Μάθημα : ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Α' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (TMHMA: A3β)

2.1 Εισαγωγή

Στον σύγχρονο κόσμο, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της καθημερινής μας ζωής. Από την επεξεργασία κειμένου και τη διαχείριση δεδομένων, έως την ψυχαγωγία και την επικοινωνία, οι δυνατότητες που μας προσφέρουν είναι ατελείωτες. Για να κατανοήσουμε πλήρως τις δυνατότητες και τη λειτουργία ενός υπολογιστή, είναι απαραίτητο να εξετάσουμε το υλικό του, γνωστό και ως hardware.
Ως υλικό του υπολογιστή εννοούμε όλα τα φυσικά εξαρτήματα και τις συσκευές, που τον αποτελούν.
Αυτά τα εξαρτήματα περιλαμβάνουν τον κεντρικό επεξεργαστή (CPU), τη μνήμη (RAM), τις μονάδες αποθήκευσης (σκληρούς δίσκους, SSD), την κάρτα γραφικών (GPU), τη μητρική πλακέτα (motherboard), καθώς και διάφορες περιφερειακές συσκευές, όπως το πληκτρολόγιο, το ποντίκι και η οθόνη.
Η κατανόηση των διαφορετικών στοιχείων του υλικού και του τρόπου με τον οποίο συνεργάζονται είναι ουσιαστική για την εκτίμηση των δυνατοτήτων και των επιδόσεων ενός υπολογιστή.

Σε αυτό το κεφάλαιο θα εξετάσουμε λεπτομερώς τα βασικά εξαρτήματα του υλικού, τη λειτουργία τους, και το πώς αυτά αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους για να δημιουργήσουν ένα πλήρες και λειτουργικό σύστημα. Επίσης, θα αναφερθούμε στις σύγχρονες τάσεις και εξελίξεις στον τομέα του υλικού, οι οποίες συνεχώς βελτιώνουν την απόδοση των υπολογιστικών συστημάτων.
Με τη βαθύτερη κατανόηση του υλικού του υπολογιστή, θα είμαστε σε θέση να επιλέγουμε τα κατάλληλα εξαρτήματα για τις ανάγκες μας, να επιλύουμε τεχνικά προβλήματα και να αξιοποιούμε στο έπακρο τις δυνατότητες που μας προσφέρει η τεχνολογία.

Υπολογιστικο συστημα με τις συνηθέστερες περιφερειακές συσκευές

2.2 Το Υλικό Μέρος του Υπολογιστή

Ο υπολογιστής, όπως μπορείτε να παρατηρήσετε στο εργαστήριο του σχολείου σας, περιλαμβάνει διάφορα ξεχωριστά τμήματα που συνδέονται και συνεργάζονται μεταξύ τους, ώστε να λειτουργούν ως σύνολο. Τα τμήματα αυτά μπορεί να είναι μηχανικά ή ηλεκτρονικά εξαρτήματα ή ακόμη και ολόκληρες συσκευές (δες την εικόνα).

Κάθε τμήμα συνεργάζεται με τα άλλα, ή ακόμη με κάποια από αυτά, ώστε να εκτελούνται όλες οι απαραίτητες λειτουργίες με ακρίβεια και ταχύτητα. Όλα τα τμήματα μαζί αποτελούν το Υλικό Μέρος ενός υπολογιστή ή, για την ακρίβεια, αποτελούν το υλικό ενός υπολογιστικού συστήματος.

Υλικό Μέρος (Hardware) του υπολογιστή είναι τα μηχανικά και τα ηλεκτρονικά του μέρη, ό,τι δηλαδή μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε.

[Δ1] Δραστηριότητα: Εξερεύνησε τον ΗΥ και τις εξωτερικές συσκευές του, με την βοήθεια της παρουσίασης (κανε κλικ) 

και στην συνέχεια συμπλήρωσε το Σταυρόλεξο Συσκευών Εισόδου ή Εξόδου

2.3 Οι περιφερειακές μονάδες ή περιφερειακές συσκευές

Όπως θα έχεις καταλάβει λοιπόν στο Υλικό μέρος του υπολογιστή υπάρχουν

• Οι μονάδες Εισόδου
• Οι μονάδες Εξόδου
• Οι μονάδες Εισόδου/Εξόδου

2.3.1 Μονάδες εισόδου

Για την εισαγωγή των δεδομένων χρησιμοποιούμε διάφορες συσκευές, που ονομάζονται συσκευές εισόδου.
Παραδείγματα: το πληκτρολόγιο, το ποντίκι και το μικρόφωνο.

