Θεμελιώδης Αρχές Πληροφορικής

Παρουσίαση με θέμα: "Θεμελιώδης Αρχές Πληροφορικής"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Θεμελιώδης Αρχές Πληροφορικής
Θεμελιώδης Αρχές Πληροφορικής Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3 © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

2 Περιεχόμενα 1 2 3 4 5 6 Βασικές Έννοιες Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3 Conclusion 4 Λογισμικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές και Υγεία 5 © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science) Δίκτυα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 6

3 Τυπικό Σύστημα Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.1 Τυπικό Σύστημα Τυπικό Σύστημα Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Ένα τυπικό σύστημα Προσωπικού Υπολογιστή αποτελείται από: Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελείται από ένα σύνολο ηλεκτρονικών κυκλωμάτων και συσκευών που ανταλλάσσουν μεταξύ τους ηλεκτρικά σήματα. Συνεπώς, ο υπολογιστής το μόνο που καταλαβαίνει είναι η παρουσία ή όχι του ηλεκτρικού ρεύματος. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

4 Βασικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.1 Τυπικό Σύστημα Βασικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής για να λειτουργήσει πρέπει να περιέχει απαραιτήτως: Μητρική Κάρτα (Motherboard) Σκληρό Δίσκο (Hard Drive ) Επεξεργαστή (Processor) Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης (Random Access Memory -RAM ) Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης (Read Only Memory – ROM) Κάρτα οθόνης ( Monitor Card ) Ο ρόλος του καθενός είναι μοναδικός και απαραίτητος για την λειτουργία του υπολογιστή. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

5 3.2 Η μονάδα ενός υπολογιστικού συστήματος περιέχει: Μονάδα Συστήματος
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.2 Μονάδα Συστήματος Η μονάδα ενός υπολογιστικού συστήματος περιέχει: © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

6 Εξωτερικό Τμήμα Τροφοδοτικού Εσωτερικό Τμήμα Τροφοδοτικού
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.2 Τροφοδοτικό Τροφοδοτικό Το τροφοδοτικό: παρέχει απ΄ άκρου εις άκρον ρεύμα στον υπολογιστή μετατρέπει τα Volt ή τα Volt εναλλασσομένου ρεύματος (AC) σε σταθερό ρεύμα χαμηλής τάσης (DC) για να χρησιμοποιηθεί από τον υπολογιστή. προσδιορίζεται από τον αριθμό των Watts που παράγει Τα σύγχρονα συστήματα με τους ενεργοβόρους άνω των 2 GHz επεξεργαστές χρειάζονται για να λειτουργήσουν τουλάχιστον 350W. Και αυτό εφόσον η μητρική κάρτα διαθέτει 3 phase power solution για να μπορεί να τροφοδοτηθεί σωστά και χωρίς τον κίνδυνο στιγμιαίων πτώσεων του συστήματος. Εξωτερικό Τμήμα Τροφοδοτικού Εσωτερικό Τμήμα Τροφοδοτικού © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

7 Ένα τυπικό σύστημα Τροφοδοτικού αποτελείται από:
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.2 Τροφοδοτικό Ένα τυπικό σύστημα Τροφοδοτικού αποτελείται από: Στη βιομηχανία υπάρχουν οκτώ είδη τροφοδοτικών συστημάτων για υπολογιστές. Κάθε είδος έχει διαφορετική διαμόρφωση και επίπεδα εξόδων. PC / XT AT/Desk AT/Tower Baby AT LPX ATX NLX SFX © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

8 Μητρική Κάρτα (Motherboard) ή Μητρική Πλακέτα
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Μητρική Κάρτα (Motherboard) ή Μητρική Πλακέτα © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

9 Τι είναι η Μητρική Κάρτα
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Τι είναι η Μητρική Κάρτα Η μητρική κάρτα είναι: Είναι η σημαντικότερη μονάδα του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Καθορίζει την εσωτερική αρχιτεκτονική του ηλεκτρονικού υπολογιστή. η βάση πάνω στην οποία στηρίζονται όλα τα εξαρτήματα του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Πάνω της είναι χαραγμένοι όλοι οι διάδρομοι (ζεύξεις) που είναι απαραίτητοι για την επικοινωνία των εξαρτημάτων μεταξύ τους, παρέχει τροφοδοσία σε όλα τα εξαρτήματα είτε άμεσα μέσω διαδρόμων είτε έμμεσα μέσω καλωδίων, καθορίζει την αξιοπιστία και τη σταθερότητα λειτουργίας του ηλεκτρονικού υπολογιστή. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

10 Μητρική Κάρτα - Κύρια Εξαρτήματα
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Μητρική Κάρτα - Κύρια Εξαρτήματα Κάθε Μητρική Κάρτα έχει κατασκευαστεί για ένα συγκεκριμένο τύπο επεξεργαστή ο οποίος λειτουργεί με προκαθορισμένη συχνότητα. Συνήθως, όλα τα κύρια εξαρτήματα του υπολογιστή όπως: ο επεξεργαστής, η μνήμη ROM, η μνήμη RAM, ο δίαυλος (Bus), το ρολόι είναι τοποθετημένα πάνω στη μητρική κάρτα. Εκεί βρίσκονται συχνά και οι κάρτες επέκτασης ή διασύνδεσης. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

11 Μητρική Κάρτα - Βασικά Στοιχεία
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Μητρική Κάρτα - Βασικά Στοιχεία Για την τοποθέτηση των εξαρτημάτων πάνω στη μητρική κάρτα έχουμε υποδοχές και συνδέσμους και για τη σύνδεση των περιφερειακών με αυτήν έχουμε τις θύρες. Σε μια τυπική μητρική υπάρχουν υποχρεωτικά: CPU Socket: (υποδοχή στην οποία τοποθετείται ο επεξεργαστής ) Dimms: (υποδοχές που τοποθετούνται οι πλακέτες της RAM ) AGP/PCI: (Θύρα που τοποθετείται η κάρτα οθόνης ) PCI: (Θύρα που τοποθετούνται κάρτες περιφερειακών) USB: (Θύρα αποκλειστικά για περιφερειακά ) © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

12 Μητρική Κάρτα Θύρες Περιφερειακών Συσκευών
3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μητρική Κάρτα Θύρες Περιφερειακών Συσκευών Θύρα PS/2 ποντικιού PS/2 mouse port Θύρα Παράλληλη Parallel Port Θύρα Τοπικού Δικτύου LAN Port Θύρες Ήχου Audio Ports Εισόδου Ήχου Line In Εξόδου Ήχου Audio Out Μικροφώνου Microphone Θύρα PS/2 πληκτρολογίου PS/2 Keyboard Port Θύρα Σειριακή Serial Port Θύρα Οθόνης VGA Port Θύρες USB USB Ports Θύρα (Port) H Θύρα είναι ειδική υποδοχή, στο πίσω μέρος του υπολογιστή, που δίνει τη δυνατότητα επικοινωνίας του υπολογιστή με μία εξωτερική συσκευή (περιφερειακή συσκευή). Βασικοί Τύποι θυρών: σειριακές παράλληλες Βασικές Κατηγορίες Θυρών: Σειριακή Παράλληλη PS/2 USB FireWire Η βασική διαφορά μεταξύ των τύπων των θυρών είναι ο τρόπος αποστολής και παραλαβής δεδομένων από και προς τις συνδεδεμένες συσκευές. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

13 Σειριακή Θύρα (Serial Port ή COM)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες Σειριακή Θύρα (Serial Port ή COM) Σειριακή Θύρα (COM) COM δεν είναι ακρωνύμιο αλλά τα πρώτα τρία γράμματα της λέξης communication (επικοινωνία) και είναι γνωστό με το όνομα σειριακή θύρα. Η σειριακή θύρα είναι η πρώτη θύρα που χρησιμοποιήθηκε για σύνδεση δύο υπολογιστών με σκοπό τη μεταφορά μεγάλων αρχείων έναν υπολογιστή σε έναν άλλον. Χρησιμοποιήθηκε δε σε μεγάλη κλίμακα για τη σύνδεση περιφερειακών μονάδων από τότε που οι υπολογιστές έγιναν ένα κοινό εργαλείο. Στη σειριακή θύρα η μεταφορά δεδομένων γίνεται χωρίς συγχρονισμό και σειριακά (ανά ένα bit τη φορά). Παραδείγματα συσκευών σειριακών θυρών είναι: Το Ποντίκι όταν δεν υπάρχει η θύρα PS/2 ή USB. Το Modem. Ο Εκτυπωτής αν και σήμερα πλέον οι εκτυπωτές δεν χρησιμοποιούν τη σειριακή θύρα για να συνδεθούν με τον υπολογιστή αλλά την παράλληλη θύρα ή τη θύρα USB. Σειριακή Θύρα Ποντίκι με σειριακό βύσμα Σειριακό Βύσμα © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

14 Παράλληλη Θύρα (Parallel Port)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες Παράλληλη Θύρα (Parallel Port) Παράλληλη Θύρα Η παράλληλη θύρα είναι γνωστή και ως θύρα εκτυπωτή. Δημιουργήθηκε από την εταιρία ΙΒΜ σαν ένας τρόπος σύνδεσης του εκτυπωτή στον προσωπικό υπολογιστή. Στην παράλληλη θύρα πολλαπλά bits πληροφορίας μεταφέρονται παράλληλα. Η παράλληλη θύρα έχει τη δυνατότητα αποστολής και παραλαβής περισσοτέρων της μίας ομάδας δεδομένων ταυτόχρονα. Παραδείγματα συσκευών παραλλήλων θυρών είναι: Εκτυπωτής Σαρωτής Iomega Zip Μαγνητικές ταινίες αντιγράφων ασφαλείας κλπ. Παράλληλη Θύρα Παράλληλο Βύσμα Σύμβολο Εκτυπωτή © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

15 Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες Θύρα Διασύνδεσης Μικρών Υπολογιστικών Συστημάτων (Small Computer System Interface Port -SCSI) Η θύρα SCSI (προφέρεται σκάζι) είναι μία γενικής χρήσης θύρα η οποία συνδέει πολλές διαφορετικές συσκευές σε έναν υπολογιστή. Είναι μία γρήγορη θύρα που προϋπήρξε της θύρας USB και της θύρας FireWire. Η ταχύτητά της θύρας αυτής κυμαίνεται μεταξύ 5-10 mbits/sec. Συνήθως η θύρα αυτή χρησιμοποιείται σε διακομιστές ή σε κεντρικούς υπολογιστές. Τα περιφερειακά SCSI χρησιμοποιούν διαφορετικούς τρόπους σύνδεσης ανάλογα με την εκδοχή SCSI που υποστηρίζουν. Μια συσκευή SCSI μπορεί να χρειάζεται καλώδιο των 50 ακίδων (pin), ενώ μια άλλη των 80 ακίδων όσον αφορά τα βύσματα σύνδεσης. Συνεπώς δεν διατηρείται πάντα η προς τα πίσω συμβατότητά τους. Η μεγαλύτερη πάντως πλειονότητα των συσκευών SCSI χρησιμοποιεί βύσματα των 25, 50 ή 68 ακίδων. SCSI Θύρα SCSI Βύσμα SCSI Σύμβολο © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

16 3.3 Θύρες PS/2 Μητρική Κάρτα Θύρες Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Ποντίκι Βύσμα Θύρα Σύμβολο Οι θύρες PS/2 σχεδιάστηκαν ειδικά για χρήση πληκτρολογίου και ποντικιού. Από το 1997 οι θύρες αυτές αποτελούν τις τυπικές θύρες σύνδεσης πληκτρολογίου και ποντικού και είναι διαθέσιμες σε όλους τους υπολογιστές. Θύρα Σύμβολο Βύσμα Πληκτρολόγιο © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

