4.1 Οι έννοιες «Υλικό» και «Λογισμικό»

Ο υπολογιστής αποτελείται από ΥΛΙΚΟ μέρος (hardware) και ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ (software).

Το λογισμικό (software) είναι ένα σύνολο προγραμμάτων που χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία των υπολογιστών και την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών.

Σε αντίθεση με το υλικό (hardware), το οποίο αναφέρεται στα φυσικά εξαρτήματα του υπολογιστή, το λογισμικό είναι άυλο και λειτουργεί ως ενδιάμεσος για να επιτρέπει στο υλικό να εκτελεί επιθυμητές λειτουργίες.

Το λογισμικό με τη σειρά του χωρίζεται σε δύο κατηγορίες:

Α) στο λογισμικό συστήματος και

Β) στο λογισμικό εφαρμογών.

Το λογισμικό συστήματος αποτελεί το βασικό συστατικό για τη γενικότερη λειτουργία του υπολογιστή και είναι αυτό που είναι συνήθως γνωστό ώς: Λειτουργικο σύστημα

4.2 Υλικό και Λογισμικό: δύο κομμάτια αλληλένδετα

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, το Λογισμικό (σημείωση: πολλές φορές τα λέμε και προγράμματα) δεν μπορούμε να το αγγίξουμε, είναι άυλο, 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.

Χωρίς το λογισμικό ο υπολογιστής είναι ένα μηχάνημα χωρίς καμία δυνατότητα ακόμη και αν τον έχουμε συνδεδεμένο στο ρεύμα.

4.3 Κατηγορίες Λογισμικού

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

4.3.1 Λογισμικό εφαρμογών

Οι Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές έχουν την δυνατότητα να εκτελούν διάφορες εργασίες ώστε να μπορούμε να δημιουργούμε, να επικοινωνούμε και να ψυχαγωγούμαστε.
Έτσι λοιπόν, ανάλογα με την εργασία που θέλουμε να κάνουμε με τον υπολογιστή, πρέπει να επιλέξουμε και το κατάλληλο λογισμικό. Αν διερευνήσουμε στον υπολογιστή του εργαστηρίου μας, θα βρούμε ένα πλήθος προγραμμάτων που μας βοηθούν να γράφουμε κείμενα (κειμενογράφος), να ζωγραφίζουμε,(ζωγραφική), να επεξεργαζόμαστε εικόνες (επεξεργαστής εικόνας), να ακούμε μουσική (music player), να κάνουμε υπολογισμούς (αριθμομηχανή), να επικοινωνούμε με άλλους υπολογιστές και πολλά άλλα. Το σύνολο των προγραμμάτων που χρησιμοποιούνται από τους χρήστες των υπολογιστών ονομάζεται Λογισμικό Εφαρμογών.

Παράδειγμα λογισμικού εφαρμογών είναι:

 Επεξεργαστές κειμένου (Microsoft Word, LibreOffice Writer, Google Docs) που χρησιμοποιούνται για τη σύνταξη και την επεξεργασία εγγράφων.

 Λογισμικό υπολογιστικών φύλλων (Microsoft Excel, Libre Office Calc, Google Sheets).

 Προγράμματα περιήγησης ιστού (Brave, Mozilla Firefox, Google Chrome, Microsoft Edge, Opera) για την πρόσβαση και περιήγηση στον Παγκόσμιο Ιστό.

 Παιχνίδια υπολογιστών για διασκέδαση και ψυχαγωγία.

 Περιβάλλοντα προγραμματισμού (Scratch, EduBlocks, Thonny, Python IDE, Visual Studio Code, Android Studio, Roblox Studio) με τα οποία μπορούμε να αναπτύξουμε εφαρμογές για τον υπολογιστή μας ή το κινητό μας.

4.3.2 Λογισμικό συστήματος

Το λογισμικό συστήματος είναι το σύνολο των προγραμμάτων που έχουν σχεδιαστεί για να κάνουν το υλικό του υπολογιστή να λειτουργεί.

