | jellemzően több tíz–száz µs | tartós, nagy sebességű tárolás | 
 +| HDD | több TiB | jellemzően 5–15 ms | olcsó, nagy kapacitású tárolás | 
 + 
 +Egy 3 GHz-es processzor egy ciklusa körülbelül 0,33 ns. Így a RAM-ból érkező adatra várás alatt a CPU akár több száz ciklust is elveszíthet. A cache ezt a különbséget próbálja áthidalni. 
 + 
 +  * **Cache-találat (hit):** a keresett adat megtalálható a cache-ben. 
 +  * **Cache-hiba (miss):** az adatot egy lassabb szintről kell betölteni. 
 +  * **Időbeli lokalitás:** a nemrég használt adatra valószínűleg hamarosan ismét szükség lesz. 
 +  * **Térbeli lokalitás:** egy adat használata után gyakran a mellette lévő adatok következnek. 
 + 
 +Ipari példa: képfeldolgozásnál egy kamera képének sorfolytonos feldolgozása jobban kihasználhatja a cache-t, mint a képpontok véletlenszerű elérése. Nagyméretű FEM-modellnél pedig előfordulhat, hogy nem a CPU számítási képessége, hanem a RAM sávszélessége korlátozza a sebességet. 
 + 
 +=== 5.2 RAM és háttértárak === 
 + 
 +  * **DRAM:** a főmemória leggyakoribb technológiája; rendszeres frissítést igényel. 
 +  * **SRAM:** gyorsabb és drágább; elsősorban gyorsítótárakban használják. 
 +  * **DDR4, DDR5:** a DRAM szabványainak különböző generációi. 
 +  * **HDD:** mágneses, nagy kapacitású és olcsó, de mechanikus működése miatt lassabb. 
 +  * **SSD:** flashmemóriát használ, nincs mozgó alkatrésze. 
 +  * **NVMe SSD:** PCIe-kapcsolaton kommunikáló, kis késleltetésű SSD. 
 +  * **Pendrive és memóriakártya:** hordozható flashalapú tárolók. 
 + 
 +=== 5.3 Virtuális memória === 
 + 
 +Az operációs rendszer virtuális címtartományt biztosít a folyamatoknak, és szükség esetén a háttértárat is bevonhatja a memóriakezelésbe. Ez nem egyszerűen „RAM-bővítés”: többek között elkülöníti a folyamatokat és lehetővé teszi, hogy a programok a fizikai RAM-nál nagyobb címtartományt használjanak. A háttértárra történő lapozás azonban nagyságrendekkel lassabb a RAM elérésénél. 
 + 
 +Mérnöki szimulációnál a RAM kapacitása korlátozhatja a modell méretét, míg az SSD sebessége a nagy adathalmazok beolvasását és mentését befolyásolja. 
 + 
 +Ipari adatgyűjtő rendszernél nemcsak a tároló kapacitását kell méretezni, hanem a folyamatos írási sebességet, az adatmegőrzési időt, a meghibásodás hatását és a mentési eljárást is. 
 + 
 +===== 6. Párhuzamos feldolgozás és gyorsítók ===== 
 + 
 +A teljesítmény növelésének fontos eszköze, hogy több művelet részben vagy teljesen egy időben fusson. 
 + 
 +=== 6.1 Párhuzamosság a CPU-ban === 
 + 
 +  * **Futószalag (pipeline):** az utasítás-végrehajtás lépései átfedésben működnek. 
 +  * **SIMD:** egy utasítás több adatelemen hajt végre azonos műveletet. 
 +  * **Többmagos feldolgozás:** több processzormag külön végrehajtási szálakon dolgozhat. 
 +  * **MIMD:** különböző utasításfolyamok különböző adatokon futnak; többmagos és többprocesszoros rendszerekre jellemző. 
 + 
 +A gyorsulás mértékét korlátozza, hogy a feladat mekkora része párhuzamosítható, továbbá az adatmozgatás és a szálak összehangolásának költsége. 
 + 
 +=== 6.2 Speciális gyorsítók === 
 + 
 +  * **GPU:** sok hasonló művelet párhuzamos végrehajtására alkalmas; grafika, gépi tanulás, képfeldolgozás, FEM és CFD gyorsítására használható. 
 +  * **FPGA:** újrakonfigurálható logikai áramkör; kis késleltetésű, testreszabott és valós idejű feldolgozásra alkalmas. 
 +  * **TPU és NPU:** neurális hálók műveleteire optimalizált gyorsítók. 
 + 
 +<mermaid> 
 +flowchart TD 
 +    FEL[Számítási feladat] --> CPU[CPU: általános vezérlés] 
 +    FEL --> GPU[GPU: tömeges párhuzamosság] 
 +    FEL --> FPGA[FPGA: testreszabott adatút] 
 +    FEL --> NPU[NPU/TPU: neurális hálók] 
 +</mermaid> 
 + 
 +Nem minden program gyorsul GPU-n vagy más gyorsítón: a megfelelő párhuzamosság mellett az adatátvitel költségét is figyelembe kell venni. 
 + 
 +Mérnöki példák
 + 
 +  * **CPU:** vezérlési logika, operációs rendszer, változatos számítási lépések; 
 +  * **GPU:** képfeldolgozás, neurális háló, nagyszámú hasonló FEM- vagy CFD-művelet; 
 +  * **FPGA:** nagy sebességű kameraadatok előfeldolgozása, precíz időzítésű mérés és motorvezérlés; 
 +  * **NPU:** helyi hibafelismerés intelligens kamerában vagy edge eszközben. 
 + 
 +Egy hibrid rendszerben ezek együtt is dolgozhatnak: a CPU szervezi a folyamatot, a GPU vagy az FPGA elvégzi a jól párhuzamosítható részt, a CPU pedig feldolgozza az eredményt. 
 + 
 +===== 7. Ipari és mérnöki számítógépes rendszerek ===== 
 + 
 +=== 7.1 Beágyazott rendszerek === 
 + 
 +A beágyazott rendszer egy nagyobb berendezés meghatározott funkcióját végző számítógép. Gyakran korlátozott memóriával és fogyasztással, valamint valós idejű követelményekkel működik. 
 + 
 +  * **Mikrokontrollerek**, például az ESP32: szenzoradatok feldolgozása, kommunikáció és aktuátorvezérlés. 
 +  * **Egykártyás számítógépek**, például a Raspberry Pi: összetettebb operációs rendszert és alkalmazásokat is futtathatnak. 
 + 
 +Az Arduino elsősorban fejlesztőplatform és ökoszisztéma; nem egyetlen mikrokontroller-típus. 
 + 
 +=== 7.2 PLC és ipari vezérlés === 
 + 
 +A **PLC** ipari gépek és folyamatok megbízható vezérlésére készült számítógép. Ipari I/O-modulokhoz kapcsolódik, ciklikusan hajtja végre a vezérlőprogramot, és folyamatos üzemre tervezték. Gyártósorok, robotcellák és szállítórendszerek vezérlésében gyakori. 
 + 
 +A PLC tipikus működési ciklusa: bemenetek beolvasása → vezérlőprogram végrehajtása → kimenetek frissítése → diagnosztika és kommunikáció. A ciklusidőnek elég rövidnek és kiszámíthatónak kell lennie a vezérelt folyamathoz. Egy gyors hajtásszabályozás és egy tartály lassú szintszabályozása ezért eltérő hardvert és időzítést igényelhet. 
 + 
 +<mermaid> 
 +flowchart LR 
 +    S[Szenzorok] --> PLC[PLC vagy beágyazott vezérlő] 
 +    PLC --> A[Aktuátorok] 
 +    PLC <--> HMI[HMI] 
 +    PLC <--> NET[Ipari hálózat] 
 +</mermaid> 
 + 
 +=== 7.3 IoT és edge computing === 
 + 
 +Az **IoT** hálózatba kapcsolt fizikai eszközökből áll, amelyek adatot gyűjtenek, továbbítanak vagy beavatkozást végeznek. **Edge computing** esetén az adatok egy részét a szenzor vagy a gép közelében dolgozzák fel. Ez csökkentheti a késleltetést és a hálózati terhelést, valamint internetkapcsolat nélkül is lehetővé tehet bizonyos helyi funkciókat. 
 + 
 +Ipari példák: állapotfelügyelet, prediktív karbantartás, energiafigyelés és minőség-ellenőrzés. Egy rezgésérzékelő edge eszköze például helyben kiszámíthatja a jellemző frekvenciákat, és a teljes nagysebességű jelfolyam helyett csak a diagnosztikai eredményt küldi tovább.
  
