Κεφάλαιο 1.5: Τα βασικά μέρη ενός υπολογιστή

Transcript

1 Κεφάλαιο 1.5: Τα βασικά μέρη ενός υπολογιστή Ανάλυση των μερών ενός υπολογιστή Μονάδα συστήματος Είναι το κουτί του υπολογιστή το οποίο φαίνεται αρκετά συμπαγές, αλλά στην πραγματικότητα αποτελείται από πολλά μέρη. Κάθε ένα από τα μέρη αυτά εξυπηρετεί συγκεκριμένο σκοπό. Ορισμένα από αυτά είναι απαραίτητα για την λειτουργία του υπολογιστή, ενώ άλλα όχι. Περιέχει την Μητρική κάρτα, που αποτελεί τη ραχοκοκαλιά της κεντρικής μονάδας και κατ επέκταση του υπολογιστικού συστήματος, επάνω στην οποία, θα «ενσωματωθούν» σχεδόν όλα τα υπόλοιπα μέρη του υπολογιστή. Επίσης περιέχει τις συσκευές μόνιμης αποθήκευσης (π.χ. σκληροί δίσκοι), CD/DVD ROM και το τροφοδοτικό. Μητρική πλακέτα Η Μητρική πλακέτα ή Μητρική κάρτα ή Motherboard ή Mainboard, είναι μια πολύ βασική συσκευή του υπολογιστή. Αν ο επεξεργαστής είναι το «μυαλό» του υπολογιστή, η μητρική κάρτα είναι το κεντρικό «νευρικό» σύστημα που χρησιμοποιεί ο επεξεργαστής για να ελέγχει τα άλλα μέρη του υπολογιστικού συστήματος. Παίζει σημαντικό ρόλο στα παρακάτω ζητήματα: Οργάνωση: Με τον ένα ή με τον άλλο τρόπο, όλα είναι τελικά συνδεδεμένα με τη μητρική πλακέτα. Ο τρόπος με τον οποίο είναι σχεδιασμένη, υπαγορεύει τον τρόπο με τον οποίο ολόκληρος ο υπολογιστής πρόκειται να οργανωθεί. Έλεγχος: Η μητρική πλακέτα περιλαμβάνει το chipset και τα προγράμματα του BIOS, τα οποία ελέγχουν το μεγαλύτερο μέρος της ροής των δεδομένων μέσα στον υπολογιστή. Επικοινωνία: Όλες οι επικοινωνίες μεταξύ του υπολογιστή και των περιφερειακών του, του υπολογιστή και άλλων υπολογιστών, ακόμα και με το χρήστη, εκτελούνται μέσω της μητρικής πλακέτας. Υποστήριξη του Επεξεργαστή: Η μητρική πλακέτα καθορίζει την επιλογή του επεξεργαστή του συστήματος. Υποστήριξη των Περιφερειακών: Η μητρική πλακέτα καθορίζει, σε ένα μεγάλο μέρος, το είδος των περιφερειακών που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε στον υπολογιστή και έχει υποδοχές ή υποστηρίζει, τα εξής: Επεξεργαστή Μνήμη RAM Μπαταρία συστήματος Δίαυλος (bus) Κάρτες επέκτασης Παράλληλη θύρα (parallel port) Σειριακή θύρα (serial port) Δίαυλος διασύνδεσης γραφικών AGP (Advanced Graphics Port) / PCI (Peripheral Component Interconnect) / PCI Express. Δηλαδή ο τύπος της κάρτας γραφικών που το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιήσει (AGP, PCI, PCI Express), εξαρτάται από τους διαύλους που η μητρική πλακέτα χρησιμοποιεί. USB (Universal Serial Bus) Πληκτρολόγιο (Keyboard) Ποντίκι (Mouse) Ελεγκτές (Controllers) Δισκέτας, Σκληρών δίσκων, CD/DVD-ROM Απόδοση: Η μητρική πλακέτα είναι ένας αποφασιστικός παράγοντας για την απόδοση του συστήματος, για δύο κύριους λόγους. Ο πρώτος και βασικότερος, γιατί υπαγορεύει τον τύπο του επεξεργαστή, της μνήμης, των διαύλων, την ταχύτητα interface σκληρού δίσκου, που το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιήσει και αυτά τα στοιχεία επηρεάζουν άμεσα την απόδοση του συστήματος. Κατά δεύτερον, η ποιότητα των κυκλωμάτων της μητρικής και το chipset έχουν αντίκτυπο στην απόδοση του συστήματος.

