ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ

Transcript

1 1

2 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ 2

3 ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ (C.P.U.) ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΑΠΟ: Αριθμητική Λογική Μονάδα (Arithmetic Logic Unit.) Μονάδα Ελέγχου (Control Unit.) Καταχωρητές (Registers) ΧΑΡΑΚΤΗΡΗΣΤΙΚΑ: Αρχιτεκτονική Συνόλου Εντολών Συχνότητα ρολογιού Μέγεθος λέξης 3

4 ΚATAΧΩΡΗΤΕΣ (Registers) Εσωτερικές μνήμες εντός της C.P.U. & της Κύριας μνήμης που αποθηκεύουν: Καταχωρητής Εντολών(Ιnstruction Register): Την εντολή προς αποκωδικοποίηση Απαριθμητής προγράμματος(program Counter): Την διεύθυνση της κύριας μνήμης που περιέχει την επόμενη προς εκτέλεση εντολή. Καταχωρητής κατάστασης(status Register): Παρούσα Kατάσταση Μονάδων Συσωρευτής (Αccumulator) : Κρατά τα ενδιάμεσα ή το τελικό αποτέλεσμα αριθμητικών ή λογικών πράξεων 4

5 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΛΟΓΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ (A.L.U.) Εκτελεί πολύ γρήγορα: Αριθμητικές Πράξεις (+ / - *) Λογικές Πράξεις (Σύζευξη, Διάζευξη, Άρνηση) Επιπλέον περιέχει καταχωρητές: Συσσωρευτής (Αccumulator) 5

6 ΜΟΝΑΔΑ ΕΛΕΓΧΟΥ (Control Unit) Συγχρονίζει & ελέγχει τις άλλες μονάδες. Ανακαλεί & αποκωδικοποιεί εντολές προγραμμάτων από την Κεντρική μνήμη Αναθέτει την εκτέλεση αυτών των εντολών στην Α.L.U. Επιπλέον περιέχει : Καταχωρητή εντολών (Ιnstruction Register) Μετρητή προγράμματος (Program Counter) Καταχωρητή κατάστασης Ρολόϊ 6

7 ΜΟΝΑΔΑ ΕΛΕΓΧΟΥ (Control Unit) ΚΥΚΛΟΣ ΕΝΤΟΛΗΣ Μεταφορά εντολής από Κ.Μ.(fetch) Μεταφορά αποτελέσματος σε καταχωρητή Ή Αποθήκευση στην κύρια μνήμη Αποκωδικοποίηση εντολής (decode) Εκτέλεση εντολής(execute) 7

8 Αρχιτεκτονική Συνόλου Εντολών(Instruction Set Architecture-ISA) Αρχιτεκτονική Υπολογιστή Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών Εντολές και τύπους δεδομένων Καταχωρητές Αρχιτεκτονική μνήμης Τρόποι διευθυνσιοδότησης CISC: πολύπλοκο σύνολο εντολών(πολλές είναι εξειδικευμένες) RISC:Περιορισμένο σύνολο εντολών, αυτές που χρησιμοποιούνται συχνότερα στα προγράμματα 8

9 Ρολόι - Συχνότητα Παράγει παλμούς που: Τμήματα του Υπολογιστή Ρυθμίζουν την εκτέλεση των εντολών στον επεξεργαστή Συγχρονίζουν την λειτουργία του επεξεργαστή με τις υπόλοιπες μονάδες του υπολογιστή Συχνότητα είναι το πλήθος τον παλμών σε ένα δευτερόλεπτο (πχ 2, 4 GHz) 9

10 Μέγεθος λέξης επεξεργαστή Μέγεθος λέξης είναι το πλήθος 0 και 1(bit) που αποτελείται (πχ 32 ή 64 bit) Τμήματα του Υπολογιστή Το μέγεθος των καταχωρητών είναι αυτό που καθορίζει την μέγιστη ποσότητα μεταφοράς δεδομένων από και προς την κύρια μνήμη. 10

