ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ"

ÏἸάϊρος Ευάγγελος Αγγελίδης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Κεφάλαιο 1 Εξέλιξη και οµή των Υπολογιστικών Συστηµάτων Γιώργος Γιαγλής

2 Περίληψη Κεφαλαίου 2 Ενότητα 1: Τι είναι η Πληροφορική Θεµελιώδεις ορισµοί και αρχές Ενότητα 2: Εξέλιξη των Υπολογιστικών Συστηµάτων Παρελθόν Παρόν - Μέλλον Ενότητα 3: οµή των Υπολογιστικών Συστηµάτων Tύποι Υπολογιστικών Συστηµάτων

3 Τι είναι Πληροφορική..η επιστήµη, η οποία ασχολείται µε τους Η/Υ και τις εφαρµογές τους. Κλάδοι: Επιστήµη των Υπολογιστών (Computer Science) Τεχνολογία Πληροφοριών (Information Technology) Πληροφοριακά Συστήµατα (Information Systems)

4 Τι είναι η Πληροφορία; Ε ΟΜΕΝΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΓΝΩΣΗ

5 Τι είναι ο Υπολογιστής;.. µια προγραµµατιζόµενη, ηλεκτρονική, ψηφιακή µηχανή γενικού σκοπού µε µνήµη Προγραµµατιζόµενη γιατί: µπορεί να εκτελεί διαφορετικά προγράµµατα, δηλ. ακολουθίες εντολών που καθοδηγούν τον υπολογιστή. Ηλεκτρονική γιατί: αποτελείται από ηλεκτρονικά στοιχεία (π.χ. κυκλώµατα) Ψηφιακή γιατί: οι πληροφορίες αναπαρίστανται και επεξεργάζονται σε µορφή δυαδικού ψηφίου (0 ή 1) Γενικού σκοπού γιατί: η χρήση του ποικίλλει και ορίζεται από τα προγράµµατά του, τα οποία µπορούν να ανανεώνονται ή/και µεταβάλλονται µε µνήµη γιατί: είναι απαραίτητο συστατικό για την αποθήκευση ψηφιακών πληροφοριών (δεδοµένων ΚΑΙ προγραµµάτων)

6 Τι είναι το Υλικό Υπολογιστή; Υλικό (hardware) ονοµάζουµε τα µηχανικά και απτά µέρη ενός υπολογιστή: Ο επεξεργαστής (ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας) Τα κυκλώµατα µνήµης Η οθόνη Ο εκτυπωτής Το ποντίκι Το πληκτρολόγιο Και άλλα

7 Τι είναι το λογισµικό Υπολογιστή; Λογισµικό (software) ονοµάζουµε τo σύνολο των προγραµµάτων ενός υπολογιστή: Το λειτουργικό σύστηµα (π.χ. Linux, Windows, Mac) Τα συστήµατα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων Οι µεταγλωτιστές γλωσσών προγραµµατισµού (π.χ. JVM, yacc) Οι εφαρµογές γραφείου (π.χ. Microsoft Office, Open office) Οι εφαρµογές πλοήγησης στο Internet Και άλλα

8 Τι είναι ένα Υπολογιστικό Σύστηµα; Υπολογιστής = Επεξεργαστής + Μνήµη + Συσκευές Εισόδου/Εξόδου (Βασικό Υλικό) Υπολογιστικό Σύστηµα = Υπολογιστής + Άλλο Υλικό + Λογισµικό Ο προσωπικός Η/Υ µας είναι ένα Υπολογιστικό Σύστηµα

9 Τι είναι ένα Πληροφοριακό Σύστηµα; Πληροφοριακό Σύστηµα = Υπολογιστικό Σύστηµα + εδοµένα + Άνθρωποι + ιαδικασίες Ένα πληροφοριακό σύστηµα είναι π.χ. ένα σύστηµα πλοήγησης σε ένα µουσείο. Ένα τέτοιο σύστηµα αποτελείται από: υπολογιστικά συστήµατα [π.χ. εξυπηρετητές, υπολογιστές χειρός (PDA), wireless access points,κτλ] λογισµικό που διερµηνεύει και επικοινωνεί στους επισκέπτες πληροφορίες σχετικές µε τα εκθέµατα, τους ίδιους τους επισκέπτες αλλά και τους υπαλλήλους του µουσείου που χειρίζονται τα παραπάνω τα δεδοµένα που αφορούν τα εκθέµατα τις διαδικασίες χρήσης των συστηµάτων

