Εισαγωγή στους Η/Υ και Εφαρμογές

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Οικονομικών Επιστημών Εισαγωγή στους Η/Υ και Εφαρμογές

2 Θέμα Μαθήματος Υλικό των Η/Υ: Περιφερειακά Μαγνητικά και Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Εκτυπωτές Οθόνες

3 Υλικό των Η/Υ: Περιφερειακά Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα H κεντρική μνήμη δεν διατίθεται για μόνιμη αποθήκευση προγραμμάτων εφαρμογής. Εξάρτηση από την παροχή ρεύματος. Τα δεδομένα ( και τα προγράμματα) αποθηκεύονται στις δευτερεύουσες ή περιφεριεακές αποθηκευτικές μονάδες Χρήση τους Μόνιμη αποθήκευση δεδομένων (ανεξαρτησία από την παροχή ρεύματος) Επέκταση της κύριας μνήμης κατά την διάρκεια επεξεργασίας Μεταφορά από τις περιφερειακές μονάδες προς τη κεντρική μνήμη δεδομένων Μεταφορά προς τις περιφερειακές μονάδες από τη κεντρική μνήμη δεδομένων

4 Υλικό των Η/Υ: Περιφερειακά Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Ιεραρχία αποθηκευτικών μέσων

5 Υλικό των Η/Υ: Περιφερειακά Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα (cont.) Θέση των μαγνητικών μέσων στην ταξινομία των αποθηκευτικών μέσων Μέσα αποθήκευσης Μαγνητικά μέσα Οπτικά μέσα Μαγνητικοί δίσκοι Μαγνητικές ταινίες CD DVD Σκληροί δίσκοι Δισκέτες

6 Υλικό των Η/Υ: Περιφερειακά Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Αρχή λειτουργίας Στα μαγνητικά μέσα αποθήκευσης η αποθήκευση των ψηφιακών δεδομένων γίνεται με τη μόνιμη μαγνήτιση μικρών περιοχών του μαγνητικού υλικού. Η πολικότητα της μαγνήτισης καθορίζει την τιμή που αντιστοιχεί σε κάθε περιοχή (0 ή 1). Αντιπρόσωπευτικά έιδη Μαγνητικοί δίσκοι (σκληροί δίσκοι), εύκαμπτοι δίσκοι (δισκέτες, floppy disk), μαγνητικές ταινίες

7 Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Μαγνητικοί Δίσκοι Τροχιές (Tracks): Χωρίζουν την επιφάνεια του δίσκου σε ομόκεντρους κύκλους. Τομείς (Sectors): Χωρίζουν μια τροχιά σε κυκλικά τόξα. Κάθε τομέας έχει σταθερό μέγεθος σε bytes. Συστοιχία (Cluster): Ομάδα από τομείς. Αποτελεί τη μικρότερη μονάδα αποθήκευσης.

8 Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Μαγνητικοί Δίσκοι (cont.) Χρόνος Μετάδοσης Χρόνος Περιστροφής Χρόνος Αναζήτησης Κεφαλή Εγγραφής/ Ανάγνωσης Περιστροφή Χαρακτηριστικά Προσπέλασης Δίσκων Χρόνος αναζήτησης: Χρόνος κίνησης της κεφαλής μέχρι να έρθει πάνω από τη σωστή τροχιά Ενεργοποίηση κεφαλής: Χρόνος επιλογής και ενεργοποίησης της κατάλληλης κεφαλής Χρόνος περιστροφής: Χρόνος περιστροφής του δίσκου μέχρι να έρθει ο σωστός τομέας κάτω από την κεφαλή Χρόνος μετάδοσης: Χρόνος που απαιτείται για την εγγραφή ή ανάγνωση των δεδομένων

9 Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Σκληροί Δίσκοι Κύλινδρος (Cylinder): Οι αντίστοιχες τροχιές κάθε επιμέρους δίσκου Βραχίονας (Head arm): Έχει δύο κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής. Οι βραχίονες κινούνται όλοι μαζί. Κάθε χρονική στιγμή όλες οι κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής βρίσκονται στον ίδιο κύλινδρο.

10 Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Σκληροί Δίσκοι Εσωτερική όψη Εξωτερική όψη

11 Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Εύκαμπτοι Δίσκοι (floppy disk) Μέγεθος Χωρητι- Αριθμός Αριθμός δισκέτας κότητα τροχιών τομέων ανά τροχιά 5, KB , MB ,5 720 KB , MB 80 18

12 Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Μαγνητικές Ταινίες Παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούνται στα μαγνητόφωνα

13 Μαγνητικά Αποθηκευτικά Μέσα Μαγνητικές Ταινίες (cont.) Επιφάνεια επικαλυμένη με οξείδιο σιδήρου Μικρό μέγεθος Μεγάλο αποθηκευτικός χώρος (τάξεως TeraBytes) Σχετικά μεγάλες ταχύτητες (βρίσκονται ωστόσο στη βάση της ιεραρχίας) Πυκνότητες εγγραφής ποικίλλουν: 200, 556,800,6240 bpi (Bits Per Inch) Χρήση κυρίως για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας (backup)

