Μάθημα : ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Β' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΥΛΙΚΟ (HARDWARE) ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ

                Σε συνέχεια της περσινής ύλης του μαθήματος που αφορά το Υλικό ενός Υπολογιστή στο  Κεφάλαιο αυτό θα μελετήσουμε την Κεντρική Μονάδα. Θα εντοπίσουμε τα κυριότερα εξαρτήματα που περιέχονται μέσα σε αυτή και θα δούμε ποιός είναι ο λόγος ύπαρξής τους.

      Η Κεντρική Μονάδα ενός επιτραπέζιου Υπολογιστή (Desktop) είναι ένα μεταλλικό κουτί που φιλοξενούνται εξαρτήματα. Είναι και το πρώτο πράγμα που πρέπει να επιλέξουμε όταν "χτίζουμε - (Bild-in)" έναν υπολογιστή. Το "Σωστό κουτί" θα πρέπει όχι μόνο να καλύπτει τις αισθητικές μας ανάγκες, αλλά να παρέχει και τον κατάλληλο χώρο για το Hardware του συστήματός μας. Ποιά είναι όμως τα εξαρτήματα που πρέπει να φιλοξενηθούν μέσα σε αυτό το κουτί και αποτελούν το υλικό του; 

Σημειώσεις: 1) Η περιγραφή των κυριότερων εξαρτημάτων, Θα γίνει με την σειρά που ακολουθείται και στο σχολικό βιβλίο, έτσι ώστε να διευκολυνθείς στην μελέτη σου.

2) Πριν περάσεις στην 3η ενότητα πήγαινε στο μενού και επέλεξε την επιλογή Πολυμέσα. Δες το υλικό που υπάρχει εκεί.   

       Ο Υπολογιστής σαν Ηλεκτρική Συσκευή που είναι, χρειάζεται ρεύμα για να λειτουργήσει. Έτσι λοιπόν εφοδιάζουμε την Κεντρική του Μονάδα με μία συσκευή που ονομάζεται Τροφοδοτικό. Το τροφοδοτικό τροφοδοτεί με ηλεκτρικό ρεύμα όλες τις επιμέρους συσκευές που βρίσκονται μέσα σε αυτή και πιο συγκεκριμένα :

1. Μετασχηματίζει τα 220 V τάση του ηλεκτρικού δικτύου σε 5 ή 12 V που χρειάζονται οι συσκευές για να λειτουργήσουν και

2. Μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές.

          Η κεντρική πλακέτα μέσα στην κεντρική μονάδα ενός Υπολογιστή, η οποία αποτελεί τη Βάση για την δημιουργία του ονομάζεται Μητρική πλακέτα (Motherboard ή Systemboard ή MainBoard).

          Πάνω στην Μητρική πλακέτα βρίσκονται μερικά από τα πιο σπουδαία εξαρτήματα του Υπολογιστή όπως ο Επεξεργαστής και η Κύρια Μνήμη. 

         Επίσης μερικά από τα βασικά της χαρακτηριστικά είναι ολοκληρωμένα κυκλώματα που ονομάζονται Chipset και εξασφαλίζουν την σύνδεση του επεξεργαστή με την μνήμη αλλά και τις κάρτες επέκτασης, το BIOS (πρόγραμμα που ελέγχει το υλικό του υπολογιστή) και βρίσκεται στη μνήμη ROM, Δίαυλους επικοινωνίας - Bus (Data Bus - Adress Bus - Control Bus), Υποδοχές Επέκτασης για τις κάρτες Επέκτασης και τέλος τις Θύρες Σύνδεσης για την σύνδεση με τις περιφερειακές συσκευές. 

             Μερικές από τις πιό διαδεδομένες μάρκες μητρικών καρτών είναι οι  Intel , Gigabyte, Asus,  Msi, Asrock  κ.α.

     Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU - Central Processing Unit) ή για χάρη συντομίας ο Επεξεργαστής είναι το πιο σημαντικό εξάρτημα της Μητρικής πλακέτας και κατ' επέκταση του Υπολογιστή. Η δουλειά του είναι να επεξεργάζεται  δεδομένα και να παράγει πληροφορίες.