2.3.2 Μονάδες εξόδου

Για να έχει νόημα η επεξεργασία των δεδομένων, πρέπει να μπορούμε να πάρουμε τα αποτελέσματά της από τον υπολογιστή. Οι συσκευές στις οποίες αποτυπώνονται τα αποτελέσματα της επεξεργασίας ονομάζονται συσκευές εξόδου. 
παραδείγματα: η οθόνη, ο εκτυπωτής και τα ηχεία/ακουστικά .

2.3.3 Μονάδες εισόδου - εξόδου

Όταν μία συσκευή μπορεί να στέλνει και να δέχεται δεδομένα από τον υπολογιστή, τότε χαρακτηρίζεται συσκευή εισόδου και εξόδου.
Ένα παράδειγμα: είναι η οθόνη αφής.
Οθόνες αφής μπορούμε να συναντήσουμε σε συσκευές αναζήτησης πληροφοριών στα αεροδρόμια ή σε κάποια μηχανήματα αυτόματης συναλλαγής που χρησιμοποιούνται στις Τράπεζες (ΑΤΜ - Αυτόματη Ταμειολογιστική Μηχανή) (Automatic Teller Machine).

Οι συσκευές εισόδου και οι συσκευές εξόδου μας δίνουν τη δυνατότητα να επικοινωνούμε με τον υπολογιστή. Συνδέονται με την Κεντρική Μονάδα του υπολογιστή, είτε με καλώδιο (ενσύρματα) είτε χωρίς καλώδιο (ασύρματα).

[Δ2] Δραστηριότητα: Στην παρακάτω εικόνα είμαι σίγουρος οτι μπορείς να συμπληρώσεις τα πλαίσια για τις συσκευές που λείπουν.

*Σε περίπτωση που δυσκολεύεσαι συμβουλεύσου το ηλεκτρονικό βιβλίο σου (κανε κλικ εδω)

!!!Όμως, αυτό που θέλω, είναι να ασχοληθείς με τις συσκευές UPS και modem. Μπορείς να ψάξεις στο διαδίκτυο και να βρεις τις σημαίνει το UPS και τι το modem;

Θα σε βοηθήσει η Wikipedia: 

Δες για το UPS

Δες για το modem

!!Για βοήθεια: ΔΕΣ ΕΔΩ (βρες την φράση Για όσους μαθητές έλειπαν) 

[Δ3] Δραστηριότητα: Διαχώρισε τις συσκευές που θα βρεις στην μικροεφαρμογή (κανε κλικ) σε Συσκευές Εισόδου και Εξόδου

2.4 Η μνήμη του υπολογιστή και τα αποθηκευτικά μέσα

Μνήμη του ΗΥ και Αποθηκευτικά μέσα

Η μνήμη ενός υπολογιστή αποτελείται από την

α) Κυρία Μνήμη (γνωστή ως RΑΜ) και

β) τα αποθηκευτικά μέσα*, όπως Σκληροί δίσκοι, DVD-ROM, usb flash sticks

*τα αποθηκευτικά μέσα πολλές φορές τα αποκαλούμε ως Δευτερεύουσα μνήμη για να τα ξεχωρίζουμε απο την κύρια μνήμη

Τα δεδομένα και οι κατάλληλες για την επεξεργασία τους εντολές αποθηκεύονται προσωρινά στη μνήμη RΑΜ (Random Access Memory - Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης) του υπολογιστή.

Στη συνέχεια γίνεται η επεξεργασία τους από την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας** (ΚΜΕ).

**πολλές φορές η ΚΜΕ αποκαλείται και Επεξεργαστής

Η παραγόμενη Πληροφορία αποθηκεύεται προσωρινά στη μνήμη RΑΜ. Μόλις, όμως, ο υπολογιστής σταματήσει να τροφοδοτείται με ηλεκτρικό ρεύμα όλη η πληροφορία που βρίσκεται στη μνήμη RΑΜ χάνεται. Για να μη χάσουμε τις παραγόμενες πληροφορίες, τις αποθηκεύουμε σε ειδικές συσκευές, οι οποίες λέγονται: «αποθηκευτικά μέσα»

Στα αποθηκευτικά μέσα οι πληροφορίες διατηρούνται μόνιμα και μπορούμε να έχουμε πρόσβαση σε αυτά, όποια στιγμή θέλουμε.

Απο τα αποθηκευτικά μέσα μπορούμε να αναζητήσουμε και να βρούμε την αποθηκευμένη πληροφορία που θέλουμε, όπως η μουσική που ακούμε, οι ταινίες/video που βλέπουμε, τα κείμενα των εργασιών μας, οι φωτογραφίες μας κτλ

Η διαδικασία της αναζήτησης και ανεύρεσης της αποθηκευμένης πληροφορίας ονομάζεται ανάκτηση πληροφοριών.

Τέλος, εκτός από πληροφορίες και δεδομένα στα αποθηκευτικά μέσα αποθηκεύουμε και τις κατάλληλες εντολές για τις περισσότερες λειτουργίες του υπολογιστή.

ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΤΙΚΩΝ ΜΕΣΩΝ

[Δ5] Δραστηριότητα:

Με την βοήθεια της Παρουσίασης (κάνε κλικ) διαβάστε για τα μέσα αποθήκευσης ( αποθηκευτικές συσκευές) 

Ποιά απο αυτά σας είναι γνωστά;

bonus: Μάθετε για το "Αποθηκευτικό σύννεφo" (cloud storage);  

[Δ6] Δραστηριότητα:

Αφού διαβάσατε στο σπίτι την ενότητα 2.4 προσπαθήστε να 

απαντήστε στο παρακάτω ερωτηματολόγιο (Quiz για την Κύρια και την Δευτερεύουσα μνήμη) για την κύρια μνήμη και τα αποθηκευτικά μέσα (δευτερευουσα μνήμη)

Συνοψίζοντας...

2.5 ΕΙΔΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Υπάρχουν διάφορα είδη υπολογιστών και διακρίνονται ανάλογα με το μέγεθος και τις δυνατότητες τους. Ενδεικτικά αναφέρουμε:

A. τους Υπερυπολογιστές (Super-Computers), τους οποίους χρησιμοποιούν τα ερευνητικά κέντρα, τα πανεπιστήμια, μεγάλα εργαστήρια (π.χ CERN) για την επίλυση εξαιρετικά δύσκολων και πολύπλοκων προβλημάτων όπως, πολύ απαιτητικές προσομοιώσεις (π.χ. της συμπεριφοράς των αστεριών ενός γαλαξία ή της ατμόσφαιρας σε πλανητική κλίμακα), για την κλιματική έρευνα, κβαντική φυσική κ.α.

Οι υπερυπολογιστές αποτελούνται συνήθως από συστοιχίες πολλών επεξεργαστών οι οποίοι δουλεύουν παράλληλα και μπορούν να εκτελούν παραπολλές πράξεις το δευτερόλεπτο. για π.χ ο υπευπολογιστής τους Υπουργείου Παιδείας,

Ο Daedalus έχει σχεδιαστεί να φτάνει περίπου 89 Petaflops (PFlops). Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να εκτελεί

**89 εκατομμύρια δισεκατομμύρια πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο — δηλαδή ~89.000.000.000.000.000 πράξεις το δευτερόλεπτο!

(bonus: Συμπληρωματικά διαβάστε αν θελετε να μαθετε περισσότερα για τους υπερυπολογιστές το άρθρο)

B. τα Μεγάλα Συστήματα ή Κεντρικοί Υπολογιστές (Mainframes), τα οποία χρησιμοποιούν τράπεζες, μεγάλοι οργανισμοί, βιομηχανίες, κ.ά. Για τη λειτουργία τους χρειάζονται ειδικές εγκαταστάσεις σε κλιματιζόμενους χώρους όπου επιτρέπεται η είσοδος μόνο σε ομάδα ειδικών.

Σε σχέση με τους υπερυπολογιστές έχουν μικρότερο αριθμό επεξεργαστών, είναι μικρότερα συστήματα σε μέγεθος και υπολογιστική ισχύ, αλλά αρκετά πιο ισχυρά από τους προσωπικούς υπολογιστές

Γ. τους Προσωπικούς Υπολογιστές (Ρersonal Computer- PC), που αποτελούν την πιο συνηθισμένη κατηγορία υπολογιστών και τα χρησιμοποιούμε καθημερινά (σχολείο, εργασία, επιχειρήσεις, σπίτι)

και ίσως να τα έχετε ακούσει και ως: υπολογιστές γραφείου ή επιτραπέζιοι υπολογιστές (desktop)

Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν, εκτός από τους υπολογιστές γραφείου (desktop), και οι φορητοί υπολογιστές (laptop, notebook, netbook, tablet, pda). Οι σύγχρονοι προσωπικοί υπολογιστές έχουν σήμερα την τάση να μικραίνουν σε μέγεθος, αλλά να αυξάνεται η επεξεργαστική τους ισχύς και απόδοση.

και τέλος

Δ. τους Υπολογιστές ειδικού σκοπού. 

Σήμερα οι περισσότερες συσκευές (οικιακές ή μη) ενσωματώνουν υπολογιστές που εξυπηρετούν λειτουργίες ειδικού σκοπού. Τέτοιες συσκευές είναι τα έξυπνα τηλέφωνα, οι παιχνιδομηχανές κ.ά. Η επεξεργαστική τους ισχύς είναι μικρότερη αυτών των προσωπικών υπολογιστών, διαθέτουν περιορισμένους πόρους (π.χ. μνήμη RAM), ειδικά λειτουργικά συστήματα και συγκεκριμένες εφαρμογές.