Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1

2 Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου Υπολογιστικά συστήματα σχεδιάστηκαν για να καλύψουν συγκεκριμένες ανάγκες σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή και βοηθούν στη συνολική πρόοδο της τεχνολογίας

3 Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου με βάση το μέγεθος, τις δυνατότητες και τη χρήση τους. τους υπερυπολογιστές (supercomputers) που χρησιμοποιούν ερευνητικά εργαστήρια τα μεγάλα συστήματα (mainframes) που χρησιμοποιούν μεγάλοι οργανισμοί, τράπεζες και εταιρείες τους προσωπικούς υπολογιστές (personal computers - PC) που συμπεριλαμβάνουν και τους φορητούς υπολογιστές (laptops, netbooks, ultrabooks) τα έξυπνα τηλέφωνα (smartphones) και τις ταμπλέτες (tablets) τις έξυπνες συσκευές (π.χ. SMART τηλεοράσεις και ρολόγια) αλλά και τις συσκευές που ενσωματώνουν «ευφυΐα» (προγραμματιζόμενες ηλεκτρικές συσκευές, αυτοκίνητα)

4 Το σύνολο κανόνων που περιγράφει ένα υπολογιστικό σύστημα καθορίζοντας τα μέρη του και τις μεταξύ τους σχέσεις Οι σύγχρονοι ηλεκτρονικοί υπολογιστές σχεδιάζονται με βάση τις αρχές που διατυπώθηκαν το 1945 από τον μαθηματικό-φυσικό Τζον φον Νόιμαν (αρχιτεκτονική φον Νόιμαν)

5 Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου Κεντρική μονάδα Περιφερειακές συσκευές (εξασφαλίζουν είσοδο και έξοδο)

6 Μητρική κάρτα Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) Κύρια μνήμη τροφοδοτικό Κάρτες επέκτασης Περιφερειακή μνήμη Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου

7 Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου Οθόνη αφής Ποντίκι Πληκτρολόγιο μικρόφωνο Σαρωτής Κάμερα

8 Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου Οθόνη Εκτυπωτής Ηχεία Ακουστικά

9 1. Υποδοχή επεξεργαστή (cpu socket) 2. θύρες για αρθρώματα μνήμης Eνα σύνολο ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (chipset) για τη διαχείριση της ροής δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή, της μνήμης και των περιφερειακών συσκευών 4 4. μη πτητική μνήμη σε μορφή Flash ROM, στην οποία περιέχεται το BIOS (Βασικό Σύστημα Εισόδου/Εξόδου) 5. μία γεννήτρια χρονισμού για τον συγχρονισμό των διαφόρων συστατικών της 6. θύρες για κάρτες επέκτασης 7. συνδέσεις για τροφοδοσία, οι οποίες παίρνουν ρεύμα από το τροφοδοτικό του υπολογιστή και το διανέμουν στον επεξεργαστή, στις μνήμες και στις κάρτες επέκτασης που είναι συνδεδεμένες πάνω της 2 8. συνδέσεις για περιφερειακές συσκευές όπως: 7 8α 8β 2 6 (α) οι θύρες PS/2 για συμβατότητα με προηγούμενης γενιάς πληκτρολόγιο και ποντίκι (β) οι θύρες USB

10 Φουκαράκη Χρυσούλα - ΓΕΛ Γαζίου O επεξεργαστής περιλαμβάνει: Την Αριθμητική και Λογική Μονάδα (εκτελεί γρήγορα αριθμητικές και λογικές πράξεις) Μονάδα Ελέγχου (συγχρονίζει και ελέγχει τη λειτουργία του ΗΥ και την επικοινωνία του κεντρικού και του περιφερειακού μέρους) Καταχωρητές (μικρά κύτταρα μνήμης για την προσωρινή αποθήκευση δεδομένων)

11 Συχνότητα ρολογιού: ο επεξεργαστής περιέχει ένα εσωτερικό ρολόι που παράγει παλμούς σε τακτές χρονικές στιγμές, ώστε να ρυθμίζει την εκτέλεση των εντολών αλλά και τον συγχρονισμό με τα υπόλοιπα μέρη του υπολογιστή (μετριέται σε Hertz) Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών: περιλαμβάνει τις εντολές και τους τύπους δεδομένων που υποστηρίζονται από τον επεξεργαστή Μέγεθος λέξης: Λέξη ονομάζουμε τη φυσική μονάδα δεδομένων που χρησιμοποιείται από μία συγκεκριμένη σχεδίαση επεξεργαστή. Μια λέξη αποτελείται από ένα συγκεκριμένο πλήθος ψηφίων 0 και 1 (bit) το οποίο δηλώνει το μέγεθός της. (π.χ. 32 ή 64 bits)

12 Μεταφορά εντολής: η εντολή που πρέπει να εκτελεστεί μεταφέρεται από την κύρια μνήμη Αποκωδικοποίηση: ένα τμήμα της εντολής δηλώνει την πράξη που πρέπει να εκτελεστεί ενώ το υπόλοιπο περιέχει τα ορίσματα της πράξης Εκτέλεση: εκτελείται η επιθυμητή λειτουργία Αποθήκευση: το αποτέλεσμα της εκτέλεσης αποθηκεύεται ή σε κάποιον καταχωρητή ή στην κύρια μνήμη Τα παραπάνω βήματα εκτελούνται συνεχώς μέχρι να εκτελεστεί και η τελευταία εντολή του προγράμματος. 12

13 μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή ηλεκτρονική συσκευή, σε προσωρινή ή μόνιμη βάση. Τα σύγχρονα υπολογιστικά συστήματα χρειάζονται μνήμη ταχείας προσπέλασης αλλά και ταυτόχρονα μεγάλης χωρητικότητας. Ιεραρχία μνήμης

14 Η μνήμη περιλαμβάνει ένα σύνολο από κελιά (cells).κάθε κελί έχει: διεύθυνση περιεχόμενο Η χωρητικότητα της μνήμης αναφέρεται στο πλήθος των δυαδικών ψηφίων που μπορούν να αποθηκευτούν σε αυτή. Ένας τυπικός υπολογιστής χρειάζεται σήμερα 2 με 4 GB για μια απρόσκοπτη λειτουργία

15 Χρόνος προσπέλασης είναι ο χρόνος που μεσολαβεί ανάμεσα στο αίτημα για ανάγνωση ενός κελιού μέχρι την παραλαβή του περιεχομένου του Χρόνος κύκλου ο ελάχιστος χρόνος που πρέπει να μεσολαβήσει ανάμεσα σε δύο αιτήματα ανάγνωσης Εύρος ζώνης η μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων από ή προς τη μνήμη (MB/s) Βίντεο από εκπαιδευτική τηλεόραση

16 Μηχανή του Pascal (1642), Αναλυτική Μηχανή του Μπάμπατζ (1837), Ο ηλεκτρομηχανικός Ταξινομέας Απογραφής του Χόλεριθ Στο Β παγκόσμιο πόλεμο ο Κολοσσός για αποκρυπτογράφηση μηνυμάτων. 3. Ολοκληρωμένο κύκλωμα μνήμης 2. Κρυσταλλοτρίοδος 4.Πολύ Μεγάλης Κλίμακας Ολοκλήρωση (VLSI) 1. Λυχνία κενού

17 Προσωπικούς Ψηφιακούς Βοηθούς (PDA) ταμπλέτες κινητό τηλέφωνο έξυπνα τηλέφωνα