Institute of Information Science - University of Miskolc

A számítógép működését két fő tényező határozza meg:

• Hardver – a fizikai eszközök (processzor, memória, háttértár, perifériák).
• Szoftver – a programok és adatok összessége, amelyek a hardvert működtetik.

A szoftver feladata: a hardver erőforrásainak vezérlése és a felhasználó számára értelmezhető szolgáltatások biztosítása. A számítógép használhatóságát nagymértékben a szoftver határozza meg.[1]

• A szoftver olyan programok és adatok összessége, amelyek a hardveren futnak és konkrét feladatokat látnak el.
• A szoftver mindig a hardverhez kötődik, de ugyanaz a szoftver különböző hardverplatformokon is megjelenhet (pl. Windows, Linux, macOS).
• A szoftver jellemzői:
  1. nem kézzel fogható, hanem logikai entitás,
  2. fejlesztők készítik (programozás útján),
  3. a futtatáshoz megfelelő hardver és operációs rendszer szükséges.

• Rendszerszoftverek – az alapvető működést biztosítják (pl. operációs rendszer, driverek).
• Alkalmazói szoftverek – konkrét felhasználói feladatok elvégzésére szolgálnak (pl. CAD, szövegszerkesztő).
• Fejlesztői szoftverek – programok létrehozására szolgálnak (pl. fordítók, IDE-k).

• A hardver önmagában nem használható → szükséges a szoftver.
• A szoftver a hardver képességeit „láthatóvá” és felhasználhatóvá teszi.
• A felhasználó → alkalmazói szoftveren keresztül → rendszerszoftveren keresztül → hardvert használja.

• Rendszerszoftver: Windows 11, Linux Ubuntu, macOS.
• Alkalmazói szoftver: AutoCAD (mérnöki tervezés), MATLAB (számítás), Word/Excel (irodai).
• Fejlesztői szoftver: Visual Studio Code, GCC, Python interpreter.

A rendszerszoftverek azok a programok, amelyek a számítógép alapvető működését biztosítják, összekötik a hardvert a felhasználóval, és környezetet nyújtanak az alkalmazások futtatásához.[2]

• A rendszerszoftver olyan program, amely a számítógép hardverét vezérli, kezeli az erőforrásokat és lehetővé teszi az alkalmazások futtatását.
• Fő összetevői:
  1. Operációs rendszer (OS) – központi vezérlő program.
  2. Eszközmeghajtók (driverek) – perifériák működéséhez szükséges szoftverek.
  3. Segédprogramok (utility programok) – karbantartást, diagnosztikát biztosítanak.

• Hardver erőforrások kezelése (CPU, memória, háttértár, perifériák).
• Folyamatkezelés (programok párhuzamos futtatása).
• Fájlrendszer kezelése (adatok tárolása és elérése).
• Felhasználói felület biztosítása (grafikus GUI, parancssor).
• Hálózati kommunikáció és biztonsági funkciók.

• Megjelenés: 2021-ben adták ki, a Windows 10 utódjaként.
• Felhasználói felület:
  1. Új, középre rendezett Start menü és tálca.
  2. Lekerekített ablakok, modern ikonok.
  3. Widgetek integrálása (időjárás, hírek, naptár).
• Beállítások:
  1. Egyszerűsített Settings alkalmazás.
  2. Gyors keresési lehetőségek.
  3. Jobb támogatás több monitorhoz és érintőkijelzőkhöz.
• Újdonságok:
  1. Beépített Microsoft Teams integráció.
  2. Android alkalmazások futtatásának támogatása (Amazon Appstore, WSA).
  3. Javított játékfunkciók: DirectStorage, AutoHDR.
  4. Fokozott biztonsági követelmények: TPM 2.0, Secure Boot.

• Windows – a legelterjedtebb asztali OS.
• Linux disztribúciók – nyílt forrású, stabil, sokféle verzió (Ubuntu, Debian, Fedora).
• macOS – Apple saját rendszere.
• Ipari rendszerek – valós idejű operációs rendszerek (RTOS) ipari és beágyazott eszközökben.

• Windows 11: mérnöki alkalmazások (AutoCAD, SolidWorks, MATLAB).
• Linux: szerverek, HPC klaszterek (FEM, CFD szimulációk).
• RTOS: beágyazott mérnöki vezérlők, PLC-k.

Az alkalmazói szoftverek a felhasználók mindennapi munkáját segítik: ezek azok a programok, amelyek konkrét feladatokat oldanak meg a számítógépen. Ide tartoznak az irodai programcsomagok, mérnöki és tudományos szoftverek, valamint a szórakoztatásra szolgáló alkalmazások is.[3]

• Olyan program, amely a felhasználói igények kiszolgálására készült.
• Az alkalmazói szoftver mindig az operációs rendszer fölött működik.
• Példák:
  1. Szövegszerkesztő → dokumentumok létrehozása.
  2. CAD program → mérnöki tervezés.
  3. Adatbáziskezelő → adatok tárolása és lekérdezése.