17 Θύρα Ενιαίου Συριακού Διαύλου (Universal Serial Bus –USB)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες Θύρα Ενιαίου Συριακού Διαύλου (Universal Serial Bus –USB) Ο Ενιαίος Σειριακός Δίαυλος, γνωστός και ως USB είναι μία σειριακή θύρα. Η θύρα USB έκανε την πρώτη εμφάνισή της στους υπολογιστές που κατασκευάστηκαν το Από το 1997 το λειτουργικό σύστημα των Windows υποστηρίζει την τεχνολογία USB. Το πρώτο λειτουργικό σύστημα των Windows που υποστήριξε τη θύρα USB ήταν τα Windows98. Δεν υποστηρίζονται οι θύρες αυτές από τα Windows NT USB Θύρα Η θύρα USB: Είναι μία από τις νεώτερες και γρηγορότερες θύρες, είναι όμως πιο αργή από τη θύρα FireWire αλλά περισσότερο επαρκής από αυτή όσον αφορά τα περιφερειακά για τα οποία έχει σχεδιαστεί. Το σχήμα της είναι ένα λεπτό ορθογώνιο διαστάσεων 1,27 εκ. Χ εκ. Συνήθως βρίσκεται στη πίσω πλευρά του υπολογιστή αλλά θύρες USB μπορεί να υπάρξουν: στη μπροστινή πλευρά του υπολογιστή ενσωματωμένες σε περιφερειακά όπως οθόνη, πληκτρολόγιο και καμιά φορά σε εκτυπωτή. Σε αρκετές περιφερειακές συσκευές, λόγω της μεγάλης ταχύτητας επικοινωνίας της που φτάνει τα 12 mbits/sec, έχει αντικαταστήσει την σειριακή ή την παράλληλη σύνδεσή τους με τον υπολογιστή (όπως στον εκτυπωτή, στο πληκτρολόγιο, στο ποντίκι κλπ). Η σύνδεση και η αποσύνδεση των συσκευών από τη θύρα αυτή επιτυγχάνεται χωρίς να χρειάζεται να κλείσει ο υπολογιστής. USB Βύσμα USB Σύμβολο © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

18 3.3 Θύρα Ενιαίου Συριακού Διαύλου Χαρακτηριστικά Μητρική Κάρτα Θύρες
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες Θύρα Ενιαίου Συριακού Διαύλου Χαρακτηριστικά Οι συσκευές USB ανήκουν στην κατηγορία της τοποθέτησης και άμεσης λειτουργίας (Plug-and-Play). Αυτό σημαίνει ότι η εγκατάσταση και η αναγνώριση των περιφερειακών που χρησιμοποιούν USB είναι αρκετά εύκολη. Τα καλώδια USB φέρουν ρεύμα και έτσι δεν χρειάζονται επιπλέον καλώδια ή μετατροπείς για να λειτουργήσουν τα περιφερειακά. Οι USB θύρες δουλεύουν με κάθε περιφερειακό που συνδέονται. Υπάρχουν δύο τύποι USB βυσμάτων στις περιφερειακές συσκευές: USB-A όταν είναι ενσωματωμένο το καλώδιο στην συσκευή USB-B όταν η συσκευή συνδέεται με USB καλώδιο στον υπολογιστή. USB-A Απευθείας σύνδεση με τη θύρα USB του υπολογιστή Η υποδοχή περιφερειακού που μέσω καλωδίου συνδέεται στη θύρα USB Σύνδεση με τη θύρα USB του υπολογιστή USB-Β βύσμα USB-B Καλώδιο για σύνδεση περιφερειακού στη θύρα USB του υπολογιστή © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

19 USB - Επικουρικά Μέσα συνδεσμολογίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες USB - Επικουρικά Μέσα συνδεσμολογίας Ο USB διανομέας (USB hub) είναι απλά μια συσκευή που δίνει τη δυνατότητα σε πολλές συσκευές USB να συνδεθούν σε μία θύρα USB του υπολογιστή. Υπάρχουν ειδικά καλώδια (μετατροπείς) και εξαρτήματα (μετατροπείς) που συνδέουν συσκευές που δεν λειτουργούν με USB θύρες. Σαρωτής Εκτυπωτής Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή Ποντίκι Υπολογιστής Σύνδεση τεσσάρων συσκευών σε μία θύρα USB του υπολογιστή μέσω hub. Καλώδιο σύνδεσης USB Θύρας με περιφερειακό σειριακής σύνδεσης Εξάρτημα για σύνδεση σε USB θύρα ποντίκι ή πληκτρολόγιο με βύσμα PS/2 Καλώδιο σύνδεσης USB θύρας με περιφερειακό παράλληλης σύνδεσης. Παραδείγματα Μετατροπέων © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

20 Θύρα FireWire υπολογιστή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.3 Μητρική Κάρτα Θύρες Θύρα FireWire Η θύρα FireWire είναι η πιο καινούργια και πιο γρήγορη σειριακή θύρα υπολογιστή γνωστή και ως i. Link (Sony) ή IEEE-1394 που είναι και η τεχνική ονομασία της. Η επικρατέστερη ονομασία της για τους υπολογιστές είναι IEEE-1394. Η ταχύτητά της είναι 400mbits/sec και ακόμα μεγαλύτερη στις νεότερες εκδόσεις. Το σχήμα της θύρας αυτής είναι ορθογώνιο. Αναπτύχτηκε από την εταιρία Apple και Texas Instruments για χρήση Video στους προσωπικούς υπολογιστές (συμβατούς με ΙΒΜ και στους υπολογιστές MAC) αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για να συνδέσει πολλά διαφορετικά περιφερειακά. Η σύνδεση και αποσύνδεση των περιφερειακών δεν απαιτεί σβήσιμο υπολογιστή. Θεωρείται ή διάδοχος της θύρας SCSI (ως εξωτερική θύρα). Εφαρμόζεται προς το παρόν στην ψηφιακή βιντεοκάμερα αλλά είναι πιθανόν στο προσεχές μέλλον να χρησιμοποιηθεί η θύρα αυτή σε περισσότερες συσκευές ήχου και εικόνας. Θύρα FireWire υπολογιστή FireWire βύσμα FireWire Σύμβολο © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

21 3.3 Υποδοχές Επέκτασης Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μητρική Κάρτα
Οι Υποδοχές Επέκτασης επιτυγχάνουν τη διασύνδεση του πυρήνα του υπολογιστή με τα διάφορα περιφερειακά. Υποδοχή επέκτασης Σε όλους τους υπολογιστές είναι κοινές τρεις κάρτες: Κάρτα οθόνης ή κάρτα γραφικών, Κάρτα εισόδου / εξόδου (Ι/Ο ή Ε/Ε), Κάρτα διασύνδεσης δίσκων. Προαιρετικά μπορούν ακόμη να υπάρχουν: κάρτα δικτύου, κάρτα ήχου, κάρτες SCSI για διασύνδεση περιφερειακών κ.λ.π. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

22 3.4 Επεξεργαστής (Processor) ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας –KME
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Επεξεργαστής Επεξεργαστής (Processor) ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας –KME (Central Processing Unit –CPU) Περιγραφή Ο επεξεργαστής είναι ένα chip πυριτίου όπου με φωτοχημική επεξεργασία έχουν χαραχτεί επάνω του μικροσκοπικά κυκλώματα. βρίσκεται πάνω στη μητρική πλακέτα και είναι υπεύθυνος για όλη τη λειτουργία του υπολογιστή. τροφοδοτείται με δεδομένα από το πληκτρολόγιο ή από τη μνήμη. Ένας επεξεργαστής χαρακτηρίζεται από: Τη γενιά του (όπως η σειρά των επεξεργαστών της εταιρείας Intel : 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium MMX, Pentium II, III, IV). Τη συχνότητα λειτουργίας του (4.77, 8, 16, 32, 48, 64, 133, 256, 400, 500, 733, 800, 1.000, 1.500, Mhz ). Τη δυνατότητα επεξεργασίας η οποία εξαρτάται από το μέγιστο αριθμό των bits που μπορεί να επεξεργαστεί ταυτόχρονα. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

23 Μικροεπεξεργαστές – Επεξεργαστές
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Επεξεργαστής Μικροεπεξεργαστές – Επεξεργαστές Γενικά στοιχεία Ο πρώτος μικροεπεξεργαστής ήταν ο Intel 4004 to O 4004 δεν ήταν πολύ δυνατός επεξεργαστής, αφού μπορούσε να κάνει μόνο πρόσθεση και αφαίρεση και μόνο 4 bits τη φορά. Αλλά ήταν εντυπωσιακό ότι όλες οι λειτουργίες της Κεντρικής Μονάδας επεξεργασίας ήταν ενσωματωμένες σε ένα μόνο ολοκληρωμένο κύκλωμα. Ο μικροεπεξεργαστής 4004 εξόπλισε ένα από τα πρώτα φορητά ηλεκτρονικά κομπιουτεράκια. Σήμερα ένας σύγχρονος επεξεργαστής μπορεί να περιέχει πάνω από 1 δις τρανζίστορ σε μία επιφάνεια 250mm2. Πριν από τον 4004, οι μηχανικοί κατασκεύαζαν υπολογιστές είτε από συλλογή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είτε από διακεκριμένα εξαρτήματα όπως λυχνίες, ημιαγωγούς κλπ. τα οποία συνέδεαν ένα προς ένα μεταξύ τους. Intel 4004 Intel Core 2 Duo E6300 Intel 8080 © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

24 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Επεξεργαστής ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ο Επεξεργαστής ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Κ.Μ.Ε.) είναι μία μικροσκοπική διάταξη κυκλωμάτων η οποία υπηρετεί ως ο κύριος επεξεργαστής πληροφοριών σε έναν υπολογιστή και είναι τοποθετημένος πάνω στη Μητρική Κάρτα σε ειδική υποδοχή . Τα σημερινά συστήματα υπολογιστών διαθέτουν συνήθως περισσότερες από μία ΚΜΕ: είτε σε διαφορετικά μικροτσίπ, είτε ως πολλαπλούς πυρήνες (cores) στο ίδιο μικροτσίπ. Επεξεργαστής © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

25 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας - Περιγραφή Η ΚΜΕ αποτελείται από: τη μονάδα ελέγχου (control/ unit) που: διευθύνει τη λειτουργία του υπολογιστή, φροντίζει για το συγχρονισμό των μερών του, είναι υπεύθυνη για την ανάκτηση εντολών από την κύρια μνήμη και για τον προσδιορισμό του τύπου τους. την αριθμητική και λογική μονάδα (Arithmetic Logical Unit -ALU) που: εκτελεί πράξεις, όπως πρόσθεση και λογική σύζευξη (AND), που χρειάζονται για την εκτέλεση των εντολών. μια μικρή μνήμη υψηλής ταχύτητας που: χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προσωρινών αποτελεσμάτων και ορισμένων πληροφοριών ελέγχου. αποτελείται από μερικούς καταχωρητές (registers), καθένας από τους οποίους επιτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία. Ο πιο σημαντικός καταχωρητής είναι ο μετρητής προγράμματος (program counter), ο οποίος δείχνει στην επόμενη εντολή που πρόκειται να εκτελεστεί. Σημαντικός είναι επίσης και ο καταχωρητής εντολών (instruction register) που περιέχει την εντολή που εκτελείται εκείνη τη στιγμή. Η κρυφή μνήμη (cache memory) Ο όρος ‘cache’ αναφέρεται στη μνήμη που παρεμβάλλεται μεταξύ του επεξεργαστή και της κύριας μνήμης. Σκοπός της κρυφής μνήμης, είναι η άμεση παροχή δεδομένων στον επεξεργαστή καθώς και η ταχύτερη ανάκληση εντολών και λειτουργιών από προηγούμενες διεργασίες. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

26 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αριθμητική και Λογική Μονάδα
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Καταχωρητές Καταχωρητές (Registers) Οι Καταχωρητές είναι ένα είδος μικρής και πολύ γρήγορης μνήμης και βρίσκονται μέσα στο τσιπ του επεξεργαστή. Αυτοί αποθηκεύουν προσωρινά τα δεδομένα που η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας χειρίζεται ή χρησιμοποιεί κατά τη λειτουργία της. Αριθμητική και Λογική Μονάδα 32 bits Καταχωρητές Επεξεργαστή Οι καταχωρητές του κάθε επεξεργαστή χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες: Καταχωρητές-επεξεργαστή οι οποίοι εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες μόνο του επεξεργαστή, Καταχωρητές-γενικής χρήσης που χρησιμοποιούνται από τους προγραμματιστές. Το πόσα δεδομένα μπορεί να διαχειριστεί ο επεξεργαστής σε μία δεδομένη στιγμή καθορίζεται από το πλάτος σε ψηφία (bits) των καταχωρητών του. Συχνά το πλάτος σε bits του επεξεργαστή προσδιορίζει και το μέγεθος του π.χ. 32 bit επεξεργαστής σημαίνει ότι οι καταχωρητές του είναι της τάξεως των 32 bits. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