14 Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Οπτικοί Δίσκοι Αρχή λειτουργίας Στα οπτικά μέσα αποθήκευσης η αποθήκευση των ψηφιακών δεδομένων γίνεται γίνεται με τον μόνιμο σχηματισμό εσοχής ή την απουσία εσοχής σε μικρές περιοχές στην επιφάνεια του δίσκου. Η εσοχή αντιστοιχεί στην τιμή 0 ενώ η απουσία εσοχής στην τιμή 1. Αντιπροσωπευτικά είδη Συμπαγής Δίσκος (Compact Disc), Digital Versatile Disc (DVD)

15 Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Οπτικοί Δίσκοι (cont.) Μεγέθυνση της επιφάνειας οπτικού δίσκου, όπου δικρίνοτναι οι εσοχές

16 Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Οπτικοί Δίσκοι (cont.) Η ανάγνωση των ψηφιακών δεδομένων γίνεται με τη βοήθεια μιας ακτίνας laser. Η ακτίνα αντανακλάται (ανάγνωση 1 ) όταν δεν υπάρχει εσοχή, ενώ δεν αντανακλάται (ανάγνωση 0 ) όταν υπάρχει εσοχή.

17 Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Οπτικοί Δίσκοι (cont.) Μηχανισμός ανάγνωσης οπτικών δίσκων

18 Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Συμπαγής Δίσκος (Compact Disc CD) 120mm 15mm 1,2mm Χωρητικότητα ~ 650 ΜΒ ή 74 λεπτά Ανθεκτικά στη φθορά 1,2mm Μεγάλος χρόνος προσπέλασης ( => μικρή ταχύτητα) Χρησιμποπούνται ευρέως για την διάδοση/μεταφορά προγραμμάτων. Διαστάσεις: 8 και 12 ιντσών

19 Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Συμπαγής Δίσκος (Cont.) Είδη Αποθήκευση μουσικής (Audio CD) Αποθήκευση δεδομένων (CD-ROM) «Είδος» δεδομένων Εγγράψιμα ( CD-R ) μπορούν να εγγραφούν 1 φορά. Επανεγγράψιμα ( CD-WR ) μπορούν να εγγραφούν >1 φορά. Χαρακτηριστικά Εγγραφής

20 Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Digital Versatile Disc (DVD) Είδη Όμοια σε διαστάσεις με τα CD Μεγαλύτερη πυκνότητα εγγραφής Αποθηκεύουν μεγαλύτερες ποσότητες δεδομένων (ως 17 GB) DVD-Video: για την αποθήκευση ταινιών video DVD-ROM: για την αποθήκευση δεδομένων Εγγράψιμα (DVD-R): μπορούν να εγγραφούν 1 φορά Επανεγγράψιμα (DVD-RW): μπορούν να εγγραφούν >1 φορές

21 Εκτυπωτές Σκοπός Συσκευή εξόδου με στόχο την εκτύπωση σε χαρτί, με διάφορες μεθόδους, στοιχεία εξόδου (π.χ. κείμενο, πίνακες, σχήματα, εικόνες κλπ). WYSIWYG: What You See Is What You Get Ταξινόμηση ανάλογα με: τη μέθοδο δημιουργίας ενός συμβόλου στο χαρτί Κρουστικοί Μη Κρουστικοί το πλήθος των συμβόλων που εκτυπώνονται στη μονάδα του χρόνου. Ταχύτητα Χαμηλής ταχύτητας ( χαρακτήρες/δευτ.) Υψηλής ταχύτητας ( γραμμές/λεπτό)

22 Εκτυπωτές Spooling (spool = καρούλι,μασούρι) Αντιμετώπιση του προβλήματος της διαφοράς ταχύτητας μεταξύ εκτυπωτή και υπολογιστικού συστήματος, που δημιουργεί καθυστερήσεις σε όλο το σύστημα. Μνήμη εκτυπωτών Ενταμιευτής (buffer) Τροφοδοσία Χαρτιού

23 Εκτυπωτές Κρουστικοί Εκτυπωτές Ταξινόμηση Εκτυπωτές Χαρακτήρων Εκτυπωτές γραμμών Αρχή λειτουργίας Αποτύπωση ένα σύμβολο στο χαρτί, με κτύπημα (κρούση) του συμβόλου στο χαρτί ή σε μελανοταινία που παρεμβάλλεται.

24 Κρουστικοί Εκτυπωτές Εκτυπωτές Μαργαρίτας (daisy wheel) Μαργαρίτα

25 Κρουστικοί Εκτυπωτές Εκτυπωτές Μήτρας Στιγμών (dot matrix)

26 Κρουστικοί Εκτυπωτές Εκτυπωτές Ζώνης, Τυμπάνου και Αλυσίδας Κύλινδρος με ανάγλυφη επιφάνεια. Κάθε θέση εκτύπωσης περιλαμβάνει πλήρες σύνολο χαρακτήρων.

