5.1 Οι έννοιες «Πρόγραμμα» και «Λογισμικό»

Πρόγραμμα

Για να μπορεί το Υλικό Μέρος του υπολογιστή να εκτελεί και την πιο απλή επεξεργασία δεδομένων, χρειάζεται ένα σύνολο εντολών.
Οι Εντολές αυτές καθοδηγούν βήμα προς βήμα τον υπολογιστή και συντονίζουν τα διάφορα εξαρτήματα του, ώστε να πραγματοποιηθεί η εργασία που θέλουμε. 
Το σύνολο αυτών των εντολών που κατευθύνουν με κάθε λεπτομέρεια τον υπολογιστή, για να εκτελεί μία συγκεκριμένη εργασία, ονομάζεται πρόγραμμα. (δες την διπλανή εικόνα) Η δυνατότητα του υπολογιστή να εκτελεί τις εντολές των προγραμμάτων και να υποστηρίζει διαφορετικές εργασίες βοήθησε στη μεγάλη διάδοση του και στην χρήση του στις περισσότερες δραστηριότητες των ανθρώπων.

Μπορούμε να φτιάχνουμε προγράμματα στον υπολογιστή, για να κάνουμε υπολογισμούς, να πραγματοποιούμε εμπορικές συναλλαγές, να ελέγχουμε την εναέρια κυκλοφορία σε ένα αεροδρόμιο, να στέλνουμε ανθρώπους στο διάστημα, να παίζουμε παιχνίδια, να ακούμε μουσική ή να βλέπουμε ταινίες.

Ένα πρόγραμμα συντάσσεται (γράφεται) σε συγκεκριμένη γλώσσα που είναι γνωστή ως γλώσσα προγραμματισμού. Υπάρχουν πάρα πολλές γλώσσες προγραμματισμού που χρησιμοποιούνται για την συγγραφή προγραμμάτων. Οι άνθρωποι που χρησιμοποιούν τις γλώσσες αυτές για να αναπτύξουν ένα λογισμικό ονομάζονται προγραμματιστές.

Μπορείτε και εσείς να γίνεται προγραμματιστές αρκεί να γνωρίζετε την χρήση μιας ή περισσότερων γλωσσών προγραμματισμού.

Λογισμικό

Οι Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές έχουν την δυνατότητα να εκτελούν διάφορες εργασίες.
Έτσι λοιπόν, ανάλογα με την εργασία που θέλουμε να κάνουμε με τον υπολογιστή, πρέπει να επιλέξουμε και το κατάλληλο πρόγραμμα. Αν διερευνήσουμε στον υπολογιστή του εργαστηρίου μας, θα βρούμε ένα πλήθος προγραμμάτων που μας βοηθούν να γράφουμε κείμενα, να ζωγραφίζουμε, να επεξεργαζόμαστε εικόνες, να ακούμε μουσική, να κάνουμε υπολογισμούς, να επικοινωνούμε με άλλους υπολογιστές και πολλά άλλα. Το σύνολο των προγραμμάτων που χρησιμοποιούνται από τους υπολογιστές ονομάζεται Λογισμικό (Software).

Υλικό και Λογισμικό

Κάθε υπολογιστής αποτελείται από δυο μέρη που συνεργάζονται μεταξύ τους: το Υλικό (Hardware) και το Λογισμικό (Software). (δες παρακάτω εικόνα) Σε αντίθεση με το Υλικό του υπολογιστή, τα προγράμματα δεν μπορούμε να τα αγγίξουμε, είναι άυλα, όπως δεν μπορούμε να αγγίξουμε και τις νότες που δίνουμε σε ένα μουσικό, για να παίξει ένα μουσικό θέμα.

Με απλά λόγια:

Το Λογισμικό είναι εκείνο που "λέει" στο Υλικό πώς να λειτουργήσει και τι να κάνει.