27 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας – Περιγραφή Λειτουργίας Μία τυπική Κεντρική Μονάδα περιέχει μονάδες επεξεργασίας οι οποίες: ερμηνεύουν και εφαρμόζουν εντολές λογισμικού, εκτελούν υπολογισμούς και συγκρίσεις, λαμβάνουν λογικές αποφάσεις, αποθηκεύουν πρόσκαιρα πληροφορίες για να χρησιμοποιηθούν από άλλες μονάδες επεξεργασίας του επεξεργαστή, κρατούν ίχνη του τρέχοντος βήματος της εντολής του προγράμματος που εκτελείται επιτρέπουν την επικοινωνία με τον υπόλοιπο υπολογιστή. Σε υψηλότερα επίπεδα είναι ένας αριθμός από συνδεδεμένους μεταξύ τους επεξεργαστές οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την λειτουργία της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

28 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας -Αρχές Λειτουργίας Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας : Εκτελεί προγράμματα-εντολές τα οποία είναι αποθηκευμένα στην κύρια μνήμη και η σειρά των ενεργειών τις οποίες κάνει για την εκτέλεση προγραμμάτων-εντολών είναι: μεταφορά, εξέταση, Ερμηνεία, εκτέλεση. Η ακολουθία των βημάτων αυτών είναι γνωστή και ως κύκλος προσκόμισης ­ αποκωδικοποίησης - εκτέλεσης (fetch-decode-execute). Επιβλέπει τη μεταφορά δεδομένων από και προς εξωτερικές πηγές. Κ.Μ.Ε. Μονάδες Εξόδου Μονάδες Εισόδου Κύρια Μνήμη Γενικό διάγραμμα λειτουργίας Η/Υ © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

29 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας – Δίαυλοι Επικοινωνίας Η επικοινωνία μεταξύ των μονάδων του ηλεκτρονικού υπολογιστή πραγματοποιείται με τους Διαύλους Επικοινωνίας. Οι Δίαυλοι Επικοινωνίας είναι κανάλια ή καλώδια που περνά το ηλεκτρικό σήμα. Το ηλεκτρικό αυτό σήμα πάντοτε αντιστοιχεί σε ένα δυαδικό σύμβολο [0] ή [1 ]. Οι δίαυλοι μεταφέρουν την πληροφορία μεταξύ δύο ή περισσοτέρων μονάδων. Υπάρχουν τρεις τύποι διαύλων: διευθύνσεων, δεδομένων, ελέγχου. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

30 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ρολόι Ρολόι - Clock Το Ρολόι παράγει ένα συγκεκριμένο αριθμό παλμών (σήματα) ανά δευτερόλεπτο. Οι παλμοί αυτοί ορίζουν τον χρονισμό του υπολογιστικού συστήματος και δίνουν την έναρξη της επόμενης λειτουργίας της Κ.Μ.Ε. Το ρολόι είναι υπεύθυνο για τον συντονισμό των υπόλοιπων εξαρτημάτων της Κ.Μ.Ε. στέλνοντας περιοδικά σήματα-παλμούς. Η περίοδος που μεσολαβεί ανάμεσα σε δυο παλμούς λέγεται κύκλος του ρολογιού. Όσο μικρότερη είναι η περίοδος τόσο ταχύτερος είναι ο μικροεπεξεργαστής. Η συχνότητα χρονισμού της Κ.Μ.Ε. μετριέται σε MHz (μεγαχέρτζ) ή σε GHz (γιγαχέρτζ). Ρολόι Μπαταρίας της Μητρικής Κάρτας CR840     © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

31 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αριθμητική και Λογική Μονάδα
3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αριθμητική και Λογική Μονάδα Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Αριθμητική και Λογική Μονάδα - Arithmetic and Logical Unit (ALU) Η Αριθμητική και Λογική Μονάδα είναι ένα υψηλής ταχύτητας κύκλωμα που κάνει λογικές και αριθμητικές πράξεις δηλαδή τους υπολογισμούς και τις συγκρίσεις που απαιτούνται από τα προγράμματα. Οι εργασίες που εκτελούνται από την Αριθμητική και Λογική Μονάδα είναι: Η μεταφορά αριθμών από την μνήμη σε αυτήν (ALU) για να γίνουν οι απαιτούμενοι υπολογισμοί και όταν αυτοί ολοκληρωθούν τα αποτελέσματα στέλνονται πίσω στη μνήμη. Η αποστολή των αλφαριθμητικών δεδομένων από την μνήμη σε αυτήν (ALU) για σύγκριση. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

32 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μονάδα Ελέγχου Μονάδα Ελέγχου (Control Unit) Η Μονάδα Ελέγχου εκτελεί εντολές μηχανής δηλαδή μεταφέρει τα φυσικά δεδομένα μεταξύ μνήμης και περιφερειακών μονάδων (π.χ. οθόνη ή δίσκος). Μία Μονάδα Ελέγχου του Υπολογιστή ILIAC IV στην δεκαετία του 1960. Σήμερα η αντίστοιχη μονάδα κυκλωμάτων είναι όσο το κεφάλι μιας καρφίτσας. Εικόνα από το Computer Museum History Center, © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

33 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μονάδα Ελέγχου Η δομή της Μονάδας Ελέγχου Η Μονάδα Ελέγχου αποτελείται από τον καταχωρητή εντολών, τον μετρητή προγράμματος και τον αποκωδικοποιητή εντολών. Καταχωρητής εντολών (Instruction Register -IR ): Αποθηκεύει μία μία τις εντολές που ανακαλούνται από τη μνήμη. Μετρητής προγράμματος (Program Counter -PC): Αποθηκεύει τη διεύθυνση μνήμης της επόμενης εντολής που θα ανακληθεί από τη μνήμη, και αυξάνεται αυτόματα κατά 1 όταν η εντολή μεταφέρεται στον καταχωρητή IR. Αποκωδικοποιητής εντολών (Instruction Decoder): Αποκωδικοποιεί την εντολή και ενεργοποιεί τα απαραίτητα κυκλώματα. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

34 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας -Αναλυτικό Διάγραμμα Λειτουργίας Αποθήκευση Δευτερεύουσα Μνήμη Αποθηκεύει δεδομένα και προγράμματα Ρολόι (clock) Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Κ.Μ.Ε.) Μονάδες Εισόδου Στέλνουν δεδομένα στη Κεντρική Μονάδα Εξεργασίας Μονάδα Ελέγχου Κάνει τις επεξεργασμένες πληροφορίες διαθέσιμες Καταχωρητές Έξοδος Αριθμητική & Λογική Μονάδα Μία τυπική Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αποτελείται από: Την Αριθμητική και Λογική Μονάδα (Arithmetic and logical unit) Τους Καταχωρητές (registers) Την Μονάδα ελέγχου (Control unit) Κύρια Μνήμη Επεξεργασία © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

35 3.5 Μνήμη Μνήμη Η/Υ Μονάδες Μνήμης υπάρχουν: Ορισμός Που υπάρχουν
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμη Η/Υ Μονάδες Μνήμης υπάρχουν: μέσα στην Κεντρική Μονάδα του Υπολογιστή Και έξω από την Κεντρική Μονάδα του Υπολογιστή (δευτερεύουσα ή βοηθητική μνήμη) . Μνήμη Ονομάζουμε οποιαδήποτε μονάδα μπορεί να αποθηκεύσει δεδομένα σε δυαδική μορφή (0 ή 1) και επιτρέπει την ανάκτησή τους. Ορισμός Που υπάρχουν © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

36 3.5 Γενικά Στοιχεία Καθορισμός Τύπου Διαχωρισμός Χρόνος Προσπέλασης
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Γενικά Στοιχεία Καθορισμός Τύπου Ο τρόπος με τον οποίο μπορούν να αναζητηθούν και να ανακληθούν οι πληροφορίες που περιέχει μία μονάδα μνήμης καθορίζει τον τύπο της. Διαχωρισμός Οι μονάδες μνήμης μπορούν να διαχωριστούν σύμφωνα με τον τρόπο προσπέλασης τους σε δύο τύπους: μονάδες τυχαίας (ή άμεσης) προσπέλασης και μονάδες ακολουθιακής (ή σειριακής) προσπέλασης. Χρόνος Προσπέλασης Ο χρόνος προσπέλασης (access time) μιας μνήμης είναι ο χρόνος που περνάει από τη στιγμή που επιλέγεται μια θέση μνήμης, μέχρι τη στιγμή που το περιεχόμενο της θέσης αυτής έχει διαβαστεί ή γραφτεί. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

37 Μνήμες Τυχαίας Προσπέλασης Χαρακτηριστικά
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμες Τυχαίας Προσπέλασης Χαρακτηριστικά Δεν διαθέτουν κινούμενα μέρη. Είναι κατασκευασμένες από ολοκληρωμένα κυκλώματα ημιαγωγών. Μνήμες Τυχαίας Προσπέλασης Ο χρόνος προσπέλασης μιας θέσης μνήμης είναι πάντα ο ίδιος και είναι ανεξάρτητος από τη συγκεκριμένη θέση της μνήμης. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

38 3.5 Μνήμες Ακολουθιακής Προσπέλασης Μνήμες Ακολουθιακής Προσπέλασης
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμες Ακολουθιακής Προσπέλασης Μνήμες Ακολουθιακής Προσπέλασης Δεν έχουν άμεσα διαθέσιμες τις θέσεις μνήμης και η πρόσβαση σε αυτές απαιτεί τη χρήση κινούμενων μερών (κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής). Ο χρόνος προσπέλασης σε μια θέση μνήμης δεν είναι σταθερός, αλλά εξαρτάται από τη θέση της συγκεκριμένης θέσης μνήμης ως προς την κεφαλή ανάγνωσης/εγγραφής. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

39 Κατηγορίες Μνήμης Ηλεκτρονικού Υπολογιστή-
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Κατηγορίες Μνήμης Ηλεκτρονικού Υπολογιστή- Η Μνήμη του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή διακρίνεται σε: Δευτερεύουσα ή βοηθητική μνήμη Κύρια μνήμη ή απλά μνήμη και είναι : και είναι : η RAM (Random Access Memory) μνήμη τυχαίας προσπέλασης και η ROM (Read Only Memory) μνήμη μόνο ανάγνωσης οι μαγνητικές μονάδες μνήμης και οι οπτικές μονάδες μνήμης © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

40 Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης (Random Access Memory – RAM)
Γενικά Στοιχεία Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης Χρησιμοποιείται από τον επεξεργαστή για να διαβάζει και να αποθηκεύει τα δεδομένα. Η ταχύτητα με την οποία διαβάζει ή αποθηκεύει δεδομένα είναι ανάλογη της λειτουργίας του επεξεργαστή. Συνεπώς μετακινεί προγράμματα από την περιφερειακή μνήμη (Δίσκο, δισκέτα, CD) στην κύρια μνήμη. Χρήση Ρόλος Τα δεδομένα που χρησιμοποιούν τα προγράμματα, έστω και στιγμιαία, πρώτα αποθηκεύονται στη μνήμη και μετά τα διαχειρίζεται ο Επεξεργαστής μέσω του κατάλληλου Λογισμικού. Διάρκεια Τα περιεχόμενα της RAM χάνονται, όταν σβηστεί ο υπολογιστής. Η RAM είναι Πτητική ή πρόσκαιρη μνήμη (volatile memory) διότι "χάνει" την πληροφορία που είναι αποθηκευμένη σε αυτή, μόλις σταματήσει η παροχή ηλεκτρικής ισχύος. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science) Όση περισσότερη μνήμη RAM διαθέτει το σύστημά, τόσο γρηγορότερα γίνεται η επεξεργασία των προγραμμάτων του.