Κύρια εργασία είναι η διαχείριση των πόρων του συστήματος, όπως η μνήμη, οι επεξεργαστές και οι συσκευές του. Γενικά, θα μπορούσαμε να πούμε ότι το λογισμικό συστήματος είναι υπερσύνολο του λειτουργικού συστήματος και αποτελεί τη βάση πάνω στην οποία ο χρήστης μπορεί να τρέξει πλήθος εφαρμογών, δηλαδή, επί της ουσίας, να τρέξει αυτό που ονομάζουμε λογισμικό εφαρμογών.

Βασικά στοιχεία του λογισμικού συστήματος είναι τα ακόλουθα:

 Firmware (BIOS)

 Oδηγοί συσκευών (drivers)

 Λειτουργικό Σύστημα (παραθυρικό σύστημα, βοηθητικά προγράμματα, διαγνωστικά εργαλεία)

 Διεπαφή (interface) με τον χρήστη

Το BIOS (Basic Input Output System) παρέχει βασικές εντολές για τη διαχείριση των συσκευών του υλικού σε χαμηλό επίπεδο. Κατά βάση δεν είναι φιλικό προς τον χρήστη. Βρίσκεται στη μνήμη ROM, στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή, έχει προγραμματιστεί από τον κατασκευαστή και παρέχει εντολές για την εκκίνηση (boot) του υπολογιστή.

Σημείωση: Στους νεότερους υπολογιστές το BIOS έχει αντικατασταθεί απο το UEFI Unified Extensible Firmware Interface που ειναι πιο γρηγορο, ευχρηστο και λειτουργικό.

4.3.2.1 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.

Όλες οι συσκευές χρειάζονται κάποιο λειτουργικό σύστημα για να λειτουργήσουν, το οποίο, ωστόσο, διαφέρει από συσκευή σε συσκευή. Για παράδειγμα, άλλο λειτουργικό σύστημα έχει ένας προσωπικός υπολογιστής, άλλο ένας υπερυπολογιστής και άλλο ένα κινητό τηλέφωνο. Ακόμη και οι δρομολογητές του Διαδικτύου και οι έξυπνες (smart) τηλεοράσεις έχουν το δικό τους λειτουργικό σύστημα.

Ένα ΛΣ - λειτουργικο σύστημα έχει 2 βασικά συστατικά

1- τον πυρήνα (kernel) 

2- τον φλοιο (shell)

O πυρήνας (kernel) είναι το πιο σημαντικό μέρος του. Φορτώνεται πρώτος στη μνήμη κατά την εκκίνηση του υπο λογιστή και παραμένει εκεί μέχρι να τερματιστεί η λει τουργία του σ υ σ τ ή μ α τ ο ς . Αποτελεί την «καρδιά» του λειτουργικού συστήματος (Εικόνα 4.1), διαχειρίζεται κυρίως τις λειτουργίες της μνήμης, της χρονοδρομολόγησης στον επεξεργαστή, της επικοινωνίας μεταξύ των διεργασιών (processes), τις κλήσεις του συστήματος και τα περιφερειακά, όπως η οθόνη και το πληκτρολόγιο. Γενικότερα, είναι ο κύριος σύνδεσμος μεταξύ του υλικού του υπολογιστή και των διεργασιών που εκτελούνται σ’ αυτόν.

