Το Υλικό (Hardware)

Στόχοι κεφαλαίου Τι κάνει η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας και πώς μετριέται η ταχύτητά της Τη σημασία του όρου συσκευή εισόδου Πώς δουλεύουν οι διαφορετικές συσκευές εισόδου και σε τι μπορούν να χρησιμοποιηθούν Τη σημασία του όρου συσκευή εξόδου Πώς δουλεύουν οι διάφοροι τύποι συσκευών εξόδου και σε τι μπορούν να χρησιμοποιηθούν Τα είδη την μνήμης που χρησιμοποιούνται σε έναν υπολογιστή.

Στόχοι κεφαλαίου Τη διαφορά μεταξύ προσωρινής και μόνιμης μνήμης και μεταξύ βασικής και δευτερεύουσας μνήμης. Τι είναι η RAM και πού χρησιμοποιείται. Τι είναι η ROM και που χρησιμοποιείται. Τις διαφορές σε σχέση με την ταχύτητα, κόστος και χωρητικότητα μεταξύ των συσκευών αποθήκευσης. Πώς μετριέται η μνήμη του υπολογιστή (και η χωρητικότητα των συσκευών αποθήκευσης) και πώς αυτές οι μονάδες μέτρησης σχετίζονται με το είδος των αποθηκευμένων πληροφοριών.

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ ή CPU). είναι ένας μικροεπεξεργαστής που χειρίζεται τα δεδομένα. Ένας Intel Pentium 4 είναι ένα παράδειγμα μιας κεντρικής μονάδας επεξεργασίας. Χαρακτηριστικά της ΚΜΕ είναι η ταχύτητα (σε Hz) με την οποίαν τρέχει και ο τύπος-μοντέλο του επεξεργαστή.

Τύποι CPU Intel Pentium Intel Celeron AMD Athlon AMD Opteron

Τα μέρη της ΚΜΕ Μονάδα Ελέγχου (Control Unit) Αριθμητική Λογική Μονάδα (Arithmetic Logical Unit – ALU) Καταχωρητές (Registers)

Μονάδα Ελέγχου (Control Unit) Ελέγχει και συντονίζει τις μονάδες εισόδου - εξόδου

Αριθμητική Λογική Μονάδα (Arithmetic Logical Unit – ALU) Εκτελεί τις αριθμητικές και λογικές πράξεις

Καταχωρητές (Registers) Είναι ταχύτατες μνήμες που αποθηκεύουν προσωρινά αποτελέσματα ή καταστάσεις

Μοντέλα CPU Intel Pentium Celeron XEON Itanium AMD Athlon Duron Sempron Opteron

Θύρες (ports) Οι θύρες χρησιμοποιούνται για να συνδέσουμε στον υπολογιστή τις περιφερειακές συσκευές USB (Universal Serial Bus)

Συσκευές Εισόδου Μια συσκευή εισόδου είναι οποιαδήποτε συσκευή που παρέχει ("εισάγει") πληροφορίες σε έναν υπολογιστή. Μερικά παραδείγματα συσκευών εισόδου είναι τα παρακάτω:

Πληκτρολόγιο Η πιο κοινή συσκευή εισόδου είναι το πληκτρολόγιο, που χρησιμοποιείται για εισαγωγή δεδομένων κειμένου, αλλά και εκτέλεση λειτουργιών.

Ποντίκι Το ποντίκι χρησιμοποιείται συνήθως για να ελέγχει την κίνηση ενός δείκτη στην οθόνη.

Ιχνόσφαιρα (Trackball) Μια ιχνόσφαιρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν εναλλακτική λύση του ποντικιού. Αυτή η συσκευή έχει κουμπιά παρόμοια με αυτά του ποντικιού, αλλά έχει μια μεγάλη περιστρεφόμενη σφαίρα στο πάνω μέρος του, που χρησιμοποιείται για να μετακινείται ο δείκτης.

Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή (digital camera) Μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή δεν χρησιμοποιεί φιλμ. Οι φωτογραφίες αποθηκεύονται σε ψηφιακή μορφή (bits και bytes) Κάθε ψηφιακή φωτογραφική μηχανή έχει κάρτα μνήμης η οποία και αποθηκεύει τις φωτογραφίες στην ίδια τη μηχανή. Η ανάλυση των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών αναφέρεται στην λεπτομέρεια με την οποία "συλλαμβάνονται" οι εικόνες, και μετριέται σε πλήθος pixel πλάτος x ύψος.