Πώς δημιουργείται το Λογισμικό και ποιος το φτιάχνει;

Για να κατασκευάσουμε ένα Λογισμικό πρέπει να γράψουμε το πρόγραμμα του, δηλαδή ένα σύνολο εντολών. Οι εντολές αυτές δεν είναι τυχαίες και ανήκουν σε κάποια γλώσσα προγραμματισμού. Για να δημιουργήσει κανείς ένα πρόγραμμα για έναν υπολογιστή, πρέπει να γνωρίζει κάποια γλώσσα προγραμματισμού και τους κανόνες χρήσης της. Οι γλώσσες προγραμματισμού μοιάζουν με τις γλώσσες που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι, για να επικοινωνούν μεταξύ τους. Είναι όμως με τέτοιο τρόπο φτιαγμένες, ώστε να τις καταλαβαίνουν και οι άνθρωποι και οι υπολογιστές.

Εκείνος που γνωρίζει την χρήση μιας γλώσσας προγραμματισμού και μπορεί να κατασκευάζει προγράμματα ονομάζεται προγραμματιστής.

Όταν λοιπόν ένας προγραμματιστής γράψει το πρόγραμμα για ένα Λογισμικό στην συνέχεια για να γίνει η χρήση του λογισμικού ακολουθούμε την διαδικασία της εγκατάστασης η οποία περιλαμβάνει και την αποθήκευση του λογισμικού στον σκληρό δίσκο του υπολογιστή. 

Η διαδικασία της εγκατάστασης ίσως σας είναι γνωστή και απο τις διάφορες εφαρμογές που χρησιμοποιούν τα έξυπνα κινητά και οι ταμπλέτες

[Δ1]- Δραστηριότητα 1: Γίνε προγραμματιστής παίζοντας

Με την βοήθεια του studio.code.org προσπάθησε να προγραμματίσεις το angry bird ώστε να κάνει διάφορες ενέργειες.

Κάθε φορά που θα καταφέρνεις να προγραμματίσεις σωστά το agry bird στο παράθυρο που εμφανίζεται πάτησε στο Προβολή Κώδικα για να σου εμφανίσει τις εντολές του προγράμματος που κατασκεύασες.

Είμαι σίγουρος οτι μπορείς να γράψεις τα  5 πρώτα προγράμματα

Εγκατάσταση Λογισμικού και εκτέλεση του

Όταν λοιπόν ένας προγραμματιστής γράψει το πρόγραμμα για ένα Λογισμικό στην συνέχεια για να γίνει η χρήση του λογισμικού ακολουθούμε την διαδικασία της εγκατάστασης η οποία περιλαμβάνει και την αποθήκευση του λογισμικού στον σκληρό δίσκο του υπολογιστή. 

Η διαδικασία της Εγκατάστασης ενός Λογισμικού προηγείται της εκτέλεσης του.

Δηλαδή για να χρησιμοποιήσουμε ένα λογισμικό θα πρέπει πρώτα να έχει εγκατασταθεί.

!!! ίσως η διαδικασία της εγκατάστασης σας είναι γνωστή και απο τις διάφορες εφαρμογές που χρησιμοποιούν τα έξυπνα κινητά και οι ταμπλέτες.

Εκτέλεση Προγράμματος

Όταν αναφερόμαστε στην εκτέλεση ενός προγράμματος εννοούμε την χρήση ενός λογισμικού απο τους χρήστες. Χρήστες μπορεί να είμαστε εμείς.

Η εκτέλεση ενός προγράμματος περιλαμβάνει:
(α) την μεταφορά του προγράμματος απο τον σκληρό δίσκο στην κύρια μνήμη
(β) την αποστολή των εντολών του προγράμματος από την κύρια μνήμη στην ΚΜΕ (επεξεργαστής) και

(γ) την εκτέλεση των εντολών απο τον επεξεργαστή με αποτέλεσμα την παραγωγή της επιθυμητής πληροφορίας.

Ένα απλό παράδειγμα εκτέλεσης λογισμικού είναι η χρήση της Αριθμομηχανής

(α) το πρόγραμμα της Αριθμομηχανής μεταφέρεται στην κύρια μνήμη και έτσι βλέπετε το κομπιουτεράκι

(β) με την πρόσθεση δύο αριθμών αποστέλλεται η εντολή της πρόσθεσης στον επεξεργαστή

(γ) με το πάτημα του πλήκτρου = o επεξεργαστής εκτελεί την πράξη και εμφανίζει το αποτέλεσμα που είναι η επιθυμητή πληροφορία

