Μάθημα : ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Α' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (TMHMA: A3β)

3.2 Ο προσωπικός υπολογιστής εσωτερικά

Οι υπολογιστές αποτελούνται από πολλά ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Κάθε εξάρτημα έχει ειδικό ρόλο στη λειτουργία του υπολογιστή. Όλα όμως έχουν σχεδιαστεί για να συνεργάζονται, έτσι ώστε ο υπολογιστής να λειτουργεί ως ενιαίο σύνολο (υπολογιστικό σύστημα). Η γνώση, σε ένα πρώτο επίπεδο, της λειτουργίας των μερών του υπολογιστή είναι σημαντική, γιατί έτσι μπορούμε να τον χειριστούμε καλύτερα, αλλά και να κάνουμε πιο ασφαλή και αποδοτική την εργασία μας.

Αν ανοίξουμε την Κεντρική Μονάδα ενός προσωπικού υπολογιστή, μπορούμε να παρατηρήσουμε τα διάφορα εσωτερικά του μέρη (εικόνα 3.1)

[Δ1] Δείτε τα διάφορα μέρη που συνήθως υπάρχουν σε μια Κεντρική Μονάδα υπολογιστή - "κουτί" / "πύργος"

ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ (PSU) Το τροφοδοτικό (PSU) αποτελεί ένα βασικό εξάρτημα του υπολογιστή, παρέχοντας την απα ραίτητη ισχύ σε όλα τα υπόλοιπα μέρη του συστή ματος. Λειτουργεί ως μετασχηματιστής, λαμ βά νοντας την ηλεκτρική ενέργεια από την πρίζα και μετατρέποντάς την στις σωστές τάσεις και ρεύματα για τα διάφορα εξαρτήματα, όπως η μητρική πλακέτα, ο επεξεργαστής, η κάρτα γραφικών, η μνήμη RAM, οι σκληροί δίσκοι και οι ανεμιστήρες. Όλες οι συσκευές στο εσωτερικό του υπολο γιστή συνδέονται στο τροφοδοτικό άμεσα, με κα λώδια, ή έμμεσα, μέσω κάποιας άλλης συσκευής.

Μητρική Πλακέτα (MotherBoard) Είναι συνήθως το πιο μεγάλο εξάρτημα (πλακέτα) στο εσωτερικό του υπολογιστή. Το όνομά της οφείλεται στο ότι τα περισσότερα εξαρτήματα του υπολογιστή είναι τοποθετημένα πάνω της ή συνδέονται σ’ αυτή. Είναι υπεύθυνη για τη διασύνδεση και την επικοινωνία όλων των εξαρτημάτων του συστήματος, εξασφαλίζοντας τη σωστή λειτουργία και απόδοση του υπολογιστή. Σε πολλές σύγχρονες μητρικές πλακέτες ενσωματώνονται διάφορες εσωτερικές κάρτες, όπως η κάρτα ήχου, η κάρτα γραφικών ή η κάρτα δικτύου.

Κύρια στοιχεία της μητρικής πλακέτας

• Υποδοχή CPU (CPU Socket): Η υποδοχή όπου τοποθετείται ο κεντρικός επεξεργαστής.
• Υποδοχές RAM (Memory Slots): Θέσεις για την τοποθέτηση των μονάδων μνήμης RAM.
• Chipset: Το σύνολο ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που διαχειρίζονται τη ροή δεδομένων μεταξύ του επε ξεργαστή, της μνήμης και των περιφερειακών συ σκευών.
• BIOS/UEFI: Το βασικό σύστημα εισόδου/εξόδου ή Unified Extensible Firmware Interface είναι το λογισμικό που εκκινεί τον υπολογιστή και παρέχει βασικές ρυθμίσεις για το σύστημα. 
• Υποδοχές Επέκτασης (Expansion Slots): Υποδοχές όπως PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) για τη σύνδεση καρτών γραφικών, καρτών ήχου, δικτυακών καρτών και άλλων περιφερειακών.
• Τροφοδοσία (Power Connectors): Σύνδεσμοι για την παροχή ρεύματος στη μητρική πλακέτα και τα συνδεδεμένα εξαρτήματα.
• Συνδέσεις Αποθήκευσης: Θύρες όπως SATA (Serial ATA) και M.2 για τη σύνδεση σκληρών δίσκων.
• Θύρες I/O: Θύρες εισόδου/εξόδου για τη σύνδεση περιφερειακών συσκευών, όπως USB, HDMI, Ether net, audio jacks κ.λπ.

[Δ2] Με την βοήθεια της παρακάτω μκροεφαρμογής εντοπίστε τα Κύρια στοιχεία της μητρικής Πλακέτας 

Επεξεργαστής ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ή Κ.Μ.Ε. (Central Processing Unit ή C.P.U.)