• Irodai programcsomagok – szövegszerkesztő, táblázatkezelő, prezentációkészítő.
  1. Példa: Microsoft Office 365, LibreOffice, Google Workspace.
• Grafikai és multimédia szoftverek – képszerkesztés, videóvágás, 3D modellezés.
  1. Példa: Photoshop, Blender, Premiere Pro.
• Mérnöki és tudományos szoftverek – tervezés, szimuláció, adatfeldolgozás.
  1. Példa: AutoCAD, SolidWorks, MATLAB, ANSYS.
• Adatbázis-kezelő rendszerek – nagy adathalmazok tárolása, lekérdezése.
  1. Példa: Oracle, MySQL, PostgreSQL.
• Szórakoztató és speciális alkalmazások – játékok, tanulást segítő alkalmazások.

• Kereskedelmi szoftver – fizetős, zárt forráskódú.
• Nyílt forráskódú szoftver (Open Source) – ingyenes, módosítható.
• Szabad szoftver – felhasználó szabadon tanulmányozhatja, módosíthatja és terjesztheti.
• SaaS (Software as a Service) – felhőalapú szolgáltatás, előfizetéses modell.

• Gépészmérnökök: AutoCAD, SolidWorks, CATIA.
• Villamosmérnökök: MATLAB, LabVIEW.
• Anyagmérnökök: ANSYS, COMSOL.
• Mechatronikus mérnökök: robotikai szoftverek, PLC programozókörnyezetek.

A fejlesztői szoftverek olyan programok, amelyek más szoftverek létrehozására szolgálnak. Segítségükkel a programozók, mérnökök és kutatók új alkalmazásokat, vezérlőprogramokat, szimulációs eszközöket készíthetnek.[4]

• Célja: programok írása, fordítása, tesztelése és hibakeresése.
• A fejlesztői környezet tartalmazhat:
  1. Fordítóprogramokat (compiler) → magas szintű nyelvből gépi kód.
  2. Értelmezőket (interpreter) → utasítások közvetlen végrehajtása.
  3. Linker → összekapcsolja a külön modulokat.
  4. Debugger → hibakereső eszköz.
  5. IDE (Integrated Development Environment) → integrált fejlesztőkörnyezet.

• Alacsony szintű nyelvek – gépközeli (Assembly, C).
• Magas szintű nyelvek – könnyebben érthető, hordozható (C++, Java, Python).
• Domain-specifikus nyelvek – speciális célra (SQL, MATLAB, VHDL).
• Modern trendek:
  1. Python → gépi tanulás, adatfeldolgozás.
  2. Rust → biztonságos rendszerprogramozás.
  3. JavaScript/TypeScript → webes fejlesztés.

• IDE-k:
  1. Visual Studio, Eclipse, PyCharm, IntelliJ IDEA.
• Verziókezelő rendszerek:
  1. Git, GitHub, GitLab.
• Konténerizáció és DevOps:
  1. Docker, Kubernetes, CI/CD rendszerek.

• Beágyazott rendszerek fejlesztése: C, C++, RTOS környezet.
• Számítástudomány: Python + MATLAB a mérnöki számításokhoz.
• Ipari vezérlés: PLC programozó környezetek (TIA Portal, Codesys).
• Szimulációk: ANSYS APDL, COMSOL scriptnyelvek.

A számítógépben az adatok hosszú távú tárolása fájlokban történik. A fájlkezelést és a fájlok rendszerezését a fájlrendszer biztosítja.[5]

• A fájl az adatok tárolásának alapegysége.
• Jellemzői:
  1. név (kiterjesztéssel, pl. `dokumentum.docx`),
  2. tartalom (adatok, programkód, multimédia),
  3. méret (byte-okban).
• A fájlok lehetnek:
  1. szövegfájlok (pl. forráskód, konfigurációs állomány),
  2. bináris fájlok (pl. képek, videók, futtatható programok).

• A fájlokat könyvtárakba (mappákba) rendezhetjük.
• A könyvtárak hierarchikus szerkezetet alkotnak.
• Van egy gyökérkönyvtár, amelyből az egész fájlrendszer kiindul.

• FAT32 – régebbi, egyszerű fájlrendszer, kisebb adathordozókhoz.
• NTFS – Windows alap fájlrendszere, támogatja a jogosultságokat és nagy fájlokat.
• ext4 – Linux rendszerek alapértelmezett fájlrendszere.
• APFS – Apple rendszerek (macOS, iOS) fájlrendszere.