Ο φλοιός (ή κέλυφος) (shell) ενός λειτουργικού συστήματος είναι το πρόγραμμα που παρέχει τη διεπαφή του χρήστη με το λειτουργικό σύστημα, πώς δηλαδή ένας χρήστης θα μπορέσει να επικοινωνησει με το ΛΣ. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι φλοιών:

- Γραμμή εντολών (Command Line Interface - CLI): Σε αυτή τη μορφή ο χρήστης αλληλεπιδρά με το λειτουργικό σύστημα πληκτρολογώντας εντολές σε μια κονσόλα ή τερματικό, π.χ. το Bash στο Linux και το Command Prompt ή PowerShell στα Windows.  - Γραφικό περιβάλλον (Graphical User Interface - GUI): Σε αυτή τη μορφή ο χρήστης αλληλεπιδρά με το λειτουργικό σύστημα μέσω γραφικών στοιχείων, όπως εικονίδια, παράθυρα και μενού, π.χ. τα Windows και το GNOME ή KDE στο Linux.

Ο φλοιός είναι υπεύθυνος για την εκκίνηση και τη διαχείριση των προγραμμάτων, την πρόσβαση στα αρχεία και την εκτέλεση διαφόρων εντολών και λειτουργιών του συστήματος. Είναι η γέφυρα μεταξύ του χρήστη και του πυρήνα του λειτουργικού συστήματος, επιτρέποντας την αλληλεπίδραση και τη χρήση των δυνατοτήτων του υπολογιστή.

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

4.4 Αρχεία και φάκελοι

Το σύστημα αρχείων και φακέλων σε ένα λειτουργικό σύστημα είναι μια ιεραρχική δομή που επιτρέπει την οργάνωση, αποθήκευση και διαχείριση δεδομένων σε έναν υπολογιστή.

Ακολουθούν τα βασικά χαρακτηριστικά αυτής της δομής:

 Δομή δέντρου: Τα δεδομένα οργανώνονται σε μια δομή δέντρου, όπου ο κορυφαίος κατάλογος ονομάζεται «root» (ρίζα) και συμβολίζεται συνήθως με «/». Κάτω από τη ρίζα, υπάρχουν άλλοι κατάλογοι και υποκατάλογοι που περιέχουν αρχεία.

 Κατάλογοι (Directories): Οι κατάλογοι είναι χώροι που περιέχουν αρχεία και άλλους καταλόγους. Χρησιμοποιούνται για την ομαδοποίηση και την οργάνωση των αρχείων σε μια λογική δομή. Κάθε κατάλογος μπορεί να έχει υποκαταλόγους, δημιουργώντας μια ιεραρχία.

 Αρχεία (Files): Είναι οι βασικές μονάδες αποθήκευσης δεδομένων. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αρχείων, όπως κείμενα, εικόνες, προγράμματα, κ.λπ. Κάθε αρχείο έχει ένα όνομα και μια επέκταση που συνήθως υποδηλώνει τον τύπο του αρχείου.

 Διαχείριση δικαιωμάτων: Τα συστήματα αρχείων διαχειρίζονται δικαιώματα πρόσβασης που καθορίζουν ποιος μπορεί να διαβάσει, να γράψει ή να εκτελέσει ένα αρχείο ή έναν κατάλογο. Αυτό είναι κρίσιμο για την ασφάλεια των δεδομένων.

Παραδείγματα συστημάτων αρχείων:

- NTFS: Χρησιμοποιείται συνήθως σε υπολογιστές Windows.

- FAT32: Ένα παλαιότερο σύστημα αρχείων, που, όμως, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε κάποιες συσκευές.

- ext4: Χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα Linux.

Γιατί είναι σημαντικό το σύστημα αρχείων;
Το σύστημα αρχείων επηρεάζει την ταχύτητα, την ασφάλεια και τη σταθερότητα του αποθηκευτικού χώρου, γι' αυτό είναι καθοριστικό για την ομαλή λειτουργία και απόδοση του υπολογιστή ή της συσκευής. Επιπλέον, καθορίζει την οργάνωση των δεδομένων και μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την εμπειρία του χρήστη.

Δραστηριοτητα 

Μάθετε για τις βασικούς τύπους αρχείων που συνανταμε στου υπολογιστές μεσω της μικροεφαρμογής αλλά και της μικροεφαρμογής