41 Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης - Περιγραφή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης Η μνήμη RAM: Αποτελείται από πολλά κελιά που ονομάζονται θέσεις μνήμης και είναι σταθερού μήκους Κάθε θέση μνήμης έχει μία ορισμένη διεύθυνση. Οι διευθύνσεις χρησιμεύουν για την προσπέλαση του περιεχομένου των θέσεων μνήμης. Η προσπέλαση αναφέρεται στην ανάκληση ή την αποθήκευση στο περιεχόμενο μιας θέσης μνήμης. Για κάθε θέση μνήμης ο απαιτούμενος χρόνος προσπέλασης είναι ο ίδιος. Κατά την εκτέλεση ενός προγράμματος στη μνήμη αποθηκεύονται: Πρόγραμμα και Μεταβλητές - Δεδομένα Περιεχόμενο της διεύθυνσης 1 © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

42 Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης (Read Only Memory - ROM)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης (Read Only Memory - ROM) Γενικά Στοιχεία Η μνήμη ROM αποτελείται από ένα προγραμματιζόμενο chip. Αποκτά το περιεχόμενό της κατά την κατασκευαστή της. Από τη στιγμή που θα γίνει η εγγραφή της ROM, οι πληροφορίες που έχει αποκτήσει δεν μπορούν να μεταβληθούν, αν όμως χρειαστεί να γίνει κάποια μετατροπή στις ήδη υπάρχουσες πληροφορίες τότε πρέπει να αντικατασταθεί το chip της ROM. Συνεπώς, δεν είναι καθόλου ευέλικτη μνήμη αφού δεν μπορεί να τροποποιηθεί μετά την εγγραφή της. Σήμερα υπάρχουν και προγραμματιζόμενες από τον χρήστη ROM (Programmable Read Only Memories - Προγραμματιζόμενες Μνήμες Μόνον Ανάγνωσης) με σκοπό να διευκολύνουν στην ανάπτυξη νέων εφαρμογών στο ήδη υπάρχον τσιπ της ROM. Η ROM, επειδή διατηρεί το περιεχόμενό της ονομάστηκε μη πτητική μνήμη (non-volatile storage). Στη ROM είναι αποθηκευμένο το πρόγραμμα εκκίνησης του υπολογιστή που φορτώνει το λειτουργικό σύστημα. Το μόνιμο χωρίς μεταβολή περιεχόμενο της μνήμης ROM αποτελεί και ένα είδος προστασίας έναντι των εσκεμμένων ή μη μεταβολών του περιεχομένου της π.χ. δεν επηρεάζεται (μολύνεται) από τους ιούς. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

43 Basic Input Output System Βασικό Σύστημα Εισόδου / Εξόδου
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης Μνήμη ROM - BIOS (boot program) Με το “άνοιγμα” του υπολογιστή η κύρια μνήμη δεν έχει κανένα στοιχείο οπότε ο υπολογιστής δεν είναι σε θέση να εκτελέσει καμία λειτουργία. Για να μπορέσει ο υπολογιστής να “ξεκινήσει την λειτουργία του” απαιτείται να ακολουθηθεί μία συγκεκριμένη διαδικασία που ονομάζεται “εκκίνηση” (start up ή boot up). Το πρόγραμμα που είναι υπεύθυνο για την εκκίνηση του υπολογιστή ονομάζεται BIOS program ή BIOS boot program ή BIOS start up program και πραγματοποιεί όλες τις απαραίτητες διαδικασίες που χρειάζεται ο υπολογιστής για να “ξεκινήσει”. Το BIOS program: είναι αποθηκευμένο μέσα σε ένα chip ROM επειδή ο κώδικας του δεν πρέπει να μεταβληθεί (εκτός από ειδικές περιπτώσεις). ελέγχει και συντονίζει όλες τις λειτουργίες που απαιτούνται μέχρι ο υπολογιστής να είναι έτοιμος να εκτελέσει μια εφαρμογή ή κάποια εντολή του χρήστη. BIOS Basic Input Output System Βασικό Σύστημα Εισόδου / Εξόδου © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

44 3.5 Μνήμη ROM - BIOS (Συστήματος) Μνήμη Η/Υ Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης Μνήμη ROM - BIOS (Συστήματος) Το BIOS του συστήματος: είναι λογισμικό που λειτουργεί ως διασύνδεση (interface) μεταξύ του hardware (κυρίως του επεξεργαστή και των chipsets) και του λειτουργικού συστήματος. είναι υπεύθυνο για μια σειρά ελέγχων (ρυθμίσεις του hardware) καθώς και για τη σωστή εκκίνηση του υπολογιστή. To chip που περιέχει το BIOS τοποθετείται σε ειδική υποδοχή πάνω στη μητρική πλακέτα και περιέχει εκτός των άλλων κυκλωμάτων μια μνήμη ROM (BIOS ROM) και μια μνήμη RAM ειδικού τύπου (BIOS CMOS). Το chip του BIOS Μερικά από τα βασικά χαρακτηριστικά του υπολογιστή καθορίζονται ακριβώς μέσα στο BIOS program και μπορεί να αλλάξει ολόκληρη η ταυτότητά του αν αναβαθμιστεί το BIOS program. Η αναβάθμιση μπορεί να γίνει με δυο τρόπους : είτε αντικαθιστώντας το chip του BIOS με νεότερη έκδοση, είτε χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

45 3.5 Μνήμη RΑM - BIOS CMOS Μνήμη Η/Υ Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.5 Μνήμη Η/Υ Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης Μνήμη RΑM - BIOS CMOS Μνήμη BIOS CMOS ή CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) είναι μια μικρή σε μέγεθος μνήμη RAM ειδικού τύπου. Η CMOS RAM διατηρεί τα περιεχόμενά της με την κατανάλωση ελάχιστης ποσότητας ενέργειας, που προέρχεται από μια μικρή μπαταρία, που είναι συνδεδεμένη μαζί της. Το μέγεθος της CMOS είναι πολύ μικρό, της τάξης των 64 bytes και σε αυτήν αποθηκεύονται σταθερές τιμές του συστήματος που σχετίζονται με : σκληρούς δίσκους, οδηγούς εύκαμπτων δίσκων, πληκτρολόγιο, επεξεργαστής, κρυφή μνήμη, τύπος RAM, chipset, ημερομηνία, ώρα και άλλα. Τυπική μπαταρία υπολογιστή © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

46 3.6 Διάγραμμα Δομής Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Διάγραμμα Δομής Ηλεκτρονικού Υπολογιστή RAM ROM Κεντρική Μνήμη Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μονάδες Εισόδου Μονάδες Εξόδου Πληκτρολόγιο (Keyboard) Ποντίκι (Mouse) Χειριστήριο (Joystick) Σαρωτής (Scanner) Οπτικός Αναγνώστης Μικρόφωνο Trackball Οθόνη Αφής Βιντεοκάμερα Modem Οθόνη (Screen) Εκτυπωτής (Printer) Σχεδιογράφος (Plotter) Ηχεία Modem Δευτερεύουσα ή Περιφερειακή Μνήμη Μαγνητικές Ταινίες Δισκέτα Σκληρός Δίσκος CD-ROM DVD Flash Memory Επεξεργασία Δεδομένων Hz : μονάδα μέτρησης ταχύτητας/συχνότητας © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

47 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες Περιφερειακές Μονάδες Οι Περιφερειακές μονάδες είναι συσκευές που συνδέονται στον Ηλεκτρονικό Υπολογιστή μέσω ειδικών υποδοχών του συστήματος Οι περιφερειακές μονάδες επιτρέπουν στον υπολογιστή: Επικοινωνία και αλληλεπίδραση με τον εξωτερικό κόσμο (πληκτρολόγιο, εκτυπωτής) Αποθήκευση ή ανάκτηση πληροφοριών από τις μονάδες της δευτερεύουσας (βοηθητικής) μνήμης (Σκληροί δίσκοι, δισκέτες). Δευτερεύουσα ή βοηθητική μνήμη καλείται η μνήμη που δεν είναι άμεσα προσπελάσιμη αλλά είναι προσπελάσιμη μόνο μέσω του συστήματος εισόδου-εξόδου (I/O). © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

48 3.6 Περιφερειακές Μονάδες -Κατηγορίες Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες Περιφερειακές Μονάδες -Κατηγορίες Μονάδες Επικοινωνίας Μονάδες Βοηθητικής Μνήμης Μονάδες Εξόδου Μονάδες Εισόδου Οι Περιφερειακές Μονάδες διακρίνονται σε: © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

49 3.6 Περιφερειακές Μονάδες Διάγραμμα Λειτουργίας
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science) Περιφερειακές Μονάδες Διάγραμμα Λειτουργίας Αποθήκευση Μονάδες Βοηθητικής Μνήμης πληκτρολόγιο ποντίκι επεξεργαστής οθόνη εκτυπωτής Μονάδες Εισόδου Μονάδες Εξόδου Επεξεργασία Είσοδος Έξοδος δισκέτες σκληρός δίσκος CD / DVD μνήμη flash Κ.Μ.Ε. Μονάδες Επικοινωνίας εσωτερικό εξωτερικό modem κάρτα δικτύου

50 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες Περιγραφή Περιφερειακών Μονάδων Συσκευές Εισόδου - Εξόδου Οι συσκευές εισόδου εξυπηρετούν την εισαγωγή δεδομένων στην κεντρική μονάδα του υπολογιστή, όπου και τα δεδομένα αποθηκεύονται, επεξεργάζονται κ.λπ. Συνδέονται συνήθως ενσύρματα με την κεντρική μονάδα και συνδέουν το χρήστη με τον υπολογιστή, επιτρέποντας τη μεταξύ τους επικοινωνία και αλληλεπίδραση. Συσκευές Εισόδου Οι συσκευές εξόδου εξυπηρετούν την εξαγωγή δεδομένων από την κεντρική μονάδα του υπολογιστή σε αναλογική ή ψηφιακή μορφή. Οι συσκευές εξόδου συνδέονται ενσύρματα ή ασύρματα με την κεντρική μονάδα και επιτρέπουν στο χρήστη να λαμβάνει τα αποτελέσματα της εργασίας του. Συσκευές Εξόδου © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

51 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακές Μονάδες Περιγραφή Περιφερειακών Μονάδων Μονάδες Βοηθητικής Μνήμης και Μονάδες Επικοινωνίας Οι μονάδες βοηθητικής μνήμης ή δευτερεύουσας μνήμης είναι τα αποθηκευτικά μέσα που δεν βρίσκονται ενσωματωμένα στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας (όπως οι μνήμες RAM και ROM), αλλά είναι φορητά, εισάγονται δηλαδή και εξάγονται από τον υπολογιστή. Καλύπτουν ανάγκες αποθήκευσης, μεταφοράς δεδομένων από έναν υπολογιστή σε άλλο και δημιουργίας αντιγράφων ασφάλειας (backup). Μονάδες Βοηθητικής Μνήμης Μονάδες Επικοινωνίας Οι μονάδες επικοινωνίας είναι συσκευές που επιτρέπουν στον υπολογιστή να συνδέεται με άλλους υπολογιστές, μέσα από διάφορα τηλεπικοινωνιακά κανάλια. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

52 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακή Μνήμη Περιφερειακή Μνήμη (Secondary Storage) Μαγνητικές Συσκευές Αποθήκευσης Περιφερειακή ή Δευτερεύουσα ή Βοηθητική Μνήμη είναι το υλικό μέρος του ηλεκτρονικού υπολογιστή όπου φυλάσσονται μόνιμα οι πληροφορίες. Περιφερειακή Μνήμη ονομάζονται οι μαγνητικές συσκευές εναποθήκευσης οι οποίες δεν είναι ενσωματωμένες σε ένα σύστημα ηλεκτρονικού υπολογιστή, αλλά είναι άμεσα συνδεδεμένες και ελεγχόμενες από την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Αυτές μπορεί να είναι: Μαγνητική ταινία - Κασέτα Μαγνητικής Εγγραφής Zip Drive Μαγνητικός δίσκος Οπτικός δίσκος Μονάδα Δίσκου Flash USB © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