11 ΜΝΗΜΗ Χρησιμοποιείται για αποθήκευση: Προγραμμάτων Δεδομένων Αποτελεσμάτων της εκτέλεσης προγραμμάτων Chip επεξεργαστή CPU Καταχωρητές Μνήμη cache Eπ1 Μνήμη cache Eπ2 Λανθάνουσα (Cashe memory) Μνήμη cache Eπ3 Κύρια μνήμη DRAM Σκληροί δίσκοι, CD κ.λ.π. 11

12 Κύρια Μνήμη Διευθυνσιοδότηση byte: 8 bit Διευθυνσιοδότηση λέξης: όσο το μέγεθος λέξης του επεξεργαστή (πχ 16, 32, 64 bit) Θέσεις μνήμης Διεύθυνση Περιεχόμενο θέσης μνήμης με 8, 16, 32 ή 64 bits 12

13 Κύρια Μνήμη ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ: Χωρητικότητα σε Byte, KBytes, Mbytes, Gbytes. Xρόνος προσπέλασης σε nsec : To χρον. Διάστημα από την αίτηση ανάγνωση μίας διεύθυνσης μέχρι το διάβασμα αυτής. Χρόνος κύκλου (> χρόνο προσπέλασης): Το χρον. Διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών κλήσεων για προσπέλαση. 13

14 Κύρια Μνήμη ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ: Ο Χρόνος κύκλου > χρόνο προσπέλασης Ηλεκτρική σταθεροποίση του δίαυλου διευθύνσεων. Αναζωογόνιση περιεχομένου μετά από προσπέλαση. Εύρος ζώνης σε Μbit/sec: Η μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. Εξαρτάτε από τον χρονισμό της 14

15 Κύρια Μνήμη ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης(RAM) Δυναμική Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης(DRAM) Ίδιος χρόνος προσπέλασης σε όλες τις διευθύνσεις. 15

16 ΜΟΝΑΔΑ ΕΙΣΟΔΟΥ - ΕΞΟΔΟΥ Υπεύθυνη για την μεταφορά δεδομένων από το κεντρικό μέρος του Η/Υ προς τις περιφερειακές μονάδες & αντίστροφα. ΕΙΔΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ Ι/Ο ΠΕΡ. ΜΟΝΑΔΕΣ Παράλληλη

17 ΜΟΝΑΔΑ ΕΙΣΟΔΟΥ - ΕΞΟΔΟΥ Σειριακή Επικοινωνία

18 ΜΟΝΑΔΑ ΕΙΣΟΔΟΥ - ΕΞΟΔΟΥ Σύγχρονη Επικοινωνία Ασύγχρονη Επικοινωνία Προσαρμοστική Μονάδα (*Device driver) Ι/Ο Interface unit Interface unit 18

19 ΔΙΑΥΛΟΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ (BUS) Είναι Μέσο & Κανόνες μεταφοράς δεδομένων. ΕΙΔΗ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ: Πρωτόκολλο διαύλου (Bus protocol) Δεδομένων (Data bus) Διευθύνσεων μνήμης (Address bus) Σήματα ελέγχου, συγχρονισμού, κατάστασης μονάδων (Control bus) 19

20 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΜΟΝΑΔΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ: Εισόδου Πληκτρολόγιο Ποντίκι Σαρωτής Οθόνη αφής Φωτογραφίδα Εξόδου Οθόνη Εκτυπωτής Σχεδιογράφος Ηχεία Αποθήκευση Σκληρός δίσκος Οπτικοί δίσκοι Μαγνητικές ταινίες Εύκαμπτοι μαγνητικοί δίσκοι Άλλες συσκευές 20