27 Μη Κρουστικοί Εκτυπωτές Τεχνολογίες Θερμότητα Ακτίνες Laser Φωτογράφιση Εκτόξευση μελάνης Πολύ μεγάλη ταχύτητα εως γραμμές το λεπτό

28 Μη Κρουστικοί Εκτυπωτές Ηλεκτροστατικοί Εκτυπωτές (Electrostatic) Διαθέτουν μήτρα στιγμών Δεν υλοποιούν στιγμές με PIN αλλά με ηλεκτρικό ρεύμα, που αποτυπώνουν (ηλεκτρικά) την εικόνα στο χαρτί Το αντίθετα φορτισμένο διάλυμα (toner) επικάθεται στην αποτυπωμένη εικόνα. Ηλεκτροθερμικοί Εκτυπωτές (Electrothermical) Μήτρα στιγμών, η οποία με θερμότητα παράγει στιγμές στο χαρτί (είναι ευαίσθητο στη θερμότητα). Ξηρογραφικοί Εκτυπωτές (xerographic) Παρόμοια με αυτή των φωτοτυπικών συσκευών.

29 Μη Κρουστικοί Εκτυπωτές Ξηρογραφικοί Εκτυπωτές (xerographic) (cont.) Ακτίνες φωτός (από λαμπτήρα φθορισμού) προσπίπτουν επί μίας επιφάνειας και από εκεί σε κύλινδρο με φωτοευαίσθητο υλικό. Το φώς αλλάζει το φορτίο του υλικού. Κατά την περιστροφή του κυλίνδρου, η μελάνη έλκεται από τα σημεία του κυλίνδρου. Ηλεκτρικά φορτισμένο χαρτί «περνά» πάνω από την επιφάνεια του κυλίνδρου και έλκει την μελάνη.

30 Μη Κρουστικοί Εκτυπωτές Εκτυπωτές Laser Ίδια μέθοδο όπως ξηρογραφικοί εκτυπωτές Αντί για λαμπτήρες φθορισμού, μία ακτίνα laser σαρώνει την επιφάνεια του κυλίνδρου και μεταβάλλει το ηλεκτρικό φορτίο των σημείων. Πολύ μεγαλύτερη ποιότητα εκτύπωσης από τους dot matrix Χρησιμοποιούν γρήγορους επεξεργαστές και έχουν μνήμες μεγάλης χωρητικότητας (1 έως 8MB) Πλήθος γραμματοσειρών και μεγάλη ανάλυση

31 Μη Κρουστικοί Εκτυπωτές Εκτυπωτές εκτόξευσης μελάνης (ink jet) Χρησιμοποιούν μηχανισμό μήτρας στιγμών Εκπέμπουν φορτισμένη μελάνη που περνά μέσα από ηλεκτρικό πεδίο και παραάγει εικόνες των χαρακτήρων. Δυνατότητα πολύχρωμών εκτυπώσεων με πολλαπλούς εκτοξευτές μελάνης. Παράλληλοι και Σειριακοί εκτυπωτές Σειριακή μετάδοση : τα bit ενός χαρακτήρα (8bit) μεταφέρονται στον εκτυπωτή ένα-ένα κάθε φορά, μέσω μιάς (1) γραμμής μεταφοράς Παράλληλη μετάδοση: τα bits του byte μεταφέρονται όλα μαζί ταυτόχρονα, μέσω ισάριθμων παράλληλων γραμμών.

32 Οθόνες Σκοπός Συσκευή εξόδου, για οπτική αναπαράσταση στοιχείων σε επιθυμητές μορφές (του χρήστη). Screen, monitors, VDU (Video Display Units), VDT (Video Display Terminals), CRT (Cathode Ray Tubes). Δυνατότητα εμφάνισης γραφικών, ή μόνο αλφαριθμητικά (terminal) Διαστάσεις: χαρακτηρίζονται συνήθως από τη διαγώνιο: σήμερα 18 in, 19.5in, 21in, 24in (in=ίντζες, 1in = 2.54cm) #Χαρακτήρων: ~2000 (25 γραμμές με 80 στήλες).

33 Οθόνες Χαρακτηριστικά Scrolling Paging Color Cursor (κέρσορας) Highlighting Reverse Videο Διακριτική Ανάλυση Η εικόνα εμφανίζεται με την χρήση ανεξάρητηων στιγμών (dots): picture element (pixel) Ο αριθμός των pixels είναι το βασικό στοιχείο της διακριτικής ανάλυσης.

34 Οθόνες Διακριτική Ανάλυση (Cont.) Δίδεται με γινόμενο δύο παραγόντων: αριθμό pixels ανά γραμμή, αριθμό pixels ανά στήλη. Π.χ x 768 Κάρτες Οθόνης Το μέσο που συνδέει την ΚΜΕ με την οθόνη Αποτελεί οδηγό (driver) Κατευθύνει την οθόνης κατά την διαδικασία εμφάνισης. Καθορίζει την ποιότητα και το είδος της εξόδου. Οθόνες Γραφικών

35 Παράρτημα Ίστοτόποι σχετικοί με περιφερειακά Στον ιστοτόπο μπορείτε να βρείτε πληροφορίες για το πώς διάφορα πράγματα λειτουργούν (μεταξύ αυτών και ό,τι έχει σχέση με υπολογιστές