         Η Ιστορία των επεξεργαστών ξεκινά το 1971 όταν η Intel για πρώτη φορά ένωσε πολλά transistors δημιουργώντας ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα chip που ουσιαστικά ήταν η 1η γενιά επεξεργαστών. Από τότε μέχρι και σήμερα έχουν γίνει τεράστια βήματα - άλματα εξέλιξης στους επεξεργαστές. 

         Σήμερα  οι κυρίαρχοι κατασκευαστές επεξεργαστών για Υπολογιστές είναι η Intel και η AMD.

           O Επεξεργαστής ενός Υπολογιστή είναι ένα μικρό τετράγωνο εξάρτημα που έχει στην κάτω πλευρά του μικρές μεταλλικές επαφές (pins), μέσω των οποίων συνδέεται με την μητρική κάρτα. Η θέση στην οποία μπαίνει πάνω στην μητρική ονομάζεται socket. Είναι πολύ σημαντικό να προσέχουμε κατά την επιλογή επεξεργαστή να είναι συμβατός με την μητρική κάρτα για την οποία προορίζεται. ΔΕΝ είναι όλοι οι επεξεργαστές συμβατοί με όλες τις μητρικές κάρτες. Όσους περισσότερους Πυρήνες (Core) διαθέτει ένας επεξεργαστής τόσο μεγαλύτερη είναι η επεξεργαστική του ισχύ. Η ταχύτητα-συχνότητα ενός επεξεργαστή μετριέται σε Hertz (Ηz) και δείχνει πόσες εντολές επεξεργάζεται το δευτερόλεπτο. Για παράδειγμα ένας σύγχρονος επεξεργαστής με συχνότητα 3GHz εκτελεί 3 δισεκατομμύρια εντολές ανά δευτερόλεπτο.

        Η Κύρια Μνήμη του Υπολογιστή είναι και αυτή με τη σειρά της πάνω στην Μητρική πλακέτα. Είναι δηλαδή μία μνήμη Οnboard όπως συνηθίζουμε να λέμε. Είναι από τα πιο σημαντικά εξαρτήματα του Υπολογιστή και αποτελεί τον άμεσο συνεργάτη του επεξεργαστή. Χρησιμοποιείται για την προσωρινή αποθήκευση δεδομένων και προγραμμάτων κατά την διάρκεια της λειτουργίας του Υπολογιστή. Στη Κύρια Μνήμη ¨φορτώνεται" επίσης και το Λειτουργικό Σύστημα. Επικοινωνεί με τον επεξεργαστή μέσω τον διαύλων επικοινωνίας (Buses).

        Η Κύρια μνήμη χωρίζεται σε Μνήμη RAM (Random Acess Memory) και σε Μνήμη ROM (Read Only Memory).

         Μνήμη RAM: είναι κάρτες που τοποθετούνται σε ειδικές υποδοχές (slots) πάνω στην Μητρική Πλακέτα και δίπλα στον Επεξεργαστή. Τα κύρια χαρακτηριστικά της μνήμης RAM είναι α) είναι μνήμη μεγάλης χωρητικότητας - στους σύγχρονους υπολογιστές πρέπει να ξεκινάει από τα 8Gb - β) είναι προσωρινή δηλαδή μόλις κλείσει ο υπολογιστής η μνήμη αδειάζει και ότι βρίσκεται σε αυτή χάνεταιι γ) χαρακτηρίζεται ως μνήμη του χρήστη  επειδή με το περιεχόμενό της εργαζόμαστε. Ο λόγος που χρησιμοποιείται είναι η ταχύτητά της. Οι μνήμες Ram μπορούν να παρακολουθούν τις ταχύτητες των επεξεργαστών και γι'αυτό οι εφαρμογές φορτώνονται σε αυτές από τα αποθηκευτικά μέσα (Άνοιγμα αρχείων και εφαρμογών - Οpen). Όταν περιεχόμενο της μνήμης RAM δεν θέλουμε να χαθεί τότε το αποθηκεύουμε (Save) σε ένα αποθηκευτικό μέσο (Σκληρό Δίσκο ή Flash Μemory κ.α).