Είναι το πιο σημαντικό εξάρτημα, καθώς είναι υπεύθυνο για τις κυριότερες επεξεργασίες που γίνονται στον υπολογιστή. Όλα τα δεδομένα μεταφέρονται από την Κύρια Μνήμη στον επεξεργαστή, ώστε να γίνει η απαραίτητη επεξεργασία τους σύμφωνα με τις εντολές μας. Μετά την επεξεργασία τους τα δεδομένα επιστρέφουν και τοποθετούνται προσωρινά στην Κύρια Μνήμη του υπολογιστή.

Η Κ.Μ.Ε. είναι τοποθετημένη πάνω στη μητρική πλακέτα και, επειδή θερμαίνεται πολύ κατά τη λειτουργία της, χρειάζεται έναν ανεμιστήρα για να την ψύχει. Πολλοί τη χαρακτηρίζουν ως «εγκέφαλο» του υπολογιστή και με βάση αυτή αποτιμώνται, συνήθως, η ταχύτητα και οι δυνατότητες του υπολογιστή που χρησιμοποιούμε.

Καθώς η τεχνολογία συνεχώς εξελίσσεται, η ταχύτητα επεξεργασίας της Κ.Μ.Ε. γίνεται ολοένα και μεγαλύτερη.

[Δ3] Με την βοήθεια της προηγούμενης μικροεφαρμογής εντοπίστε την Κεντρική μονάδα επεξεργασιας (CPU) και την υποδοχή του επεξεργαστή (cpu socket)  

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ του Υπολογιστή

Είναι η μνήμη στην οποία τοποθετούνται δεδομένα και εντολές, πριν σταλούν στον επεξεργαστή, καθώς και αμέσως μετά την επεξεργασία. Είναι απαραίτητη για κάθε υπολογιστή.

Μπορεί να διακριθεί σε

• RAM και
• ROM.

[Δ4] Με την βοήθεια της προηγούμενης μικροεφαρμογής εντοπίστε τις υποδοχές που τοποθετούνται οι μνήμες RAM και το chip όπου βρίσκεται η μνήμη ROM  

3.3 Εσωτερικές κάρτες

Στο εσωτερικό του υπολογιστή εκτός από τον επεξεργαστή, τη μνήμη και τη μητρική πλακέτα, υπάρχει ένα πλήθος από ηλεκτρονικές κάρτες. Μερικές από αυτές είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του υπολογιστή, ενώ άλλες απλώς μας παρέχουν πρόσθετες δυνατότητες. Ας δούμε τις πιο σημαντικές από αυτές:

[Δ5] Με την βοήθεια της παρακάτω εφαρμογής απαντήστε στο ερώτημα:

"Ποιες κάρτες ειναι απαραίτητες για την χρήση ενός ΗΥ ώστε να υπάρχει η πρόσβαση στο διαδίκτυο;"

[Δ6] Με την βοήθεια της παρακάτω μκροεφαρμογής εντοπίστε τις υποδοχές  των εξωτερικών καρτών (SLOTS) πάνω στην μητρική πλακέτα

3.4 Θύρες σύνδεσης

Αν παρατηρήσετε την Κεντρική Μονάδα του υπολογιστή, στο πίσω μέρος θα δείτε κάποια καλώδια να είναι συνδεδεμένα σε υποδοχές. Τα καλώδια αυτά καταλήγουν στην άλλη τους άκρη σε συσκευές, όπως το ποντίκι, το πληκτρολόγιο ή ο εκτυπωτής. Ο υπολογιστής έχει αυτές τις υποδοχές, που ονομάζουμε θύρες (ports), για να συνδέεται με άλλες εξωτερικές συσκευές. Στην πραγματικότητα, οι θύρες βρίσκονται ενσωματωμένες στις εσωτερικές κάρτες. Υπάρχουν διαφορετικές θύρες ανάλογα με τις δυνατότητες που μας προσφέρουν. Μερικές από αυτές είναι οι :

 Θύρα PS/2. Για σύνδεση πληκτρολογίου ή ποντικιού σε παλαιότερες μητρικές πλακέτες. Στις σύγχρονες μητρικές πλακέτες έχουν καταργηθεί.

 Θύρα USB. Οι υποδοχές USB (Universal Serial Bus -Ενιαίος Σειριακός Δίαυλος) χρησιμοποιούνται ευρέως για τη σύνδεση πληθώρας περιφερειακών συσκευών, όπως ποντίκια, πληκτρολόγια, εκτυπωτές, εξωτερικούς σκληρούς δίσκους και μνήμες USB. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι περιλαμβάνουν USB-A, USB-B, USB-C και micro-USB. Υπάρχουν διάφορες εκδόσεις, όπως USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 και USB 3.2, που διαφέρουν στην ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων.