Μικρόφωνο Τα μικρόφωνα είναι μια συσκευή εισόδου για ήχους.

Αναγνώστες Γραμμικού Κώδικα Οι γραμμικοί κώδικες (bar codes) είναι σύνολα παράλληλων γραμμών με διαφορετικό πάχος, που αντιπροσωπεύουν αριθμούς. Οι αριθμοί αντιπροσωπεύουν πληροφορίες, όπως λεπτομέρειες για ένα προϊόν. Οι αναγνώστες γραμμικού κώδικα χρησιμοποιούνται συχνά σε καταστήματα, σούπερ-μάρκετ, βιβλιοθήκες και σε πολλά άλλα μέρη.

Σαρωτές Οι σαρωτές (scanner) είναι συσκευές εισόδου που χρησιμοποιούνται για να εντοπίζουν εικόνες ή κείμενο σε χαρτί και να τα μεταφράζουν μετά σε δεδομένα. Υπάρχουν δυο κύριοι τύποι σαρωτών. Είναι οι χειρός και οι επίπεδοι. Αν χρησιμοποιηθεί ένας σαρωτής για να σαρώσει μια σελίδα κειμένου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα πρόγραμμα OCR (Optical Character Recognition - Οπτικής Αναγνώρισης Χαρακτήρων) για να μετατρέψει την εικόνα σε αρχείο κειμένου.

Φωτοπένα (Light Pen) Ο χρήστης μπορεί να στείλει πληροφορίες στον υπολογιστή αγγίζοντας την πένα σε κάποιες περιοχές μιας ειδικά σχεδιασμένης οθόνης. Οι πένες φωτός δεν χρησιμοποιούνται ευρέως καθώς απαιτούν πολύ κίνηση χεριού και έτσι συνήθως κουραστικές και δεν είναι άνετες για να χρησιμοποιηθούν για μεγάλα διαστήματα. Οι πιθανές χρήσεις λαμβάνουν γραμμές παραγωγής και επιστημονικά εργαστήρια, όπου η σκόνη ή άλλοι περιβαλλοντολογικοί παράγοντες κάνουν μη πρακτική τη χρήση ενός πληκτρολογίου ή ποντικιού.

Χειριστήριο (Joystick)

Συσκευές Εξόδου Μια συσκευή εξόδου λαμβάνει δεδομένα από έναν υπολογιστή (ή αν προτιμάτε ο υπολογιστής "εξάγει" σε αυτήν δεδομένα) και τα μετατρέπει σε μια άλλη μορφή. Μερικά παραδείγματα συσκευών εξόδου δίνονται παρακάτω.

Οθόνη Μια οθόνη ή monitor (που επίσης ονομάζεται και Visual Display Unit - VDU), δουλεύει με παρόμοιο τρόπο με μια τηλεόραση. Παίρνει το σήμα γραφικών από την κάρτα γραφικών του υπολογιστή και το μετατρέπει σε μια εικόνα που την εμφανίζει την οθόνη. Η εικόνα αποτελείται από εικονοστοιχεία (ένα εικονοστοιχείο [pixel] είναι η μικρότερη περιοχή της εικόνας που μπορεί να αλλάξει ο υπολογιστής). Ο μέγιστος αριθμός εικονοστοιχείων που μπορεί να εμφανίσει ένας υπολογιστής κατακόρυφα και οριζόντια στην οθόνη δίνει την ανάλυση της οθόνης.

Εκτυπωτές Υπάρχουν διάφορα είδη εκτυπωτών. Οι πιο συνηθισμένοι είναι: Υπάρχουν διάφορα είδη εκτυπωτών. Οι πιο συνηθισμένοι είναι: inkjet, buble-jet Laser Dot Matrix

Εκτυπωτές ψεκασμού (inkjet και bubble-jet) Τα μελάνια που χρησιμοποιούν όμως και σε κάποιες περιπτώσεις το ειδικό χαρτί, ανεβάζουν σημαντικά το κόστος εκτύπωσης σελίδας.