• Grafikus felület:
  1. Windows 11: File Explorer.
  2. Linux: Nautilus, Dolphin.
  3. macOS: Finder.
• Parancssoros eszközök:
  1. Windows: `dir`, `copy`, `del`.
  2. Linux/macOS: `ls`, `cp`, `rm`.

• A fájlokhoz való hozzáférést az operációs rendszer szabályozza.
• Jogosultságok típusa:
  1. Olvasás (R) – fájl megnyitása.
  2. Írás (W) – fájl módosítása.
  3. Végrehajtás (X) – futtatható fájl indítása.
• Linux rendszerekben felhasználó / csoport / mások bontásban.

• CAD fájlok (pl. `.dwg`, `.step`) → dokumentáció és tervezés.
• Adatgyűjtési fájlok (pl. `.csv`, `.xlsx`) → szenzoradatok feldolgozása.
• Szimulációs eredmények (pl. `.mat`, `.dat`) → MATLAB, ANSYS, COMSOL kimenetek.

A számítógépek hálózatba kötve sokkal hatékonyabban használhatók: adatokat oszthatnak meg, erőforrásokat közösen vehetnek igénybe, és lehetővé válik a felhőalapú szolgáltatások használata. A hálózati működést speciális protokollok és szoftverek biztosítják.[6]

• A hálózati szoftverek biztosítják az adatátvitelt a számítógépek között.
• Főbb feladataik:
  1. kommunikáció a protokollok szerint,
  2. hálózati erőforrások megosztása,
  3. biztonságos adatátvitel,
  4. felhasználói szolgáltatások nyújtása (web, e-mail).

• TCP/IP – az internet alapja, megbízható adatátvitelt biztosít.
• HTTP/HTTPS – weboldalak és webes alkalmazások.
• FTP/SFTP – fájlátvitel.
• SMTP, IMAP, POP3 – e-mail kommunikáció.
• DNS – névfeloldás (pl. www.example.com → IP-cím).

• Fájlmegosztás – közös mappák és dokumentumok.
• Nyomtatásmegosztás – hálózati nyomtatók.
• Webszolgáltatások – honlapok, webalkalmazások.
• Adatbázis szolgáltatások – SQL szerverek.
• Felhőszolgáltatások – Google Drive, OneDrive, Dropbox.

• Kliens–szerver modell – központi szerver szolgáltatja az adatokat, a kliens kéri.
• Peer-to-Peer (P2P) – minden gép egyenrangú, közvetlenül kommunikálnak.

• CAD fájlmegosztás – több mérnök dolgozik ugyanazon terven.
• Szimulációs eredmények megosztása – szerveren keresztül.
• IP-alapú ipari hálózatok – PLC-k, robotok, szenzorok összekötése.
• Felhőalapú mérnöki számítások – HPC elérés interneten keresztül.

A számítógépes rendszerek működése során kulcsfontosságú a biztonság és a megbízhatóság. Ezt speciális biztonsági és segédszoftverek biztosítják, amelyek megvédik az adatokat, a hardvert és a felhasználót a különböző fenyegetésektől.[7]

• Vírusirtók – felismerik és eltávolítják a kártevő programokat.
  1. Példák: Windows Defender, Avast, Kaspersky.
• Tűzfalak – szabályozzák a hálózati forgalmat, kiszűrik a gyanús adatcsomagokat.
• Kémprogram-elhárítók – megakadályozzák a kéretlen adatszivárgást.
• Titkosító programok – biztosítják az adatok védelmét (pl. BitLocker, VeraCrypt).

• A számítógép karbantartását, optimalizálását segítik.
• Típusai:
  1. Fájltömörítők (ZIP, RAR, 7-Zip).
  2. Rendszerkarbantartó programok (CCleaner, rendszeres frissítések).
  3. Diagnosztikai eszközök (memóriateszt, hardver-monitorozás).
  4. Biztonsági mentőprogramok (Backup & Restore, Acronis True Image).

• Rendszeres mentés szükséges hardverhiba, vírusfertőzés vagy emberi hiba esetére.
• Mentési típusok:
  1. Teljes mentés.
  2. Növekményes mentés.
  3. Differenciális mentés.
• Tárolási helyek:
  1. Helyi háttértár (HDD, SSD).
  2. Külső eszközök (USB, NAS).
  3. Felhőalapú tárolás (OneDrive, Google Drive).

• CAD modellek biztonsági mentése felhőbe (pl. OneDrive).
• Szimulációs eredmények titkosítása céges adatvédelem érdekében.
• Rendszerdiagnosztika laborokban, hardverhibák gyors azonosítása.
• Verziókezelés + backup együttes használata mérnöki projekteknél.