10 Προ-Ιστορία της Πληροφορικής Πρώτοι Υπολογιστές 5000 π.χ.: Άβακας (Έλληνες, Ρωµαίοι, Βυζαντινοί, Κινέζοι, Ίνκας, Μάγια) 80 π.χ. : Ο αστρολάβος των Αντικηθύρων

11 Προ-Ιστορία της Πληροφορικής 1671: Η πρώτη υπολογιστική µηχανή που χρησιµοποιεί τη δυαδική αριθµητική. Υποστήριζε: πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασµό, διαίρεση και τετραγωνική ρίζα (Gottfried Wilhelm Leibniz) 1801: H πρώτη µηχανή που χρησιµοποιεί διάτρητες κάρτες. Σκοπός ήταν η εκτύπωση υφαντών µε βάση το διάτρητο σχέδιο της κάρτας. Εκεί πρωτο-χρησιµοποιήθηκε και ο όρος threads (νήµατα) µε την κυριολεκτική του όµως έννοια. (Joseph Marie Jacquard) Γενικά, πριν το 19 ο αιώνα οι υπολογιστικές µηχανές υποστήριζαν τις βασικές αριθµητικές πράξεις, αλλά είχαν τα εξής µειονεκτήµατα: α) εν είχαν µνήµη β) εν προγραµµατίζονταν

12 Η Αναλυτική Μηχανή του Babbage 1822: Η πρώτη Προγραµµατιζόµενη Μηχανή µε µνήµη για την αποθήκευση αποτελεσµάτων και δεδοµένων. Περιελάµβανε 4 τµήµατα: Αποθήκη Επεξεργαστής Είσοδος (διάτρητες καρτες) Έξοδος (διάτρηση & εκτύπωση) H αναλυτική µηχανή είχε ένα χαρακτηριστικό που διακρίνει τους Η/Υ: τη δυνατότητα εκτέλεσης µιας εντολής υπό συνθήκη (conditional statement)

13 20 ος αιώνας Η πρόοδος των Μαθηµατικών, η ανακάλυψη του ηλεκτρικού ρεύµατος και οι υπολογιστικές ανάγκες των δύο Παγκοσµίων Πολέµων οδήγησαν σε νέες προσπάθειες δηµιουργίας υπολογιστικών συστηµάτων. 1936: ABC (Atanasoff - Berry Computer) Ο πρώτος υπολογιστής στην ιστορία

14 20 ος αιώνας 1943: Mark I Ζύγιζε 5 τόνους και είχε µήκος 16µ. Εκτελούσε ακολουθίες πράξεων που δίνονταν µέσω διάτρητης χαρτοταινίας (της ΙΒΜ). Τα φτερά ενός εντόµου εµποδίζουν τον διατρητή και η προγραµµατίστρια Grace Hopper κάνει λόγο για bug (έντοµο) στο µηχάνηµα.

15 20 ος αιώνας 1946: Electronic Numerical Integrator And Calculator (ΕΝΙΑC) Κατασκευάστηκε από τους John Mauchley και J. Presper Eckert, 1946 Περιελάµβανε ηλεκτρονικές λυχνίες, ηλεκτρονόµους Υπολογιστική ισχύς: 100 khz Ο επαναπρογραµµατισµός του σήµαινε φυσική µετατόπιση των µερών του συστήµατος (π.χ. ανοιγµα/κλείσιµο διακοπτών)

16 «Μηχανή» Von Neumann Προτάθηκε από τον John Von Neumann, Μαθηµατικό, Ουγγρικής καταγωγής (αλλά δεν κατασκευάστηκε από αυτόν) Πρώτη ηλεκτρονική υπολογιστική µηχανή µε αποθηκευµένο πρόγραµµα (stored program) Η µνήµη δε χρησιµοποιείται µόνο για να αποθηκεύει δεδοµένα και αποτελέσµατα, αλλά και τα ίδια τα προγράµµατα που επενεργούν στα δεδοµένα Η αρχιτεκτονική της µηχανής von Neumann ακολουθείται µέχρι σήµερα