-Adat: szenzor 0,01 mm eltérést mér a gyártás során.+=== 7.4 Nagy teljesítményű számítástechnika (HPC) ===
  
-Információ: az eltérés nagyobbmint megengedett 0,005 mm → selejt.+A HPC sok processzortgyorsítót és számítási csomópontot kapcsol össze nagy számításigényű feladatokhoz. Tipikus alkalmazás végeselemes analízis (FEM)az áramlástani szimuláció (CFD), az időjárás-modellezés és a molekuláris dinamika.
  
-Digitális feldolgozás: PLC mérést kiértékeli és leállítja gépet.+HPC-rendszernél processzorok száma mellett memória mérete és sávszélessége, csomópontok közötti hálózat, a gyorsítók, valamint az adattárolás sebessége is meghatározó. Egy túl nagy FEM-modell például már nem fér el egy munkaállomás memóriájában, ezért több csomópont között kell felosztani.
  
-Neumann-elv alkalmazása: a PLC is CPU + memória + I/O elven működik.+A megfelelő rendszer kiválasztását mindig feladat határozza meg: egyszerű vezérléshez mikrokontroller vagy PLC, helyi adatfeldolgozáshoz edge eszköz, CAD-hez munkaállomás, nagyméretű szimulációhoz pedig többmagos, GPU-s vagy HPC-rendszer lehet célszerű.
tanszek/oktatas/szamitastechnika/hardver_alapismeretek.1758048831.txt.gz · Last modified: by knehez