Laser Εκτυπωτές Οι laser εκτυπωτές συνδυάζουν μια πολύ λεπτή δέσμη φωτός και ένα τύμπανο ευαίσθητο στο φως για να προσκολλούν σωματίδια από τόνερ στο χαρτί. Οι laser εκτυπωτές αναφέρονται μερικές φορές σαν εκτυπωτές σελίδας, επειδή τυπώνουν ολόκληρη τη σελίδα σε ένα πέρασμα. Παράγουν πολύ υψηλής ποιότητας εκτύπωση και γενικά είναι γρηγορότεροι από τους inkjet ή τους bubble-jet. Ωστόσο, είναι συνήθως πιο ακριβοί, ιδιαίτερα αν απαιτείται έγχρωμη εκτύπωση. για αυτό το λόγο, οι laser εκτυπωτές τείνουν να είναι οι πιο κατάλληλοι για επαγγελματική χρήση και εκτύπωση κειμένων.

Laser Εκτυπωτές

Εκτυπωτής ακίδων (Dot-Matrix) Οι εκτυπωτές ακίδων χρησιμοποιούν επίσης μελάνι σε μια ταινία και δημιουργούν τους χαρακτήρες από μια σειρά κουκκίδες. Αυτοί εκτυπώνουν στο χαρτί από μια κεφαλή που περιέχει διάφορες ακίδες και μετακινείται οριζόντια κατά μήκος της σελίδας, τυπώνοντας μια γραμμή κάθε φορά. Οι εκτυπωτές ακίδων (dot matrix) έχουν επίσης ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό: Μπορούν να εκτυπώνουν σ΄ένα πέρασμα πολλαπλά αντίγραφα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της ικανότητας είναι η εκτύπωση τριπλότυπων αποδείξεων (σε ειδικό μηχανογραφημένο χαρτί), γι΄αυτό και τον συναντάμε συχνά σε λογιστήρια αλλά και εκεί που ένας Η/Υ και ένας εκτυπωτής αντικαθιστούν μια ταμειακή μηχανή

Σχεδιογράφος (Plotter) Συνήθως χρησιμοποιούνται για επιστημονικές εργασίες, για να τυπώνουν γραμμές σε δυσδιάστατα γραφήματα (για παράδειγμα, για να καταγράφουν τη δύναμη ενός σεισμού σε σχέση με το χρόνο). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εργασίες σχεδίασης με τη βοήθεια υπολογιστή.

Συσκευές Εισόδου-Εξόδου Υπάρχουν αρκετές συσκευές που είναι ταυτόχρονα και εισόδου και εξόδου. Οι πιο κοινές από αυτές τις συσκευές είναι τι modem και η οθόνη αφής (touch screen) που παρουσιάζονται παρακάτω:

Modem Ένα modem (modulator/demodulator - διαμορφωτής/ αποδιαμορφωτής) επιτρέπει στον υπολογιστή να ανταλλάσσει πληροφορίες μέσω μιας τηλεφωνικής γραμμής, μετατρέποντας τις ψηφιακές πληροφορίες του υπολογιστή σε αναλογική μορφή που μπορεί να μεταβιβαστεί μέσω της τηλεφωνικής γραμμής. Το modem του υπολογιστή που δέχεται τα μεταδιδόμενα στοιχεία τα μετατρέπει αντίστοιχα από την αναλογική μορφή που τα λαμβάνει σε ψηφιακή μορφή κατάλληλη για τον Η/Υ. Τα περισσότερα modem μπορούν να στέλνουν και να λαμβάνουν και fax.

Οθόνη αφής (touch screen) Οι οθόνες αφής συνήθως χρησιμοποιούνται σε περίπτερα πληροφοριών, σε αεροδρόμια καθώς και στα ΑΤΜ των τραπεζών.

Μητρική Κάρτα Μια μητρική κάρτα (Motherboard), είναι το κεντρικό εξάρτημα του υπολογιστή. Είναι η κύρια πλακέτα-βάση, η οποία υποδέχεται τα άλλα εξαρτήματα. Όλες οι άλλες συσκευές συνδέονται σε αυτήν και παρέχει την διασύνδεση μεταξύ τους.

Είδη Μνήμης Οι πληροφορίες που αποθηκεύονται σε ένα υπολογιστή κρατιούνται στην μνήμη του. Οι υπολογιστές αποθηκεύουν τα δεδομένα στην μνήμη τους σε διάφορες μορφές και χρησιμοποιούν τις διάφορες συσκευές μνήμης με διαφορετικούς τρόπους. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι που μπορείτε να κατηγοριοποιήσετε τα είδη της μνήμης.

Random Access Memory (RAM) H RAM (μνήμη τυχαίας προσπέλασης), είναι ένα είδος μνήμης ενός υπολογιστή από την οποία μπορούν να διαβασθούν δεδομένα ή να γραφθούν σε αυτήν. Είναι πτητική μνήμη, που σημαίνει ότι χάνει τα δεδομένα της όταν το ρεύμα σβήσει.