2 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Κ.Μ.Ε.) Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Κ.Μ.Ε.) ή Επεξεργαστής (Processor) ή Μικροεπεξεργαστής (microprocessor) ή CPU (Central Processing Unit), είναι το «μυαλό» ενός υπολογιστικού συστήματος, το βασικότερο μέρος του. Εξετάζοντας σύντομα το όνομά της, μπορούμε να δούμε γιατί έχει ακριβώς αυτό το όνομα: Επεξεργαστής: γιατί επεξεργάζεται δεδομένα. Κεντρική: γιατί βρίσκεται στο κέντρο επεξεργασίας δεδομένων του υπολογιστικού συστήματος. Μονάδα: γιατί είναι ένα chip, το οποίο αποτελείται από εκατομμύρια transistors. Ο επεξεργαστής βρίσκεται τοποθετημένος πάνω στη μητρική πλακέτα. Έχει άμεση πρόσβαση στη RAM και εκτελεί ένα μεγάλο μέρος από τη δουλειά του υπολογιστή. Πιο συγκεκριμένα: Επεξεργάζεται τις εντολές που δίνει ο χρήστης. Εκτελεί τις εντολές των προγραμμάτων. Εκτελεί τους υπολογισμούς και τις λογικές πράξεις. Επικοινωνεί με τις εσωτερικές και τις εξωτερικές συσκευές του συστήματος. Οι δυο βασικότερες υπομονάδες, που βρίσκονται στον πυρήνα του επεξεργαστή, είναι: Αριθμητική και λογική μονάδα (Arithmetic and logic Unit ALU), που εκτελεί τις αριθμητικές και λογικές πράξεις και η οποία αφού δεχτεί δεδομένα από τους εσωτερικούς καταχωρητές (registers), εκτελεί τις πράξεις και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στους καταχωρητές εξόδου. Εσωτερικοί καταχωρητές (internal registers), οι οποίοι είναι μικρές, ειδικές μονάδες, ταχύτατης μνήμης, που χρησιμεύουν για την προσωρινή αποθήκευση δεδομένων. Οι κυριότερες εταιρείες κατασκευής επεξεργαστών, είναι η Intel και η AMD. Ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει την ισχύ ενός επεξεργαστή, είναι η συχνότητα λειτουργίας του (ή η ταχύτητά του). Αρχικά μετριόταν σε μεγάκυκλους (MegaHertZ MHZ), δηλαδή σε εκατομμύρια πράξεις ανά δευτερόλεπτο ενώ σήμερα μετριέται σε GigaHertZ GHZ, δηλαδή σε δισεκατομμύρια πράξεις ανά δευτερόλεπτο και έχουν ξεπεράσει τα 3,4 GHz. Για να αυξηθεί περισσότερο η ισχύς των επεξεργαστών και για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα της μεγάλης έκλυσης θερμότητας, οι εταιρείες αντί να αυξάνουν την συχνότητα των επεξεργαστών, τοποθετούν πολλούς πυρήνες, στον ίδιο επεξεργαστή, οι οποίοι λειτουργούν παράλληλα, χρησιμοποιώντας την ίδια μνήμη και τις ίδιες συσκευές. Δημιούργησαν δηλαδή πολυπύρηνους επεξεργαστές. Σήμερα κυκλοφορούν διπύρηνοι και τετραπύρηνοι επεξεργαστές. Θύρα οθόνης Η θύρα οθόνης (display port), συνδέει την οθόνη με τη μονάδα συστήματος και βρίσκεται στο πίσω μέρος της κάρτας γραφικών ή της μονάδας συστήματος, αν η κάρτα γραφικών είναι ενσωματωμένη στη μητρική πλακέτα. Παράλληλη θύρα Η παράλληλη θύρα (parallel port), που λέγεται και D25, αποτελείται από 25 οπές. Πριν την εμφάνιση του USB, χρησιμοποιούταν κυρίως για τη σύνδεση του εκτυπωτή, για αυτό και ονομάζεται επίσης και θύρα εκτυπωτή. Μπορούσαν επίσης να συνδεθούν και σαρωτές, εξωτερικά CD-ROM, κ.α. Σειριακή θύρα Η σειριακή θύρα (serial port) αποτελείται από 9 ακίδες (pins). Μπορούν να δυνδεθούν σε αυτή ποντίκι, σειριακός εκτυπωτής, κ.α.