17 Αρχιτεκτονική von Neumann Μονάδα Εισόδου (Input) Επικοινωνία του χρήστη µε το υπολογιστικό σύστηµα, εισαγωγή δεδοµένων Επεξεργασία (Processing) Εκτέλεση προγραµµάτων και εντολών Χωρίζεται σε Αριθµητική και Λογική Μονάδα (εκτέλεση πράξεων) και Μονάδα Ελέγχου (συντονισµός λειτουργίας του υπολογιστή) Μνήµη (Memory) Καταχώρηση προγραµµάτων και δεδοµένων Χωρίζεται σε κύρια και βοηθητική Μονάδα Εξόδου (Output) Επικοινωνία υπολογιστικoύ συστήµατος µε το χρήστη, εµφάνιση αποτελεσµάτων εκτέλεσης προγραµµάτων

18 Μηχανές µε Λυχνίες Κενού Από το 1951 µέχρι το 1958 κατασκευάζονται οι υπολογιστικές µηχανές µε Λυχνίες Κενού (π.χ. UNIVAC) Κυκλώµατα: λυχνίες κενού (λαµπτήρες) Αποθήκευση (µνήµη): Μαγνητικά τύµπανα και µαγνητικές ταινίες Είσοδος: ιάτρητες κάρτες ή χαρτοταινίες Έξοδος: Εκτυπωτικές συσκευές ή συσκευές διάτρησης καρτών

19 Παραδείγµατα Μηχανών µε Λυχνίες Κενού (1) Universal Automatic Computer (UNIVAC) Κατασκευάστηκε από την οµάδα του ENIAC Πρώτη µηχανή µαζικής παραγωγής & πώλησης Η πρώτη πώληση έγινε για λογαριασµό του Γραφείου Απογραφών των Η.Π.Α Συνολικά πουλήθηκαν 46 κοµµάτια

20 Παραδείγµατα Μηχανών µε Λυχνίες Κενού (2) International Business Machines (IBM) Ξεκίνησε να ασχολείται µε την κατασκευή Η/Υ από το 1953 ΙΒΜ-70, µια απλή προγραµµατιζόµενη µηχανή ΙΒΜ-305 RAMAC, µε σύστηµα δίσκου IBM-650, κυριάρχησε για µια 5ετια ΙΒΜ-709

21 Μηχανές Βασισµένες σε Τρανζίστορ Από το 1959 µέχρι το 1964 κατασκευάζονται οι υπολογιστικές µηχανές βασισµένες σε τρανζίστορ Εφεύρεση της τριόδου ηλεκτρονικής λυχνίας (transistor - τρανζίστορ) το 1948 στα εργαστήρια της εταιρίας Bell Αντικαθιστά τα µαγνητικά µέσα στην αποθήκευση

22 Παραδείγµατα Μηχανών Βασισµένων σε Τρανζίστορ Η πρώτη υπολογιστική µηχανή µε τρανζίστορ κατασκευάστηκε στο ΜΙΤ και ονοµάσθηκε ΤΧ-0 (Transistorized experiment computer 0) Το 1957 ιδρύεται η DEC που κατασκευάζει µια παρόµοια µε την ΤΧ-0 µηχανή Το 1961 κατασκευάζει την PDP-1 που κόστιζε εκείνη την εποχή $ Οι εταιρίες DEC, IBM, UNIVAC και CDC κυριάρχησαν στις πωλήσεις ηλεκτρονικών µηχανών την περίοδο εκείνη

23 Μηχανές βασισµένες σε Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα Από το 1965 µέχρι το 1970 κατασκευάζονται υπολογιστικές µηχανές µε ολοκληρωµένα κυκλώµατα (chip) Στο εσωτερικό κάθε ολοκληρωµένου περιέχεται ένα µονολιθικό κύκλωµα πυριτίου µε πολλά αλληλοσυνδεδεµένα τρανζίστορ και άλλα στοιχεία Εφεύρεση των Ολοκληρωµένων Κυκλωµάτων Μεγάλης Ολοκλήρωσης (LSI-Large Scale Integration) από τον Jack Kilby το 1958 στην εταιρία Texas Instruments