53 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Δομή Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Περιφερειακή Μνήμη Περιφερειακή Μνήμη Λειτουργία Μαγνητικών Συσκευών Αποθήκευσης Λειτουργία Ένα μαγνητικό μέσο περιέχει σωματίδια σιδήρου τα οποία μπορούν να πολώνονται (αν εφαρμοστεί μαγνητικό πεδίο) σε μια από δύο κατευθύνσεις. Η κατεύθυνση κάθε σωματιδίου αναπαριστά το 1 ή το 0. Δηλαδή, αναπαριστά κάθε bit δεδομένων που μπορεί η ΚΜΕ να επεξεργαστεί. Ένας οδηγός δίσκου (disk drive) χρησιμοποιεί κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής που περιέχουν ηλεκτρομαγνήτες προκειμένου να δημιουργήσει μαγνητικό πεδίο επί του μέσου. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

54 Μαγνητική Ταινία (Magnetic Tape)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Μαγνητική Ταινία Μαγνητική Ταινία (Magnetic Tape) Η Μαγνητική Ταινία είναι κατασκευασμένη από λεπτό στρώμα πλαστικού υλικού, το οποίο καλύπτεται από μικρά κομμάτια οξειδίου του σιδήρου ή από κάποιο άλλο μαγνητικό υλικό. Η Μαγνητική Ταινία είναι η πρώτη συσκευή μαζικής βοηθητικής αποθήκευσης. Χρησιμοποιήθηκαν για αποθήκευση δεδομένων στις αρχές του 1950 από την IBM. Αποτέλεσαν δε, το δημοφιλέστερο αποθηκευτικό μέσο της δεκαετίας του 1980. Είναι ένα σειριακό μέσο αποθήκευσης του οποίου η χωρητικότητα είναι κυρίως ανάλογη του μήκους της ταινίας. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

55 Μαγνητική Ταινία - Λειτουργία
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Μαγνητική Ταινία Μαγνητική Ταινία - Λειτουργία Η αποθήκευση των δεδομένων γίνεται από μία κεφαλή που δέχεται ηλεκτρικό ρεύμα η οποία μαγνητίζει το συγκεκριμένο τμήμα του μαγνητικού υλικού. Η ανάγνωση των δεδομένων γίνεται από την κεφαλή η οποία αναγνωρίζει τις μεταβολές στην πόλωση του μαγνητικού υλικού και ενισχύει το σήμα στην έξοδο. Η ταινία περνά κάτω από ένα ηλεκτρομαγνήτη Ηλεκτρομαγνήτης Ταινία Αποθηκευτικός Μηχανισμός Μαγνητικής Ταινίας Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

56 Κασέτα Μαγνητικής Εγγραφής (Compact Cassette)
3.6 Περιφερειακή Μνήμη Κασέτα Μαγνητικής Εγγραφής Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Κασέτα Μαγνητικής Εγγραφής (Compact Cassette) H κασέτα μαγνητικής εγγραφής ανήκει στην κατηγορία των μαγνητικών ταινιών και κυκλοφόρησε το 1963 από την Philips. Στην διάδοσή της ως αποθηκευτικό μέσο συντέλεσαν οι υπολογιστές ZX Spectrum, Commodore 64 και Amstrad CPC. Μία κασέτα 90 λεπτών μπορούσε να αποθηκεύσει περίπου 700kB έως και 1MB δεδομένων στην κάθε πλευρά της. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

57 Εύκαμπτος Δίσκος - Δισκέτα (Floppy Disk -Diskette)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Δισκέτα Εύκαμπτος Δίσκος - Δισκέτα (Floppy Disk -Diskette) Ο εύκαμπτος δίσκος είναι κυκλικός, αποτελείται από πολυεστερικό υλικό που έχει στην επιφάνειά του μία επίστρωση οξειδίων του σιδήρου και περιβάλλεται από μία πλαστική θήκη που τον προφυλάσσει από τη φθορά. Ο εύκαμπτος δίσκος πρωτοπαρουσιάστηκε το 1971, από την ΙΒΜ ως “δίσκος μνήμης” και μέχρι τη δεκαετία του 1990 αποτελούσε το κυριότερο μέσο δημιουργίας αντιγράφων και μεταφοράς αρχείων. Οι δίσκοι χρησιμοποιούν µία περιφερειακή συσκευή για την ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων που ονομάζεται οδηγός δίσκου (disk drive). Εύκαμπτος Δίσκος 5 1/4 © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

58 Εύκαμπτος Δίσκος - Δισκέτα (Χαρακτηριστικά)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Δισκέτα Εύκαμπτος Δίσκος - Δισκέτα (Χαρακτηριστικά) Ο εύκαμπτος δίσκος σύμφωνα με τη διάμετρό του εμφανίζεται σε τρία μεγέθη: 8, 5,25 (5¼) και 3,5 (3½) ιντσών. Αν ο εύκαμπτος δίσκος είναι μονής όψης τότε η αποθήκευση των δεδομένων γίνεται μόνο από τη μία πλευρά του ενώ αν είναι διπλής όψης τότε η αποθήκευση των δεδομένων γίνεται και στις δύο πλευρές του. Δισκέτα 3,5 (3½) Είναι μεγαλύτερης αντοχής από τηδισκέτα 5¼ γι' αυτό και επικράτησε. Η χωρητικότητά της μπορεί να είναι 720 ΚΒ ή 1.44 ΜΒ. Τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται μόνο οι δισκέτες των 1.44 ΜΒ. Δισκέτα 5,25 (5¼) Η χωρητικότητά της μπορεί να είναι 360 ΚΒ ή 1.2 ΜΒ. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

59 3.6 Zip Drive Μπορεί να είναι: Μπορεί να:
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Zip Drive Zip Drive Το ZIP-Drive είναι μία φορητή συσκευή αποθήκευσης που κατασκευάστηκε από την εταιρία Iomega Corporation. Μπορεί να είναι: εσωτερικό ή εξωτερικό (μέσω παράλληλης θύρας ή USB). Μπορεί να: γράφει, διαγράφει Διαβάζει πληροφορίες μέχρι 100 ΜΒ σε ειδικές δισκέτες, Μία δισκέτα για ZIP drive έχει χωρητικότητα 100 ή 250 ΜΒ. Δισκέτα Zip Drive © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

60 Σκληρός Δίσκος ή Μαγνητικός Δίσκος (Hard Disk)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Σκληρός Δίσκος Σκληρός Δίσκος ή Μαγνητικός Δίσκος (Hard Disk) Σκληρός Δίσκος ονομάζεται η κύρια μονάδα αποθήκευσης δεδομένων στους ηλεκτρονικού υπολογιστές. Στις μέρες μας εκτός από τους υπολογιστές ο σκληρός δίσκος χρησιμοποιείται στις ψηφιακές βιντεοκάμερες, στα φορητά mp3 players, στα επιτραπέζια ψηφιακά βίντεο, στις κονσόλες παιχνιδομηχανών, στους ψηφιακούς επίγειους και δορυφορικούς τηλεοπτικούς δέκτες κ.τ.λ. . Ο πρώτος σκληρός δίσκος δημιουργήθηκε το 1956 από την ΙΒΜ για τον υπολογιστή IBM 305 RAMAC, η διάμετρός του έφθανε τα 50 εκατοστά (24-inch) και η χωρητικότητά του ήταν περίπου 5 MegaBytes (ΜΒ) δηλαδή είχε τη δυνατότητα να αποθηκεύσει μέχρι 5 εκατομμύρια χαρακτήρες. Σημείωση : RAMAC σημαίνει Random (τυχαία) Access (προσπέλαση) Method (Μέθοδος) of Accounting (υπολογισμών - λογαριασμών) και Control (ελέγχου) Ο πρώτος σκληρός δίσκος κατασκευάστηκε για τον ηλεκτρονικό υπολογιστή IBM 305 RAMAC . © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

61 Οι πρώτοι μεγάλης Χωρητικότητας Σκληροί Δίσκοι
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Σκληρός Δίσκος Οι πρώτοι μεγάλης Χωρητικότητας Σκληροί Δίσκοι 1980 Ο πρώτος σκληρός δίσκος χωρητικότητας 1GB που κατασκευάστηκε για τον ηλεκτρονικό υπολογιστή IBM 3380. 1979 Σκληρός Δίσκος 250 MB. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

62 Σκληρός Δίσκος - Περιγραφή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Σκληρός Δίσκος Σκληρός Δίσκος - Περιγραφή Ο σκληρός δίσκος αποτελείται από ένα μεταλλικό περίβλημα, αεροστεγώς κλεισμένο, όπου μέσα υπάρχουν κυκλικοί μεταλλικοί δίσκοι τοποθετημένοι παράλληλα, και πάνω σε αυτούς κινείται μια κεφαλή εγγραφής - ανάγνωσης. Οι μεταλλικοί δίσκοι περιστρέφονται διαρκώς γύρω από τον κοινό άξονά τους. Όταν ο υπολογιστής θέλει να διαβάσει ή να γράψει δεδομένα, τότε η κεφαλή πλησιάζει στο σημείο του μεταλλικού δίσκου σε μηδαμινή απόσταση (χωρίς όμως να τον αγγίξει) και πραγματοποιεί την ανάγνωση ή εγγραφή. Το μέγεθος, ο αριθμός των μεταλλικών δίσκων και η ταχύτητα περιστροφής εξαρτάται από το μοντέλο του σκληρού δίσκου. Κεφαλή © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

63 Τμήματα Σκληρού Δίσκου
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Σκληρός Δίσκος Τμήματα Σκληρού Δίσκου Τροχιά ή Οι σκληροί δίσκοι αποτελούνται από πολλούς ομοαξονικούς μαγνητικούς δίσκους που περιστρέφονται συνεχώς, με την ίδια γωνιακή ταχύτητα. Οι κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής (μία για κάθε επιφάνεια δίσκου) είναι κινούμενες (παλιότερα ήταν ακίνητες). Μια κεφαλή διάβασε/γράψε διατρέχει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό δίσκο, βρίσκοντας ή εγγράφοντας δεδομένα © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

64 3.6 Σκληρός Δίσκος - Τροχιές και Τομείς Τροχιές
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Σκληρός Δίσκος Σκληρός Δίσκος - Τροχιές και Τομείς Τροχιές Η επιφάνεια του σκληρού δίσκου χωρίζεται σε ομόκεντρους κύκλους που αποκαλούνται τροχιές ή άτρακτοι (tracks). Όσο πιο λεπτές είναι οι τροχιές του τόσο μεγαλύτερο αποθηκευτικό χώρο έχει. Τα δεδομένα (bits) αποθηκεύονται σα μικροσκοπικά μαγνητικά στίγματα επάνω στις τροχιές. Η αποθηκευτική δυνατότητα του σκληρού δίσκου ονομάζεται πυκνότητα αποθήκευσης (storage density) και ορίζεται από το σύνολο των μαγνητικών στιγμάτων που μπορεί να αποθηκευτεί ανά ίντσα και όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των μαγνητικών στιγμάτων τόσα περισσότερα στίγματα τοποθετούνται στις τροχιές του ανά ίντσα και συνεπώς τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα αποθήκευσης του σκληρού δίσκου. Τομείς Οι τροχιές διαιρούνται σε τομείς οι οποίοι κατέχουν το μπλοκ των δεδομένων που διαβάζεται ή γράφεται τη κάθε φορά. Παραδείγματος χάριν ΔΙΑΒΑΣΕ ΤΟΝ ΤΟΜΕΑ 658, ΓΡΑΨΕ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ 4558. Για να ενημερωθεί ο σκληρός δίσκος, ένας ή περισσότεροι τομείς διαβάζονται από τον δίσκο, τροποποιούνται και γράφονται πίσω στον δίσκο. Το λειτουργικό σύστημα υπολογίζει πως θα εφαρμόσει τα δεδομένα σε αυτόν τον συγκεκριμένο χώρο. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