21 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΠΛΗΚΤΡΟΛΟΓΙΟ Πλήκτρα λειτουργιών (F1,F2...F10) Πλήκτρα ελέγχου δρομέα (,,,,Home, End, Pgup, Pgdn, Tab) Ελέγχου (ConTRoL/CRTL) Διαφυγής (ESCape/ESC) Εναλλαγής (ALTeration/ALT) Διόρθωσης (INS, DEL, BACKSPACE) Βοηθητικά συγκεκριμένων λειτουργιών (SHIFT, CAPS LOCK, RETURN) Κειμένου, ψηφίων, σημεία στίξης, ειδικών συμβόλων. 21

22 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΟΘΟΝΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ: Μέγεθος σε inches Ποιότητα εικόνας Ανάλυση π.χ Χ 768 pixels Προσαρμοστική μονάδα : κάρτα γραφικών ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Καθοδικού σωλήνα (Cathode Ray Tube / CRT) Ηγρών κρυστάλλων (Liquid Crystal Display / LCD) Παθητικής μήτρας (passive matrix) Ενεργής μήτρας (active matrix) ή (Thin Film Transistor) 22

23 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΟΘΟΝΗ 23

24 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΕΚΤΥΠΩΤΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΚΙΔΩΝ ΨΕΚΑΣΜΟΥ LASER ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Ταχύτητα εκτύπωσης σε ppm και (χαρακτήρες / λεπτό στους Ακίδων) Ανάλυση εκτύπωσης dpi 24

25 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ - ΕΥΚΑΜΠΤΟΣ ΔΙΣΚΟΣ 25

26 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ - ΣΚΛΗΡΟΣ ΔΙΣΚΟΣ 26

27 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ - ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΤΑΙΝΙΑ 27

28 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ - ΟΠΤΙΚΟΣ ΔΙΣΚΟΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ Combact Disk - Read Only Memory MB Combact Disk Recordable CD-RW Digital Versatile Disk 4,7 17 GB 28

29 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ - Σχέση ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΚΟΣΤΟΥΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑ Cash Memory RAM Σκληρός Δίσκος ROM Εύκαμπτος Δίσκος Μαγνητική Ταινία ΚΟΣΤΟΣ / Byte 29

30 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - MODEM ΧΡΗΣΗ Μετατροπή των ψηφιακών δεδομένων σε αναλογικά και αντίστροφα για την επικοινωνία υπολογιστών μέσα από τηλεπικοινωνιακές γραμμές. Ταχύτητα σε bps ΕΙΔΗ Εσωτερικό Εξωτερικό 30

31 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΣΑΡΩΤΗΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ Επιτραπέζιος ή Σελίδας Φορητός ή Χειρός Ανάλυση σε dpi Eιδικά προγράμματα: Οπτική Αναγνώριση Χαρακτήρων OCR 31

32 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΣΧΕΔΙΟΓΡΑΦΟΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΤΗΛΟ ΨΕΚΑΣΜΟΥ ΜΕΛΑΝΗΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΗΣΤΙΚΑ Μέγεθος χαρτιού Ταχύτητα σχεδίασης Ανάλυση (Η ελάχιστη κίνηση της γραφίδας του) Χωρητικότητα της μνήμης του 32

33 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ - ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΔΑ ΧΡΗΣΗ: Για τον προσδιορισμό του σημείου της οθόνης που βρίσκετε. Είναι συσκευή που συνδυάζει λειτουργίες ποντικιού αλλά και πληκτρολόγιου. 33

34 ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ 34

35 ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Η διασύνδεση επικοινωνία μεταξύ δύο ή και περισσότερων υπολογιστών και ψηφιακών συσκευών μεταξύ τους. Με δυνατότητες ανταλλαγής δεδομένων και διαμοιρασμού πόρων. 35

36 ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ - ΤΟΠΟΛΟΓΙΕΣ Αρτηρίας Αστέρας Δακτύλιος 36

37 ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΤΟΠΙΚΑ ΜΗΤΡΟΠΟΛΗΤΙΚΑ ΕΥΡΕΙΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ (* INTERNET) 37