Μνήμη Cache (κρυφή μνήμη)

Μνήμη Read-Only Memory (ROM) Η ROM (μνήμη μόνο ανάγνωσης) είναι μνήμη που μπορεί να διαβαστεί αλλά δεν μπορεί να γραφτεί. Τα δεδομένα και τα προγράμματα τα αποθηκευμένα στην ROM δεν μπορούν να αλλάξουν κατά την κανονική λειτουργία του υπολογιστή και διατηρούνται όταν σβήσει το ρεύμα.

Είδη ROM Programmable Read-Only (PROM) Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) Όπως και μια μνήμη PROM, έτσι και η EPROM (προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο ανάγνωσης με δυνατότητα (επανεγγραφής) χρησιμοποιείται για να αποθηκεύει ΒΙΟS προγράμματα και συνήθως είναι προγραμματισμένη από τον κατασκευαστή.

BIOS (Basic Input/Output Systems) Το BIOS αποθηκεύεται σε μια μνήμη PROM ή EPROM, που βρίσκεται μέσα στον υπολογιστή στη μητρική κάρτα - το κύριο κύκλωμα στο οποίο βρίσκεται η κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Όταν ένας υπολογιστής ανοίγει, το BIOS κάνει όλες τις διαγνωστικές λειτουργίες για να βεβαιωθεί ότι λειτουργεί σωστά.

Συσκευές Αποθήκευσης Σκληροί δίσκοι Δισκέτες Άλλοι Μαγνητικοί Δίσκοι Δίσκοι CD (Compact Disk) Συσκευές Ταινίας (Tape Drives)

Σκληρός δίσκος Οι σκληροί δίσκοι αποτελούνται από ομόκεντρους μαγνητικούς δίσκους μέσα σε ένα προστατευτικό κουτί. Τα δεδομένα καταγράφονται μαγνητικά σε ομόκεντρα κυκλικά αυλάκια (sectors), που χωρίζονται σε τομείς (tracks).

Δισκέτα Οι δισκέτες είναι εύκαμπτοι μαγνητικοί δίσκοι που περικλείονται σε ένα προστατευτικό πλαστικό κάλυμμα. Όπως και στους σκληρούς δίσκους, τα δεδομένα καταγράφονται σε ομόκεντρα κυκλικά αυλάκια χωρισμένα σε τομείς. Ωστόσο οι δισκέτες είναι φθηνές. Το τυπικό μέγεθος μια δισκέτας είναι 3 1/2 ίντσες. Οι δισκέτες που χρησιμοποιούνται με τους προσωπικούς υπολογιστές έχουν συνήθως χωρητικότητα 1.44 ΜΒ.

Δίσκοι CD (Compact Disk) Ένα CD-ROM είναι ένας τύπος συμπαγούς δίσκου, που χρησιμοποιείται για να παρέχει δεδομένα, όπως προγράμματα. Ένας άλλος δίσκος είναι τα CD-R. Μπορούν να γραφτούν μόνο μια φορά και μετά από αυτήν, τα δεδομένα τους δεν μπορούν να διαγραφούν ή να αντικατασταθούν. Ένα CD-RW είναι ένας τύπος συμπαγούς δίσκους που μπορεί να γραφτεί πολλές φορές.

Συσκευές Ταινίας (Tape Drives) Οι μονάδες ταινίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλες ποσότητες δεδομένων. Η ανάκληση πληροφοριών από μονάδες ταινίας είναι πολύ πιο αργή από τις άλλες συσκευές, επειδή πρέπει να διαβάσετε όλη την ταινία μέχρι να φτάσετε στις πληροφορίες που θέλετε.

Άλλοι Μαγνητικοί Δίσκοι Άλλες μαγνητικές συσκευές, όπως, οι δίσκοι zip και οι δίσκοι jaz, καλύπτουν το ενδιάμεσο έδαφος σε σχέση με την ταχύτητα και τη χωρητικότητα.

Χωρητικότητες συνήθων μέσων αποθήκευσης Δισκέτα 3,5" 1,44 ΜΒ και 2,88 ΜΒ CD-ROM: 650 MB (74'), 700 MB (80') 800 MB (90') DVD-ROM: 4,7 - 17 GB ZIP-DISK: 100 MB, 250 MB Σκληροί Δίσκοι 30-80 GB Tapes: 10-20-30-40 GB