65 Σκληρός Δίσκος - Χωρητικότητα
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Σκληρός Δίσκος Σκληρός Δίσκος - Χωρητικότητα Μονάδα μέτρησης της χωρητικότητας ενός σκληρού δίσκου είναι το 1 byte, που αντιστοιχεί περίπου στον χώρο που απαιτείται για να αποθηκευθεί ένας χαρακτήρας (π.χ. ένα κείμενο χαρακτήρων χρειάζεται ελεύθερο χώρο 100 bytes για να αποθηκευθεί στον σκληρό δίσκο). Σήμερα ένας σκληρός δίσκος αποθηκεύει μεγάλες ποσότητες δεδομένων και η συνήθης χωρητικότητα των σκληρών δίσκων που κυκλοφορούν στο εμπόριο είναι 80 Gigabyte (GB) έως 1 Terabyte (TB). Για μεγαλύτερες χωρητικότητες που αγγίζουν τα 4 TB χρησιμοποιούνται κυκλώματα πολλαπλών σκληρών δίσκων, με τη μορφή της συρταρωτής διάταξης. Εξωτερική μορφή ενός σκληρού δίσκου Εσωτερική μορφή ενός σκληρού δίσκου © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

66 Μορφοποίηση – Επικοινωνία
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Σκληρός Δίσκος Σκληρός Δίσκος Μορφοποίηση – Επικοινωνία Πριν να χρησιμοποιηθεί ένας μαγνητικός δίσκος πρέπει να μορφοποιηθεί. Η μορφοποίηση ενός δίσκου (format) διαιρεί τον δίσκο σε τομείς και τροχιές. Αυτή η διαμόρφωση οργανώνει το δίσκο κατά τέτοιον τρόπο ώστε τα δεδομένα να μπορούν να εγγράφονται με λογικό τρόπο και να ανακτώνται ταχύτατα από τις κεφαλές ανάγνωσης και εγγραφής που κινούνται μπρος, πίσω, πάνω από το δίσκο που περιστρέφεται. Ο αριθμός των τομέων και των ατράκτων που υπάρχουν σε ένα σκληρό δίσκο, καθορίζει και τη χωρητικότητα του δίσκου. Ο σκληρός δίσκος συνήθως ονομάζεται C:. Η επικοινωνία μεταξύ μαγνητικού δίσκου και CPU γίνεται με τον ελεγκτή (controller) που είναι υπεύθυνος: για την ανάγνωση και την αποθήκευση των δεδομένων. για τη διαχείριση των κατεστραμμένων τομέων (bad sectors). © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

67 ή Οπτικά Μέσα Αποθήκευσης
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Οπτικοί Δίσκοι Οπτικοί Δίσκοι ή Οπτικά Μέσα Αποθήκευσης Οι οπτικοί δίσκοι είναι φορητές συσκευές αποθήκευσης οι οποίες μπορούν να αποθηκεύσουν μεγάλες ποσότητες πληροφοριών. Στους οπτικούς δίσκους έχουμε ακολουθίες σημείων ανάκλασης (1) ή διάχυσης (0) φωτός πάνω στην επιφάνεια του δίσκου και αυτά ανιχνεύονται από μία δέσμη laser. Τρόπος Αποθήκευσης των bit Τα δεδομένα είναι γραμμένα πάνω σε ειδικό στρώμα όπου σχηματίζονται κοιλότητες (εσοχές) και λείες επιφάνειες (νησίδες). Διαδικασία ανάγνωσης των οπτικών δίσκων Όταν η ακτίνα λέιζερ πέσει σε μια λεία επιφάνεια (νησίδα) ανακλάται ισχυρά και ο ανιχνευτής (φωτοκύτταρο) σηματοδοτεί το 1, κοίλωμα (εσοχή) δεν ανακλάται ισχυρά λόγω διάχυσης και ο ανιχνευτής αντιστοιχεί στην μειωμένη ένταση φωτός το 0. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

68 Holographic Versatile Disc (HVD)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη Οπτικοί Δίσκοι Κατηγορίες Οπτικών Δίσκων Οι κατηγορίες των οπτικών δίσκων είναι: CD-ROM (Compact Disc -Read Only Memory): είναι το βιομηχανικό πρότυπο του CD για αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων για υπολογιστές. Στο CD-ROM με την κατάλληλη συσκευή εγγραφής δίσκων στον υπολογιστή εγγράφονται οι πληροφορίες αλλά μόνο μια φορά. Η χωρητικότητά του συνήθως δεν υπερβαίνει τα 650 ΜΒ και σε υπολογιστές που περιέχουν ένα δίσκο συνήθως ονομάζεται D:. CD-RW (Compact Disc –Rewritable): επανεγγράψιμο CD δηλαδή γράφονται ή σβήνονται οι πληροφορίες πολλές φορές, ακριβώς όπως συμβαίνει με τη δισκέτα. DVD (digital versatile disc ή digital video disc): το νεότερο από τα οπτικά μέσα αποθήκευσης, το οποίο έχει χωρητικότητα 4,7GB. Μελλοντικές επεκτάσεις του DVD θα υποστηρίζουν δίσκους των 9,4GB και 17GB. Όπως και στην περίπτωση των δίσκων CD, ήδη έχουν κυκλοφορήσει συσκευές και δίσκοι DVD-R που εγγράφονται μόνο μια φορά, καθώς και επανεγγράψιμα DVD-RW. Ένας δίσκος DVD μπορεί να διαβαστεί μόνο από οδηγούς DVD, ενώ ένας δίσκος CD μπορεί να διαβαστεί και από οδηγούς CD-ROM και από οδηγούς DVD. Holographic Versatile Disc (HVD) Ο ολογραφικός ευέλικτος δίσκος είναι ένας δίσκος οπτικής τεχνολογίας που βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο όπου η αποθηκευτική του δυνατότητα θα είναι της τάξης των 3.9 terabytes (TB) πληροφοριών που είναι ισοδύναμη των 850 DVD. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

69 Μονάδα δίσκου Flash USB (USB flash memory stick)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη USB μνήμη στικ Μονάδα δίσκου Flash USB (USB flash memory stick) Η μονάδα δίσκου Flash USB είναι μία φορητή μαγνητική μονάδα αποθήκευσης που συνδέεται στη θύρα USB του υποόγιστή, Αποθηκεύει πληροφορίες πολλών GB, Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι εκατοντάδες megabits/sec. Κυκλοφορεί στο εμπόριο σε διαφορετικά μεγέθη και σχήματα, Ονομασίες με τις οποίες συναντάται στο εμπόριο είναι και οι μονάδες στυλό, μονάδες αντίχειρα, μονάδες μπρελόκ, μονάδες κλειδιά και κλειδιά μνήμης. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

70 3.6 Μονάδα δίσκου Flash USB - Περιγραφή Περιφερειακή Μνήμη
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.6 Περιφερειακή Μνήμη USB μνήμη στικ Μονάδα δίσκου Flash USB - Περιγραφή Μονάδα Δίσκου Flash USB PNY Technologies © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

71 Μνήμη Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μνήμης Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
3.6 Μνήμη Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Διάγραμμα Μνήμης Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Καταχωρητές ΚMΕ Κρυφή Μνήμη Κύρια Μνήμη Χρόνος Προσπέλασης RAM - ROM Κόστος ανά bit Μαγνητικοί Δίσκοι Δευτερεύουσα Μνήμη Οπτικοί Δίσκοι © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

72 Μονάδες Εισόδου Εξόδου
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου - Εξόδου Μονάδες Εισόδου Εξόδου Μονάδες Εισόδου / Εξόδου Μία μονάδα εισόδου είναι μια συσκευή δια μέσου της οποίας, δεδομένα και προγράμματα εισάγονται από τον έξω κόσμο στον Η/Υ Πχ. Πληκτρολόγιο, Ποντίκι κλπ Μία μονάδα εξόδου είναι μια συσκευή δια μέσω της οποίας, αποτελέσματα αποθηκευμένα στον Η/Υ, καθίστανται διαθέσιμα στον εξωτερικό κόσμο. Πχ. Οθόνη, εκτυπωτής © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

73 Πληκτρολόγιο (Keyboard)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου- Εξόδου Πληκτρολόγιο Πληκτρολόγιο (Keyboard) Το πληκτρολόγιο χρησιμοποιείται για την εισαγωγή εντολών ή δεδομένων. Με το πάτημα κάθε πλήκτρου του εισάγονται πληροφορίες ήεντολές στον υπολογιστή. Τα πλήκτρα ενός πληκτρολογίου διακρίνονται σε διάφορες ομάδες: Πλήκτρα λειτουργιών (Function keys, F1,F2..) τα οποία προγραμματίζονται με μακροεντολές. Πλήκτρα γραφομηχανής (πρότυπο διάταξης QWERTY) Πλήκτρα αριθμομηχανής Πλήκτρα μετακίνησης του δρομέα, Πλήκτρα ελέγχου (Esc, Enter, Tab, κλπ) © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

74 3.7 Ποντίκι (Mouse) Μονάδες Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Εισόδου -Εξόδου Ποντίκι Ποντίκι (Mouse) Το ποντίκι είναι μία χειροκίνητη συσκευή κατάδειξης που όταν μετακινείται πάνω σε μία επίπεδη επιφάνεια ελέγχει τις κινήσεις ενός δρομέα (δείκτης ποντικιού) πάνω στην οθόνη. Χρησιμοποιείται για εισαγωγή εντολών, επιλογή περιοχής στην οθόνη (κείμενο, σχέδιο), επιλογή εντολών, αλληλεπίδραση με προγράμματα κλπ. Το κυρίως σώμα του ποντικιού αποτελείται από ένα σταθερό πλαστικό στέλεχος, όπου στην επάνω επιφάνειά του είναι προσαρμοσμένα δύο ή περισσότερα πλήκτρα και συνήθως μια ροδέλα κύλισης ενώ στη κάτω επιφάνειά του υπάρχει μία μπίλια ή ένας οπτικός αισθητήρας. Από το σχήμα του και από το καλώδιό του που έμοιαζε με ουρά ονομάσθηκε ποντίκι (mouse). Το πρώτο Ποντίκι Η/Υ Το πρώτο ποντίκι ηλεκτρονικού υπολογιστή εφευρέθηκε το 1964 και ο Doug Englebart, διεύθυνε την εφεύρεση αυτή. Ροδέλα κύλισης Πλήκτρα Πλαστικό Στέλεχος καλώδιο Οπτικός αισθητήρας Μπίλια Υποδοχή © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

75 3.7 Ποντίκι - Κατηγορίες Κατηγορίες Σύνδεση - Επικοινωνία Τεχνολογία
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου -Εξόδου Ποντίκι Ποντίκι - Κατηγορίες Το ποντίκι μπορεί να διαχωριστεί σε δύο ειδών κατηγορίες σύμφωνα με : τη τεχνολογία του τον τρόπο σύνδεσης (επικοινωνία με τον υπολογιστή) Κατηγορίες Ασύρματο Laser Σύνδεση - Επικοινωνία Τεχνολογία USB Θύρα Οπτικό Σειριακή Θύρα Μηχανικό Οπτικo μηχανικό PS/2 Θύρα Ενσύρματο μπίλια © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

76 3. 7 Τεχνολογία Μηχανικό Ποντίκι Μονάδες Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Εισόδου -Εξόδου Ποντίκι Τεχνολογία Μηχανικό Ποντίκι Το μηχανικό ποντίκι έχει στο κάτω μέρος του μία λαστιχένια μπίλια που μπορεί να περιστραφεί σε οποιαδήποτε κατεύθυνση. Στο εσωτερικό του υπάρχουν δύο μηχανικοί αισθητήρες (κάθετοι μεταξύ τους) οι οποίοι ανιχνεύουν την διεύθυνση κατά την οποία κινείται το ποντίκι και κατόπιν μετακινούν ανάλογα τον δείκτη στην οθόνη. Μικροεπεξεργαστής Μηχανικοί Αισθητήρες Η μπίλια χρειάζεται συχνό καθάρισμα από την σκόνη. Η όλη κίνηση του συνήθως πραγματοποιείται πάνω σε μία ειδική επιφάνεια-πατάκι (mouse pad). Στο εμπόριο τα mouse pad ποικίλουν ως προς τον χρωματισμό, το υλικό και το σχέδιο τους. Μπίλια © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