Μπορείτε να το δοκιμάστε και μόνοι σας

[Δ2]- Δραστηριότητα 2: Εκτέλεση προγράμματος από τον υπολογιστή

Δείτε με την βοήθεια της Παρουσίασης (κανε κλικ) πώς εκτελείται ένα πρόγραμμα απο τον ΗΥ

Ενημέρωση Προγράμματος

Η δημιουργία ενός προγράμματος δεν επιτυγχάνεται με την πρώτη προσπάθεια. Οι προγραμματιστές αλλάζουν και διορθώνουν τα προγράμματα κάνοντας τα, συνεχώς καλύτερα. Κάθε φορά που γίνεται αυτό δημιουργείται μια νεότερη έκδοση του προγράμματος. Οι χρήστες για να χρησιμοποιήσουν την νέα έκδοση του προγράμματος θα πρέπει να προχωρήσουν στην διαδικασία αναβάθμισης. 

Αναβάθμιση προγράμματος (upgrade) vs Ενημέρωση προγράμματος (update)

Πολλές φορές οι χρήστες μπερδεύουν την αναβάθμιση με την ενημέρωση ενός προγράμματος. Είναι δυο ορολογίες κοντινές αλλά διαφέρουν.

---------------------------

Οι διαφορές μεταξύ αναβάθμισης και ενημέρωσης λογισμικού είναι οι εξής:

1. Αναβάθμιση (Upgrade) Λογισμικού:

   • Η αναβάθμιση ενός λογισμικού συνήθως αναφέρεται σε ένα μεγαλύτερο άλμα στην έκδοση του λογισμικού.
   • Συνήθως περιλαμβάνει σημαντικές αλλαγές στις λειτουργίες, τον σχεδιασμό ή τις δυνατότητες του λογισμικού.
   • Οι αναβαθμίσεις μπορεί να προσφέρουν νέα χαρακτηριστικά, βελτιώσεις της ασφάλειας, ή βελτιώσεις της απόδοσης.

2. Ενημέρωση (Update) Λογισμικού:

   • Η ενημέρωση ενός λογισμικού είναι συνήθως μια μικρότερη αλλαγή που επικεντρώνεται στη διόρθωση σφαλμάτων, στην ασφάλεια ή σε άλλες μικρές βελτιώσεις.
   • Οι ενημερώσεις συχνά διορθώνουν γνωστά προβλήματα ή ευπάθειες στο λογισμικό, βελτιώνουν τη σταθερότητα και την απόδοση, ή προσθέτουν μικρές λειτουργίες.

Γενικά, η αναβάθμιση λογισμικού είναι μια μεγαλύτερη και πιο σημαντική αλλαγή που μπορεί να επιφέρει σημαντικές αλλαγές στη λειτουργία ή τις δυνατότητες του προγράμματος, ενώ η ενημέρωση είναι μια πιο μικρή αλλαγή που στοχεύει στη διόρθωση ή βελτίωση λεπτομερειών ή προβλημάτων που προκύπτουν στην τρέχουσα έκδοση του λογισμικού.

---------------------------

5.2 Είδη/Κατηγορίες Λογισμικού

Το Λογισμικό που βρίσκουμε σε έναν υπολογιστή μπορούμε να το χωρίσουμε σε δυο μεγάλες κατηγορίες: Στο Λογισμικό Εφαρμογών και στο Λογισμικό Συστήματος.

Λογισμικό Εφαρμογών: Στην κατηγορία του Λογισμικού Εφαρμογών περιλαμβάνεται μια μεγάλη ποικιλία διαφορετικών προγραμμάτων, κατασκευασμένων με τέτοιο τρόπο, ώστε να εκτελούν συγκεκριμένες εργασίες συμφωνά με τις απαιτήσεις και τις ανάγκες μας. Ανάλογα με τη δραστηριότητα που αναπτύσσουμε επιλέγουμε και το αντίστοιχο πρόγραμμα. Μερικά παραδείγματα Λογισμικού Εφαρμογών είναι:

• Τα προγράμματα ζωγραφικής και δημιουργίας σχεδίων
• Τα προγράμματα επεξεργασίας φωτογραφίας, εικόνων, ήχου και video
• Τα προγράμματα Επεξεργασίας Κειμένου
• Τα προγράμματα παρουσίασης
• Τα εκπαιδευτικά προγράμματα και οι ηλεκτρονικές εγκυκλοπαίδειες
• Τα προγράμματα διαχείρισης προσωπικών πληροφοριών, όπως: ημερολόγιο, τηλεφωνικοί κατάλογοι, λίστα υπενθύμισης εργασιών.
• Τα παιχνίδια.
• Τα προγράμματα περιήγησης στο διαδίκτυο

Λογισμικό Συστήματος: Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται όλα τα προγράμματα που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της λειτουργίας του υπολογιστή και τη δημιουργία και εκτέλεση των προγραμμάτων εφαρμογών.
Το βασικότερο Λογισμικό της κατηγορίας αυτής είναι το Λειτουργικό Σύστημα (Operating System). Υπάρχουν όμως και κάποια αλλά πιο ειδικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται στον έλεγχο και την εξασφάλιση της σωστής της λειτουργίας του ΗΥ.

[Δ3]-Δραστηριότητα 3

Προσπαθήστε να κατηγοριοποιήσετε τα διάφορα λογισμικά στην μικροεφαρμογή (καντε κλικ)

5.3 Λειτουργικό Σύστημα

Ως λειτουργικό σύστημα (ΛΣ) χαρακτηρίζεται ένα σύνολο προγραμμάτων, τα οποία ελέγχουν τη λειτουργία του υπολογιστή. Χρησιμοποιείται ως υπόβαθρο για την εκτέλεση όλων των υπόλοιπων προγραμμάτων (Λογισμικό Εφαρμογών), τη διαχείριση των περιφερειακών συσκευών και την εξασφάλιση της επικοινωνίας μεταξύ χρήστη και υπολογιστή.

Ουσιαστικά το ΛΣ είναι το πρόγραμμα που συνδέει το Υλικό μέρος με τα προγράμματα/ Εφαρμογές που χρησιμοποιούμε σαν χρήστες. Χάρη σε αυτό χρησιμοποιούμε το πληκτρολόγιο, το ποντίκι και τις άλλες περιφερειακές συσκευές εισόδου και μπορούμε να βλέπουμε το αποτέλεσμα των ενεργειών μας στην οθόνη του υπολογιστή – ή στις άλλες περιφερειακές μονάδες εξόδου – και να αποθηκεύουμε τη δουλειά μας. Το ΛΣ συντονίζει κατάλληλα τη λειτουργία των διάφορων εξαρτημάτων του υπολογιστή, ώστε να επικοινωνούν αρμονικά μεταξύ τους και να εξυπηρετούν την εκτέλεση του λογισμικού εφαρμογών.

Οι αποστολές του Λειτουργικού Συστήματος είναι να:

• Ελέγχει και να συντονίζει τις διάφορες λειτουργίες του Υπολογιστή
• Διαχειρίζεται το Υλικό του Υπολογιστή (π.χ. τη μνήμη)
• Ενεργοποιεί διάφορα προγράμματα (π.χ. τους μεταφραστές)
• Δημιουργεί ένα φιλικό περιβάλλον επικοινωνίας ανάμεσα στο χρήστη και τον Η/Υ μέσω του οποίου ο χρήστης μπορεί:

           να αλληλοεπιδράσει με τον υπολογιστή
           να ελέγξει τα προγράμματα
           να οργανώσει και να αποθηκεύσει τα αρχεία του

Τα πιο γνωστά ΛΣ

Υπάρχουν πολλά και διαφορετικά Λειτουργικά Συστήματα. Μερικά από τα πιο διαδεδομένα είναι τα: MS-Windows, Linux, MacOS, Ubuntu, ChromeOS, android κ.ά.
Πρέπει να θυμόμαστε ότι ένα ΛΣ δεν είναι κατάλληλο για όλα τα είδη των υπολογιστών. Αντίστοιχα, ένα πρόγραμμα κατασκευάζεται, για να λειτουργήσει σε συγκεκριμένο ΛΣ. Για το λόγο αυτό μερικοί κατασκευαστές προγραμμάτων δημιουργούν, για παράδειγμα, διαφορετική έκδοση ενός προγράμματος για τα Windows, διαφορετική για το MacOS και διαφορετική για το Linux.