3 Θύρα πληκτρολογίου Υπάρχουν πληκτρολόγια USB και PS/2. Η θύρα πληκτρολογίου (keyboard port), που λέγεται και θύρα PS/2, συνδέει το πληκτρολόγιο με τη μονάδα συστήματος. Το πληκτρολόγιο USB συνδέεται σε θύρα USB. Θύρα ποντικιού Υπάρχουν ποντίκια USB και PS/2. Το βύσμα των ποντικιών PS/2 είναι παρόμοιο με αυτό των πληκτρολογίων PS/2. Το ποντίκι USB συνδέεται σε θύρα USB. Θύρα USB Η θύρα USB (Universal Serial Bus Ενιαίος Σειριακός Δίαυλος) είναι ένας σύγχρονος τύπος θύρας που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση πολλών περιφερειακών συσκευών, με μεγαλύτερη ταχύτητα. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημά της είναι ότι μπορούμε να συνδέουμε ταυτόχρονα πολλές περιφερειακές συσκευές στον υπολογιστή μας, χωρίς να προσθέτουμε κάρτες επέκτασης η να κάνουμε επανεκκίνηση του υπολογιστή. Η θύρα USB έχει αντικαταστήσει τη σειριακή και την παράλληλη θύρα, αφού μπορούν σε αυτή να συνδεθούν, μεταξύ άλλων, και οι ακόλουθες συσκευές: Ποντίκι Βιντεοκάμερα Χειριστήριο παιχνιδιών PDA Μνήμη Flash Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή Σαρωτής Πληκτρολόγιο Εκτυπωτής Θύρα δικτύου Η θύρα δικτύου (network port), που λέγεται και θύρα Ethernet, χρησιμοποιείται για τη σύνδεση του υπολογιστή σε ένα τοπικό δίκτυο (LAN), παρέχοντας υψηλή ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων. Μοιάζει με θύρα τηλεφώνου αλλά είναι πιο μεγάλη και βρίσκεται στο πίσω μέρος της κάρτας δικτύου του υπολογιστή ή στο πίσω μέρος της μονάδας συστήματος, αν η κάρτα δικτύου είναι ενσωματωμένη στη μητρική πλακέτα. Θύρα FireWire H θύρα FireWire ή IEEE 1394, χρησιμοποιείται για υψηλής ταχύτητας μετάδοση δεδομένων, όπως βίντεο και ήχος και για αυτό συνδέουμε συνήθως σε αυτή, συσκευές εγγραφής βίντεο, όπως π.χ. φορητές βιντεοκάμερες. Τροφοδοτικό Το τροφοδοτικό (Power Supply Unit - PSU) παρέχει ηλεκτρική ενέργεια υπό ορισμένη τάση, και χρησιμοποιείται για τροφοδοτήσει με ρεύμα, όλα τα μέρη του υπολογιστή.

4 1.5.2 Εικόνες των μερών του υπολογιστή Μητρική κάρτα Μονάδα συστήματος Κεντρική μονάδα επεξεργασίας Θύρα οθόνης Καλώδιο σύνδεσης οθόνης Παράλληλη θύρα Καλώδιο παράλληλης θύρας

5 Σειριακή θύρα Καλώδιο σειριακής θύρας Θύρα ποντικιού (πράσινο) και θύρα πληκτρολογίου (μωβ) PS/2 Καλώδιο θύρας ποντικιού (πράσινο) και θύρας πληκτρολογίου (μωβ) PS/2 Θύρα USB και καλώδιο USB Σύμβολο του δίαυλου USB Θύρα δικτύου και καλώδιο δικτύου Θύρα FireWire και καλώδιο FireWire Τροφοδοτικό