77 είναι μόνιμα σε επαφή με τη μπίλια
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου -Εξόδου Ποντίκι Τεχνολογία Οπτικομηχανικό καλώδιο Μπίλια είναι μόνιμα σε επαφή με τη μπίλια Αισθητήρας φωτός LED Δίοδος Εκπομπής Φωτός, (LED, Light Emitting Diode) Τροχός Κύλινδρος Κύλινδροι Το οπτικομηχανικό ποντίκι λειτουργεί σαν το μηχανικό ποντίκι με τη μόνη διαφορά ότι για μηχανικούς αισθητήρες χρησιμοποιεί οπτικούς αισθητήρες για τον εντοπισμό της διεύθυνσης της μπίλιας. Η μπίλια χρειάζεται συχνό καθάρισμα από την σκόνη. Για την σωστή λειτουργία του χρειάζεται και αυτό όπως και το μηχανικό ποντίκι ένα mouse pad. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

78 Το εσωτερικό τμήμα ενός οπτικού ποντικιού
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου -Εξόδου Ποντίκι Τεχνολογία Οπτικό Το οπτικό ποντίκι παρουσιάστηκε το 1999 από την εταιρία Agilent technologies. Είναι μία εξελιγμένη συσκευή κατάδειξης που χρησιμοποιεί μία δίοδο εκπομπής φωτός (LED), έναν οπτικό αισθητήρα, έναν επεξεργαστή ψηφιακού σήματος και δεν έχει μπίλια και ηλεκτρομηχανικούς αισθητήρες. Η κίνηση ανιχνεύεται μέσω των αλλαγών της ανάκλασης του φωτός στην επιφάνεια που κινείται παίρνοντας μικροσκοπικά στιγμιότυπα με ρυθμό μεγαλύτερο των 1500 εικόνων/δευτερόλεπτο και σε οποιαδήποτε κίνηση του pontikio;y η εικόνα μεταβάλλεται. Σε σχέση με το μηχανικό και το ηλεκτρομηχανικό ποντίκι δεν χρειάζεται καθάρισμα επειδή δεν έχει κινητά μέρη, έχει ταχύτερη και πιο ακριβής κατάδειξη στην οθόνη, δεν χρειάζεται mouse pad και δουλεύει σε όλες σχεδόν τις επιφάνειες εκτός από γυαλιστερές και γυάλινες διαφανείς επιφάνειες. Οπτικός Αισθητήρας Ελεγκτής Φακοί LED Το εσωτερικό τμήμα ενός οπτικού ποντικιού Κάτω όψη Άνω όψη Οπτικό Ποντίκι © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

79 3.7 Τεχνολογία Laser Μονάδες Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Εισόδου -Εξόδου Ποντίκι Τεχνολογία Laser Το 2004 η εταιρία Logitech, μαζί με την εταιρία Agilent Technologies παρουσίασαν ένα προηγμένο οπτικό ποντίκι που αντί να χρησιμοποιεί LED φωτισμό χρησιμοποιούσε μία αόρατη laser δέσμη και ανταποκρινόταν και στην παραμικρή κίνηση του χεριού με μεγάλη ακρίβεια. Η δέσμη laser βγαίνει από ένα δαχτυλίδι που βρίσκεται στη βάση του ποντικιού, αντανακλά πάνω στην επιφάνεια που προσεγγίζει και έχει την ικανότητα να παίρνει 5.8 megapixels λεπτομερειών ανά δευτερόλεπτο. Σε σχέση με το οπτικό ποντίκι η χρήση της δέσμης laser παρέχει υψηλότερη ανάλυση εικόνας στις περισσότερες επιφάνειες ακόμα και σε αυτές που το οπτικό ποντίκι αδυνατούσε να ανταποκριθεί (γυαλιστερές, μεταλλικές κλπ) και η ανιχνευτική του δυνατότητα είναι 20 φορές μεγαλύτερη από το οπτικό ποντίκι. Το ποντίκι laser όπως και το οπτικό ποντίκι δεν χρειάζονται mouse pad. Μεταλλικό δαχτυλίδι από όπου βγαίνει η δέσμη laser. Εσωτερικό τμήμα ενός laser ποντικιού laser ποντίκι Άνω όψη Κάτω όψη © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

80 Ποντίκι με σειριακό βύσμα
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου -Εξόδου Ποντίκι Σύνδεση - Επικοινωνία Ενσύρματη (με καλώδιο) Ασύρματη (χωρίς καλώδιο) Επικοινωνία Σύνδεση Τo ασύρματο ποντίκι (cordless mouse) δεν έχει φυσική σύνδεση με τον υπολογιστή. Αυτά στηρίζονται στην τεχνολογία των υπερύθρων (infrared) ή των ραδιοσυχνοτήτων (radio frequencies-RF) και χρειάζονται ένα πομπό και ένα δέκτη. Ο δέκτης είναι συνδεμένος στον υπολογιστή ενώ ο πομπός είναι στο ποντίκι. Ένα από τα τελευταία προϊόντα ασύρματου ποντικιού είναι το Bluetooth ποντίκι. Αυτό χρησιμοποιεί τεχνολογία συναφή με τν τεχνολογία ραδιοσυχνοτήτων με μια πολύ μικρή διαφορά. Αν ο υπολογιστής υποστηρίζει την τεχνολογία Bluetooth τότε δεν χρειάζεται δέκτη που χρειάζονται τα υπόλοιπα ασύρματα ποντίκια Ποντίκι με σειριακό βύσμα Your Text here Ποντίκι με PS/2 βύσμα Ποντίκι με USB βύσμα Bluetooth laser ποντίκι (Traveler 915BT Laser της εταιρίας Genius) δέκτης Ασύρματο USB ποντίκι © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

81 Πληκτρολόγιο με Ιχνόσφαιρα
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Ποντίκι Συσκευές με συναφή με το Ποντίκι χρήσεις Συσκευές με συναφή με το ποντίκι χρήση μπορούν να θεωρηθούν οι: Ιχνόσφαιρα (Trackball) Μεμβράνη (Touchpad) Ιχνόσφαιρα Χειροκίνητη συσκευή κατάδειξης που έχει μία μπίλια στο επάνω μέρος. Είναι πιο εξειδικευμένη από το ποντίκι, και την προτιμούν κυρίωςοι σχεδιαστές γραφικών . Οι Ιχνόσφαιρες προσφέρουν μεγαλύτερη σταθερότητα και λεπτομέρεια στην κίνηση , όπως και περισσότερη ευκαμψία. Υπάρχουν διάφορα είδη ιχνόσφαιρας. Υπάρχουν ποντίκια και πληκτρολόγια που έχουν ενσωματωμένη την ισχνόσφαιρα. Μεμβράνη (Touchpad) Ακίνητη συσκευή ένδειξης που έχει επιφάνεια που είναι ευαίσθητη στην αφή. Η κίνηση του δακτύλου επάνω στην επιφάνεια ερμηνεύεται σε κίνηση του δείκτη στην οθόνη. Διαθέτει δύο ή τρία πλήκτρα τα οποία λειτουργούν σα τα πλήκτρα του ποντικιού. Ιχνόσφαιρα Πληκτρολόγιο με Ιχνόσφαιρα Ποντίκι με Ιχνόσφαιρα © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

82 Οθόνη (Video Display Unit ή Screen)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου - Εξόδου Οθόνη Οθόνη (Video Display Unit ή Screen) Γενικά Στοιχεία Η οθόνη είναι το βασικότερο μέσο επικοινωνίας του υπολογιστή με το χρήστη. Είναι μονάδα εξόδου και συνδέεται με καλώδιο με την κάρτα γραφικών που είναι τοποθετημένη σε μια από τις υποδοχές επέκτασης. Οι πρώτοι υπολογιστές είχαν μονόχρωμες οθόνες, στις οποίες εμφανίζονταν 25 γραμμές των 80 χαρακτήρων σε πράσινο ή μαύρο φόντο. Τα τελευταία χρόνια έχουν επικρατήσει πλέον οι έγχρωμες οθόνες. Βασικά χαρακτηριστικά της Οθόνης είναι: το πλήθος των γραμμών και των στηλών της, ο χρωματισμός (έγχρωμες ή ασπρόμαυρες), το μέγεθος της διαγωνίου, το μέγεθος του εικονοστοιχείου (pixel), η ανάλυση της π.χ., 1024X768 pixels. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

83 Φωτεινό εικονοστοιχείο
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Οθόνη Κατηγορίες Οθονών Οθόνες Καθοδικού Σωλήνα (Cathode Ray Tube) Η λειτουργία τους στηρίζεται στην ύπαρξη ενός πυροβόλου που εκτοξεύει ηλεκτρόνια σε φωσφορίζουσα επιφάνεια προκαλώντας την ακτινοβολία της. Τα κύρια χαρακτηριστικά των οθονών καθοδικού σωλήνα είναι: Η ανάλυση, η συχνότητα οριζόντιας σάρωσης και η συχνότητα ανανέωσης πλαισίου.                                                 Η οθόνη καθοδικού σωλήνα λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί μια τηλεόραση. Η αρχή λειτουργίας της βασίζεται πάνω στη χρήση μιας ηλεκτρονικής οθόνης, που ονομάζεται καθοδικός σωλήνας, που είναι το βασικότερο (και πιο ακριβό) μέρος ολόκληρης της οθόνης. Ο καθοδικός σωλήνας είναι καλυμμένος από φώσφορο, που εκπέμπει φως όταν πέσει πάνω του μια δέσμη ηλεκτρονίων. Στις οθόνες καθοδικού σωλήνα η διαγώνιος είναι η διαγώνιος της λάμπας. Αλλά η ορατή διαγώνιος περιορίζεται από τις διαστάσεις του εξωτερικού πλαισίου. Συνεπώς, μια τέτοια οθόνη με διάμετρο 17″ είναι στην πράξη κάτι λιγότερο από 16″, μια με διαγώνιο 19″ είναι κάτι λιγότερο από 18″, και πάει λέγοντας. Φωτεινό εικονοστοιχείο Καθοδικός Σωλήνας Επιφάνεια του καθοδικού σωλήνα © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

84 3.7 Κατηγορίες Οθονών Οθόνη Υγρών Κρυστάλλων (Liquid Crystal Display)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Οθόνη Κατηγορίες Οθονών Οθόνη Υγρών Κρυστάλλων (Liquid Crystal Display) Η οθόνη αυτή βασίζεται στο φαινόμενο της πόλωσης της φωτεινής ακτινοβολίας όταν αυτή διαπερνά κάποιο υλικό σε κρυσταλλική μορφή. Με την παροχή τάσης μέσω τρανζίστορ, προκαλείται περιστροφή του κρυστάλλου και πόλωση του φωτός που διέρχεται από μέσα. Στις οθόνες υγρών κρυστάλλων η ονομαστική διαγώνιος συμπίπτει με την πραγματική. Αυτό σημαίνει ότι μια LCD 17″ είναι πολύ μεγαλύτερη από μια CRT 17″ (πάνω από μία ίντσα μεγαλύτερη διαγώνιος) και ελάχιστα μικρότερη από μια CRT 19″ (λιγότερο από μία ίντσα μικρότερη διαγώνιος). Οθόνη Αερίου Πλάσματος (Gas Plasma Display) Η κατηγορία αυτή βασίζεται στην τεχνολογία των λαμπτήρων με μίγμα ευγενών αέριων © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

85 Οι σαρωτές διακρίνονται σε
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Σαρωτής Σαρωτής (Scanner) Ο Σαρωτής δίνει τη δυνατότητα να μετατραπεί μια ζωγραφιά ή μια φωτογραφία σε ψηφιακή μορφή μέσω ενός προγράμματος γραφικών και κατόπιν να εμφανισθεί στην οθόνη του Η/Υ. Ο σαρωτής μπορεί να «δει» το κείμενο σαν εικόνα και να το μετατρέψει πάλι σε κείμενο για επεξεργασία, μέσω ενός ειδικού προγράμματος, ικανού για «οπτική αναγνώριση χαρακτήρων» (OCR). Η συσκευή σάρωσης ψηφιοποιεί και εισάγει σαν δυαδικά δεδομένα εικόνες, χάρτες, φωτογραφίες, έγγραφα, κλπ. Λειτουργία Φωτίζεται κάθε λωρίδα της εικόνας. Μετράται η ανακλώμενη ένταση και παράγεται αναλογικό σήμα. Το αναλογικό σήμα μετατρέπεται έπειτα σε ψηφιακό (δυαδικό) με ειδικό μετατροπέα (Analog-to-Digital converter). Οι σαρωτές διακρίνονται σε επίπεδους, τροφοδοσίας φύλλου και χειρός. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