BONUS: δειτε στην Λιστα πόσα πολλά Λειτουργικά συστήματα υπάρχουν

[Δ4]-Δραστηριότητα 4

Συμπληρώστε το Σταυρόλεξο με τις έννοιες για το λογισμικό

ΣΤΑΥΡΟΛΕΞΟ

[Δ5]-Δραστηριότητα 5

Προσπαθήστε να κατασκευάσετε τον Εννοιολογικό Χάρτη (κάνε κλικ) του Υπολογιστικού Συστήματος.

Η κεντρική έννοια (κομβος) είναι ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής.

Μάθαμε οτι ο ΗΥ είναι Λογισμικό και Υλικό.

Στο υλικό ανήκουν το πληκτρολόγιο, το ποντίκι, η οθόνη, ο εκτυπωτής.

Στο λογισμικό ανήκει το λογισμικό συστήματος και το λογισμικό εφαρμογών.

Λογισμικό συστήματος είναι τα windows, το Ubuntu, το MacOs. Μήπως γνωρίζεις και κάποιο άλλο;

Στο λογισμικό εφαρμογών ανήκει το word, η ζωγραφική, τα παιχνίδια. Γνωρίζεις και κάποια αλλά;

5.4 Περιγραφή του υπολογιστή ως υπολογιστικό σύστημα

Ας συνοψίσουμε...

Πολλές φορές στα βιβλία για υπολογιστές ο υπολογιστής αναφέρεται και ως «Σύστημα Ηλεκτρονικού Υπολογιστή». Τι εννοούμε, όμως, με τον όρο αυτό; Ποια χαρακτηριστικά έχει ο υπολογιστής, για να χαρακτηρίζεται ως σύστημα; Ποια άλλα συστήματα γνωρίζετε; Ποια είναι τα χαρακτηριστικά τους;

Ο υπολογιστής είναι μια συνθέτη μηχανή, που αποτελείται από το Υλικό και το Λογισμικό. Τα πολυάριθμα εξαρτήματα του Υλικού συνδέονται κατάλληλα μεταξύ τους και συνεργάζονται συμφωνά με τις εντολές των πολλών προγραμμάτων του λογισμικού.

Όλα τα μέρη του υπολογιστή είναι έτσι οργανωμένα, ώστε να λειτουργούν αρμονικά μεταξύ τους και να παράγουν τα επιθυμητά αποτελέσματα. Κάθε στοιχείο έχει μία συγκεκριμένη επιμέρους λειτουργία, όπως: α) το πληκτρολόγιο που χρησιμεύει, για να εισάγουμε δεδομένα, β) ο εκτυπωτής, για να τυπώνουμε πληροφορίες, γ) το Λειτουργικό Σύστημα, για να συντονίζει τη λειτουργία του υπολογιστή. Όλα, όμως, τα στοιχεία λειτουργούν μαζί ως σύνολο και έχουν ως κοινό σκοπό να επεξεργάζονται τα δεδομένα που δέχεται ο υπολογιστής, ώστε να μας παρέχουν τα αντίστοιχα αποτελέσματα.
Πρέπει να τονίσουμε ότι τα στοιχεία του υπολογιστή δεν μπορούν να λειτουργήσουν αυτόνομα.

Για να μπορεί ο υπολογιστής να εκτελεί υπολογισμούς, πρέπει να τροφοδοτείται με δεδομένα και εντολές που του δίνουμε εμείς. Ανάλογα με αυτά τα δεδομένα και τις εντολές παράγει αποτελέσματα, τα οποία μας παρέχει με τη βοήθεια των συσκευών εξόδου. Αν όμως τον τροφοδοτήσουμε με λανθασμένα δεδομένα, θα παραγάγει λανθασμένα αποτελέσματα. Όμοια, πρέπει να είμαστε πολύ προσεκτικοί για το ποιες είναι οι κατάλληλες οδηγίες που θα του δώσουμε, για να επεξεργαστεί τα δεδομένα, ώστε να μας δώσει τα αποτελέσματα που επιθυμούμε.

ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

Αξιολόγησε τι θυμάσαι απο την ενότητα απαντώντας στις Ερωτήσεις Αυτοαξιολόγησης για το Κεφάλαιο 5