24 Μηχανές βασισµένες σε Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα Από το 1971 µέχρι και σήµερα κατασκευάζονται υπολογιστικές µηχανές µε ολοκληρωµένα Κυκλώµατα Πολύ Μεγάλης Ολοκλήρωσης (VLSI-Very Large Scale Integration) που µειώνουν τον όγκο και αυξάνουν τις δυνατότητες αποθήκευσης και επεξεργασίας των υπολογιστών ηµιουργία του Μικροεπεξεργαστή (Microprocessor) Πρώτος µικροεπεξεργαστής ο 4004 της Intel και ακολούθησαν οι 8008 και 8080

25 Ο Προσωπικός Υπολογιστής (PC) Αποτέλεσµα της δηµιουργίας του µικροεπεξεργαστή είναι η γέννηση του Προσωπικού Υπολογιστή (PC Personal Computer) Πωλήσεις υπολογιστών και σε άτοµα εκτός από επιχειρήσεις και οργανισµούς ιεύρυνση της χρήσης τους σε καθηµερινά προβλήµατα και όχι µόνο για επιχειρηµατικές ανάγκες και επιστηµονικές εφαρµογές

26 Χαρακτηριστικά Aύξηση της επεξεργαστικής ισχύος (παράλληλη επεξεργασία και τεχνολογία hyperthreading) Ενίσχυση αποθηκευτικής ικανότητας µε µέσα όπως οπτικοί δίσκοι CD (Compact Discs), hard disc drives (HDD), ψηφιακοί δίσκοι βίντεο DVD (Digital Video Discs), µνήµες τεχνολογίας flash Φιλική διασύνδεση χρήστη-υπολογιστή µε γραφικά και πολυµέσα ιαδίκτυο (Internet), Παγκόσµιος Ιστός (World Wide Web) ίκτυα Υπολογιστών Φορητοί υπολογιστές (laptops), υπολογιστές παλάµης (palmtops), έξυπνα κινητά τηλέφωνα (smartphones)

27 Το µέλλον Οπτικοί Υπολογιστές Μοριακοί Υπολογιστές Χηµικοί Υπολογιστές Κβαντικοί Υπολογιστές Άλλοι: ίκτυα αισθητήρων (sensor networks) Υπολογιστές που µπορούν να ενσωµατωθούν στα ρούχα των χρηστών τους (wearable computing) ιεισδυτικά (pervasive) και ιάχυτα (ubiquitous) πληροφοριακά συστήµατα

28 Η Ιστορία Συνοπτικά ιάρκεια Βασικά Επιτεύγµατα Λυχνίες Κενού ιάτρητες κάρτες στην είσοδο έξοδο Τρίοδος Ηλεκτρονική Λυχνία (τρανζίστορ) Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα Μεγάλης Ολοκλήρωσης (LSI) 1971-σήµερα Μέλλον (?) Οθόνες και Πληκτρολόγια στην είσοδο - έξοδο Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα Πολύ Μεγάλης Ολοκλήρωσης (VLSI) Μικροεπεξεργαστής Προσωπικός Υπολογιστής Οπτικοί, Μοριακοί, Κβαντικοί Υπολογιστές

29 οµή Τυπικού Υπολογιστικού Συστήµατος Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αριθµητική και Λογική Μονάδα Είσοδος Μονάδα Ελέγχου Έξοδος Μνήµη

30 Τύποι Υπολογιστικών Συστηµάτων Desktop Laptop palmtop PDA Supercomputer

Σχετικά έγγραφα

Μέρος Α. Πρόγραµµα ιαλέξεων. Εισαγωγή ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ. Ορισµός. Το σηµερινό µάθηµα. Εισαγωγή

Μέρος Α. Πρόγραµµα ιαλέξεων. Εισαγωγή ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ. Ορισµός. Το σηµερινό µάθηµα. Εισαγωγή ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΙΟΙΚΗΣΗΣ Πρόγραµµα ιαλέξεων ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ιδάσκων: Πέτρος Βασιλικός pvasilikos@fme.aegean.gr 1 η Εβδοµάδα Επιχειρηµατικά Πληροφοριακά Συστήµατα