86 3.7 Εκτυπωτής (Printer) Μονάδες Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
Εισόδου – Εξόδου Εκτυπωτής Εκτυπωτής (Printer) Ο εκτυπωτής αποτυπώνει τις πληροφορίες σε χαρτί. Τα βασικά χαρακτηριστικά του εκτυπωτή είναι: Ταχύτητα εκτύπωσης που εκφράζεται σε: χαρακτήρες το δευτερόλεπτο (Characters per second-cps) στους εκτυπωτές γραμμής (εκτυπώνουν την σελίδα γραμμή-γραμμή) σελίδες το λεπτό (Pages per minute-ppm) στους εκτυπωτές σελίδας (εκτυπώνουν ολόκληρη τη σελίδα) Ανάλυση εκτύπωσης που εκφράζεται σε πλήθος κουκίδων σε μία ίντσα (dots per inch -dpi). Οι κυριότερες κατηγορίες των εκτυπωτών είναι: Κρουστικοί – Εκτυπωτές Ακίδων Ψεκασμού μελάνης Laser Σχεδιογράφοι © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

87 3.7 Εκτυπωτής Ακίδων (Dot Matrix Printer) Κατηγορίες Εκτυπωτών Μονάδες
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Εκτυπωτής Εκτυπωτής Ακίδων (Dot Matrix Printer) Κατηγορίες Εκτυπωτών Οι εκτυπωτές ακίδων χρησιμοποιούν μια μήτρα από μία ή δύο στήλες με ακίδες, ανάλογα με την ποιότητα εκτύπωσης. Η μήτρα μετακινείται πάνω σε έναν άξονα και κτυπά μια μελανοταινία έτσι, ώστε να τυπώνονται στο χαρτί οι χαρακτήρες. Χρησιμοποιούν συνεχές χαρτί, και αντίγραφα εκτύπωσης γίνονται με χρήση καρμπόν. Η ταχύτητά τους μετριέται σε χαρακτήρες ανά δευτερόλεπτο (cps). Βασικά μειονεκτήματα τους είναι: η μέτρια ποιότητα εκτύπωσης ο θόρυβος. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

88 3.7 Εκτυπωτής Ψεκασμού (Ink Jet Printer) Κατηγορίες Εκτυπωτών
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Εκτυπωτής Εκτυπωτής Ψεκασμού (Ink Jet Printer) Κατηγορίες Εκτυπωτών Οι εκτυπωτές ψεκασμού είναι οι πλέον δημοφιλείς και λειτουργούν με ψεκασμό μελάνης πάνω στο χαρτί. Είναι πολύ φτηνοί, ακόμα και οι έγχρωμοι, και είναι αρκετά αθόρυβοι. Η κεφαλή εκτύπωσης περιέχει το μελάνι το οποίο ψεκάζει πάνω στο χαρτί έτσι, ώστε να ζωγραφίζει την εικόνα που στέλνει ο υπολογιστής. Χαρακτηρίζονται: από την ανάλυσή τους, δηλαδή τον αριθμό των κουκκίδων που μπορούν να τυπώσουν ανά ίντσα (dpi), τον αριθμό των κεφαλών (ασπρόμαυρη, έγχρωμη ή τέσσερα βασικά χρώματα συν το μαύρο), τη ταχύτητά τους που μετριέται σε σελίδες ανά λεπτό (ppm). © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

89 3.7 Εκτυπωτής Laser Κατηγορίες Εκτυπωτών
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Εκτυπωτής Εκτυπωτής Laser Κατηγορίες Εκτυπωτών Οι εκτυπωτές Laser μοιάζουν με τα φωτοαντιγραφικά μηχανήματα, γιατί χρησιμοποιούν ηλεκτροθερμικά μέσα για την εκτύπωση και μπορεί να είναι ασπρόμαυροι ή έγχρωμοι. Οι εκτυπωτές Laser ονομάζονται επίσης και εκτυπωτές σελίδας, γιατί μια ακτίνα Laser ζωγραφίζει την εικόνα της σελίδας επάνω σ’ ένα ηλεκτρικά φορτισμένο κύλινδρο, το τύμπανο. Λειτουργία Το μελάνι, με μορφή σκόνης, κολλά στα φορτισμένα μέρη του τύμπανου και στη συνέχεια μεταφέρεται στο χαρτί, όπου και στερεοποιείται με τη βοήθεια θερμότητας. Χαρακτηρίζονται από την ανάλυσή τους, δηλαδή τον αριθμό των κουκκίδων ανά ίντσα (dpi), και η ταχύτητά τους μετριέται σε σελίδες ανά λεπτό (ppm). © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

90 3.7 Σχεδιογράφος (Plotter) Κατηγορίες Εκτυπωτών Επιδαπέδιος
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Εκτυπωτής Σχεδιογράφος (Plotter) Κατηγορίες Εκτυπωτών Ο Σχεδιογράφος είναι μια ειδική εκτυπωτική μηχανή που χρησιμοποιεί μαρκαδόρους για να εκτυπώσει. Είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για πολιτικούς μηχανικούς, σχεδιαστές και αρχιτέκτονες. Μπορεί να εκτυπώσει αφίσες αλλά και οποιοδήποτε οικοδομικό και μηχανολογικό σχέδιο μεγάλων διαστάσεων. Διακρίνονται σε επιδαπέδιους και επιτραπέζιους. Οι επιδαπέδιοι μπορούν να εκτυπώσουν σε χαρτί σταθερού πλάτους και απεριόριστου μήκους. Κατηγορίες: Σχεδιογράφοι μελάνης. Παράγουν σχέδια με την χρήση ειδικών στυλό πάνω από την επιφάνεια του χαρτιού. Ηλεκτροστατικοί Σχεδιογράφοι. Γίνεται ηλεκτροστατική φόρτιση του χαρτιού στα σημεία και ακολουθεί επαφή με γραφίτη. Επιδαπέδιος Επιτραπέζιος © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

91 Κάρτα ήχου (Sound Card)
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Κάρτα ήχου Κάρτα ήχου (Sound Card) Η Κάρτα Ήχου (μονάδα εισόδου) είναι ένα ψηφιακό κύκλωμα που μας δίνει τη δυνατότητα εισαγωγής και αναπαραγωγής αναλογικού ήχου και ψηφιακού (midi) ήχου. Ένα μικρόφωνο (μονάδα εισόδου) και ένα ζευγάρι ηχεία ή ακουστικά (μονάδα εξόδου) συνδέονται στην κάρτα ήχου, για τη διαχείριση του εισερχόμενου και εξερχόμενου ήχου. Ακουστικά με μικρόφωνο © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

92 Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή
3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Κάρτα Video Κάρτα Video Η κάρτα Video είναι ένα ψηφιακό κύκλωμα που μας δίνει τη δυνατότητα εισαγωγής video από αναλογικό video στο PC. Υπάρχουν κάρτες που: δίνουν και δυνατότητα εξαγωγής σήματος σε αναλογικό video. διαθέτουν και τηλεοπτικό δέκτη (tuner) για παρακολούθηση τηλεόρασης στο PC. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

93 Ψηφιακή: Φωτογραφική Μηχανή
3.7 Μονάδες Εισόδου – Εξόδου Ψηφιακή: Φωτογραφική Μηχανή Βιντεοκάμερα Web κάμερα Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Ψηφιακή Φωτογραφική Μηχανή Η Ψηφιακή Φωτογραφική Μηχανή είναι ένα είδος φωτογραφικής μηχανής που, αντί να χρησιμοποιεί φιλμ για την αποθήκευση της φωτογραφίας, την αποθηκεύει απευθείας σε ψηφιακή συμπιεσμένη μορφή. Ψηφιακή Βιντεοκάμερα και Web κάμερα Η Ψηφιακή Βιντεοκάμερα και Web κάμερα είναι κάμερα που διαθέτει κωδικοποιητή / αποκωδικοποιητή σε επίπεδο υλικού, για να παράγει και να αποθηκεύει ψηφιακό βίντεο (Digital Video) σε κασέτα ή στο PC. Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων από την ψηφιακή βιντεοκάμερα στο PC είναι της τάξης των 3,75 ΜΒ/sec. Οι πλέον σύγχρονες δίνουν τη δυνατότητα για τη λήψη φωτογραφιών και δυνατότητα αποθήκευσης σε DVD. © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

94 Υλικό Διασύνδεσης ηλεκτρονικού υπολογιστή
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3.8 Μονάδες Επικοινωνίας Υλικό Διασύνδεσης ηλεκτρονικού υπολογιστή Modem Σύνδεση με το δίκτυο μέσω τηλεφωνικών γραμμών Χαμηλή ταχύτητα διασύνδεσης Κάρτα διασύνδεση Δικτύου (Νetwork Interface Card -NIC) Άμεση σύνδεση με το δίκτυο Υψηλή ταχύτητα διασύνδεσης © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

95 Επαναληπτικές Ερωτήσεις
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3 Επαναληπτικές Ερωτήσεις Τυπικό Σύστημα Η/Υ Από τι αποτελείται Ποια είναι τα βασικά στοιχεία του Τι περιέχει η μονάδα ενός υπολογιστικού συστήματος Μητρική Κάρτα Τι είναι Θύρα βασικοί τύποι Κατηγορίες Υποδοχές Επέκτασης Ποιος είναι ο ρόλος τους Ποιες είναι οι κοινές κάρτες σε όλους τους Η/Υ Επεξεργαστής ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Περιγραφή Από τι χαρακτηρίζεται Ορισμός επεξεργαστή Από τι αποτελείται (ονομαστικά) Τι είναι η κρυφή μνήμη και ποιος ο σκοπός της Τι είναι οι καταχωρητές και σε ποιες κατηγορίες χωρίζονται Περιγραφή λειτουργίας Αρχές Λειτουργίας Τι είναι οι Δίαυλοι επικοινωνίας, ποια η λειτουργία τους και ποιοι είναι οι τρεις τύποι αυτών Τι είναι η Αριθμητική και Λογική Μονάδα Τι είναι η Μονάδα Ελέγχου και από τι αποτελείται Επαναληπτικές Ερωτήσεις 3ης Ενότητας © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)

96 Επαναληπτικές Ερωτήσεις
Υλικό Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 3 Επαναληπτικές Ερωτήσεις Μνήμη Η/Υ Τι ονομάζουμε μνήμη Που υπάρχουν Μονάδες μνήμης στον Η/Υ Τι είναι ο χρόνος προσπέλασης Κατηγορίες μνήμης Η/Υ Μνήμη Τυχαίας προσπέλασης (Χρήση-Ρόλος-Διάρκεια) Μνήμη Μόνον Ανάγνωσης (Γενικά Στοιχεία) Δομή Η/Υ Διάγραμμα Δομής Η/Υ Περιφερειακές Μονάδες Η/Υ Τι είναι Ποιος είναι ο ρόλος τους Τι είναι η Δευτερεύουσα ή Βοηθητική Μνήμη Η/Υ Κατηγορίες Περιφερειακών Μονάδων Διάγραμμα Λειτουργίας Τι είναι οι Συσκευές Εισόδου Τι είναι οι Μονάδες Βοηθητικής ή Δευτερεύουσας Μνήμης Τι είναι οι Μονάδες Επικοινωνίας Ποιες συσκευές ονομάζονται Περιφερειακή Μνήμη – αναφέρατε τρεις από αυτές Μονάδα Δίσκου Flash USB Διάγραμμα Μνήμης Η/Υ Οθόνη Η/Υ Τι ΕΊΝΑι Ποια τα βασικά χαρακτηριστικά της Επαναληπτικές Ερωτήσεις 3ης Ενότητας © Δρ Παρασκευή Μεντζέλου (Computer Science)