          Μνήμη Rom: Κομμάτι της Κύριας Μνήμης του Υπολογιστή που βρίσκεται πάνω στην Μητρική πλακέτα με τα εξής χαρακτηριστικά: α) Μικρή χωρητικότητα μόλις μερικά KByte με περιεχόμενο το σύστημα BIOS (Basic Input Output System - Βασικό Σύστημα Εισόδου Εξόδου). To ΒΙOS και κατ' επέκταση η μνήμη ROM δραστηριοποιείται κάθε φορά που ανοίγουμε τον υπολογιστή μας και μέχρι να "φορτωθεί" στη μνήμη RAM το Λειτουργικό Σύστημα, εκτελώντας ελέγχους στο υλικό του Υπολογιστή β) Mόνιμη μνήμη, το  περιεχόμενό της δεν αλλάζει και γ) για όλα τα παραπάνω είναι μνήμη του συστήματος.

           Οι Εσωτερικές κάρτες (Κάρτες Επέκτασης - Κάρτες πρόσθετων δυνατοτήτων) τοποθετούνται πάνω στην Μητρική Πλακέτα (MotherBoard) του Υπολογιστή μας σε ειδικές υποδοχές που ονομάζονται Υποδοχές Επέκτασης (Expantions slots). Η χρήση τους δίνει extra δυνατότητες στο υλικό του υπολογιστή μας η κάθε μία στον τομέα της.

Οι σπουδαιότερες κάρτες επέκτασης είναι:

     Κάρτα Γραφικών (Graphic Card): Είναι η σπουδαιότερη από τις κάρτες επέκτασης. Σε αυτήν συνδέουμε την οθόνη του Υπολογιστή. Για να μπορέσει ο Υπολογιστής μας να καθορίσει το χρώμα που θα πάρει κάθε εικονοστοιχείο (pixel), ώστε να συνθέσει την εικόνα της οθόνης, χρειάζεται κάποια συσκευή ή οποία θα μεταφράσει τα Δυαδικά Δεδομένα από τον επεξεργαστή. Αυτός ακριβώς ο μεταφραστής είναι η κάρτα Γραφικών. Κάθε κάρτα γραφικών περιέχει δικό της επεξεργαστή και μνήμη και μπορεί να είναι είτε ενσωματωμένη στη Μητρική Πλακέτα είτε να αποτελεί ξεχωριστό κομμάτι hardware το οποίο συνδέεται πάνω στη μητρική.

Σημείωση: Στον παρακάτω σύνδεσμο μπορείς να δεις έναν ολοκληρωμένο οδηγό που αφορά τις κάρτες γραφικών, καθώς και το τι υπάρχει γύρω από αυτές στην αγορά σήμερα:

https://www.eshop.gr/odhgos-agoras-kartas-grafikon-vga

            Κάρτα Ήχου (Sound Card): Επειδή οι σύγχρονοι Υπολογιστές είναι "Multimedia" συσκευές δηλαδή μπορούν να αναπαράγουν αλλά και να επεξεργαστούν εικόνα και ήχο, η κάρτα ήχου είναι απαραίτητη. Με μια κάρτα ήχου λοιπόν μπορούμε να πετύχουμε τα εξής:

α) Αναπαραγωγή ήχου: Aκούμε ήχο από τον Υπολογιστή μας

β) Εγγραφή ήχου: Μπορούμε να καταγράψουμε ήχο, σε συνδιασμό με κατάλληλο λογισμικό

γ) Επεξεργασία ήχου: Μπορούμε να επεξεργαστούμε τον ήχο, σε συνδιασμό πάλι με κατάλληλο λογισμικό.

             Η κάρτα ήχου του Υπολογιστή μας μπορεί να είναι "OnBoard" δηλαδή ενσωματωμένη στην Μητρική Πλακέτα ή να είναι ξεχωριστό υλικό sound card PCI.

        Κάρτα Δικτύου (Network Card):  Απαραίτητο υλικό για κάθε Υπολογιστή που θέλει να είναι μέλος ενός Δικτύου  Υπολογιστών (Network) συμπεριλαμβανομένου και του Διαδικτύου (internet). 

    Ως Δίκτυο (Network) ορίζουμε δύο οι περισσότερους υπολογιστές, συνδεδεμένους μεταξύ τους, οι οποίο μπορούν να εκμεταλλεύονται κοινούς πόρους, όπως π.χ έναν εκτυπωτή. Η σύνδεση  γίνεται ενσύρματα μέσω του καλωδίου Εthernet (θύρα RJ45),  αλλά μπορεί να γίνεται και ασύρματα WiFi. H κάρτα δικτύου είτε είναι ενσωματωμένη στην Μητρική πλακέτα ή  αποτελεί ξεχωριστό υλικό.