 Θύρα Ethernet (RJ-45). Για σύνδεση του υπολογιστή σε ένα τοπικό δίκτυο (αν υπάρχει η θύρα αυτή στη μητρική πλακέτα, καταλαβαίνουμε ότι η μητρική πλακέτα ενσωματώνει την κάρτα δικτύου). Υποστηρίζουν διάφορα πρότυπα, όπως 10/100/1000 Mbps και πλέον 10 Gbps.

 Θύρα eSATA (external Serial ATA). Για τη σύνδεση συσκευών αποθήκευσης (σκληρός δίσκος, οδηγός οπτικού δίσκου) εξωτερικά, χωρίς να απαιτείται το άνοιγμα του κουτιού της Κ.Μ.Ε. και η διασύνδεση της συσκευής εσωτερικά σε αυτή.

 Θύρες Audio. Περιλαμβάνουν τις εξόδους ακουστικών (line-out), τις εισόδους μικροφώνου (line-in) και τις θύρες συνδυασμένων λειτουργιών.

 Θύρα VGA (Video Graphics Array). Παλαιότερη θύρα βίντεο που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση αναλογικών οθονών. Υποστηρίζουν ανάλυση έως 1080p, αλλά η ποιότητα είναι χαμηλότερη σε σύγκριση με τις σύγχρονες θύρες ψηφιακού σήματος.

 Θύρα DVI (Digital Video Interface). Για τη σύνδεση συσκευών απεικόνισης υψηλής ανάλυσης. Το πλεονέκτημα της DVI είναι ότι δεν υπάρχουν απώλειες ποιότητας σε μετατροπές από αναλογικό σε ψηφιακό σήμα και αντίστροφα.

 Θύρα HDMI (High Definition Multimedia Interface). Χρησιμοποιείται για την ψηφιακή μετάδοση ήχου και εικόνας υψηλής ευκρίνειας (HD) ή 4K σε οθόνες, προβολείς και τηλεοράσεις. Προσφέρει καλύτερη ποιότητα εικόνας και ήχου σε σύγκριση με παλαιότερες θύρες όπως VGA ή DVI.

 Θύρα DisplayPort. Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση του υπολογιστή σε οθόνες και προβολείς, παρέχοντας υψηλής ποιότητας βίντεο και ήχο. Μοιάζει πολύ με τη θύρα HDMI. Υποστηρίζει ανάλυση 4K και υψηλότερες, καθώς και πολυκάναλο ήχο.

[Δ7] με την βοήθεια της παρακάτω μικροεφαρμογής συνδέστε τις περιφερεαικές συσκευές στον ΗΥ

3.5 Ερωτήσεις

1 - Για ποιες λειτουργίες είναι υπεύθυνο το τροφοδοτικό;

2 - Ποια είναι τα είδη της κύριας μνήμης;

3 - Τι αποθηκεύεται στη μνήμη ROM;

4 - Γιατί πρέπει να αποθηκεύουμε τις εργασίες μας σε κάποιο αποθηκευτικό μέσο;

5 - Τι συνδέουμε στη μητρική πλακέτα;

6 - Γιατί είναι απαραίτητη η κάρτα γραφικών;  

Τεστ αυτοαξιολόγησης

Ερωτήσεις Σωστού / Λάθους

1. Η μνήμη RAM διατηρεί τα δεδομένα της μόνιμα, ακόμα και αν διακοπεί η τροφοδοσία του ηλεκτρικού ρεύματος. Σ / Λ 
2. Η μητρική πλακέτα (motherboard) είναι υπεύθυνη για τη διασύνδεση και την επικοινωνία όλων των εξαρτημάτων του συστήματος.  Σ / Λ
3. Ο επεξεργαστής (CPU) θεωρείται ο «εγκέφαλος» του υπολογιστή, όπου πραγματοποιείται η επεξεργασία των δεδομένων. Σ / Λ
4. Το τροφοδοτικό (PSU) λειτουργεί ως μετασχηματιστής που παρέχει ισχύ μόνο στην οθόνη του υπολογιστή. Σ / Λ 

Ερωτήσεις Συμπλήρωσης Κενού

1. Στη μνήμη __________ είναι αποθηκευμένο μόνιμα το λογισμικό BIOS/UEFI, το οποίο εκτελεί ελέγχους κατά την εκκίνηση του υπολογιστή. 
2. Η κάρτα __________ είναι απαραίτητη για την επεξεργασία του σήματος που στέλνεται στην οθόνη και την απόδοση των γραφικών.
3. Επειδή ο επεξεργαστής θερμαίνεται πολύ κατά τη λειτουργία του, είναι απαραίτητη η χρήση ενός __________ (ή ψύκτρας) για να τον ψύχει.

Αντιστοιχιση