Βασικές Έννοιες Πληροφορικής

Transcript

1 Βασικές Έννοιες Πληροφορικής 1. Τι είναι ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι οποιαδήποτε συσκευή μεγάλη ή μικρή που επεξεργάζεται δεδομένα και εκτελεί την εργασία του σύμφωνα με τα παρακάτω βήματα: Είσοδος που είναι η αποδοχή εισαγωγής στοιχείων (δεδομένων). Επεξεργασία δεδομένων που γίνεται σύμφωνα με προκαθορισμένους κανόνες. Έξοδος που είναι η παραγωγή αποτελεσμάτων (πληροφορίες). 2. Δεδομένα (data) Τα δεδομένα αποτελούν τα ακατέργαστα τυποποιημένα στοιχεία, που επεξεργάζονται είτε από τον άνθρωπο είτε από ειδικές μονάδες (π.χ. ψηφιακές) και τα αποτελέσματα αυτής της επεξεργασίας συμβάλλουν στη λήψη σωστών αποφάσεων. Τα δεδομένα έχουν μορφή συμβόλων (άλλοτε είναι κωδικοποιημένα και άλλοτε όχι) και αντιπροσωπεύουν συγκεκριμένες έννοιες ή στοιχεία. Η επεξεργασία των δεδομένων (data processing) αφορά: τη συλλογή, τη ταξινόμηση, την καταχώρηση, τη μεταβολή, την αποθήκευση, την αναζήτηση και την ανάκτηση των δεδομένων και η επεξεργασία αυτή εκτελείται με ή χωρίς τη βοήθεια του ηλεκτρονικού υπολογιστή για την παραγωγή πληροφοριών. 3. Πληροφορία και Πληροφορική Πληροφορία ( Information) είναι η ερμηνεία των αποτελεσμάτων που μας δίνει η επεξεργασία των δεδομένων. Η έγκαιρη και αξιόπιστη πληροφορία αποτελεί απαραίτητο στοιχείο για τη λήψη των σωστών επιλογών ή αποφάσεων. Πληροφορική (IST-Information Science & Technology) είναι η επιστήμη και η τεχνολογία που έχει σαν αντικείμενο την έρευνα, συλλογή, αποθήκευση, επεξεργασία, παραγωγή και μετάδοση των πληροφοριών, χρησιμοποιώντας ως κύριο εργαλείο-μέσο τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Δρ Παρασκευή Μεντζέλου Επίκουρος Καθηγήτρια Πληροφορικής 1

2 4. Μέτρηση όγκου πληροφοριών Με το Byte μετράται ο όγκος των πληροφοριών. Το Bit (Binary digit δυαδικό ψηφίο) είναι το μικρότερο στοιχείο πληροφορίας που μπορεί να επεξεργαστεί ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής και αυτό παίρνει μόνο δύο τιμές [0] ή [1]. Ομαδοποίηση των bits: 1 byte = 8 bits ή 8 bits = 1 byte. Ένα δυαδικό ψηφίο (bit) έχει τιμή 0 ή 1. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής λόγω της κατασκευής του μπορεί να επεξεργαστεί αριθμούς με συγκεκριμένο αριθμό bits που ανταποκρίνεται στις δυνάμεις που υψώνεται ο αριθμός 2 π.χ. [8(2 3 ), 16(2 4 ), 32(2 5 ), ]. Τα δεδομένα που υπάρχουν στον ηλεκτρονικό υπολογιστή είναι σε μορφή 0 & 1 και η μορφή αυτή είναι ανεξάρτητη από τον τύπο ή την προέλευση τους. Ένας Δυαδικός αριθμός με n bits όπου n 1 μπορεί να είναι ένα σύνολο 2 n διαφορετικών συμβόλων. Το δυαδικό σύστημα αρίθμησης είναι ένα σύστημα αρίθμησης που χρησιμοποιεί μόνο δύο ψηφία τα οποία είναι [0] και [1]. Λειτουργεί όπως το δεκαδικό σύστημα αλλά με δύο σύμβολα και όχι με δέκα. Για την μετατροπή ενός αριθμού από το δεκαδικό σύστημα στο δυαδικό σύστημα εφαρμόζεται η διαίρεση του με τον αριθμό 2. Τα υπόλοιπα των διαιρέσεων με φορά από τα δεξιά προς τα αριστερά ή από το τελευταίο υπόλοιπο προς το πρώτο υπόλοιπο δίνουν τον δυαδικό αριθμό. Για την μετατροπή ενός αριθμού από το δυαδικό σύστημα στο δεκαδικό σύστημα : 1. Εφαρμόζεται η αρίθμηση των ψηφίων του δυαδικού αριθμού με φορά από τα δεξιά προς τα αριστερά ξεκινώντας από το Εφαρμόζεται ο πολλαπλασιασμός του κάθε ψηφίου με τον αριθμό 2 υψωμένο στο αντίστοιχο ψηφίο αρίθμησης. 3. Προστίθενται όλα τα γινόμενα. Μονάδες Μέτρησης Χωρητικότητας Bits Bytes 1 Byte 8 1 KiloByte MegaByte GigaByte Δρ Παρασκευή Μεντζέλου Επίκουρος Καθηγήτρια Πληροφορικής 2

3 5. Κατηγορίες Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής ως προς τον τρόπο παράστασης των πληροφοριών διακρίνεται σε: Αναλογικό Υπολογιστή (Analogue Computer) Ψηφιακό ή Ηλεκτρονικό Υπολογιστή (Digital Computer) Υβριδικό Υπολογιστή (Hybrid Computer) Ο Αναλογικός Υπολογιστής είναι ένας υπολογιστής που τα αριθμητικά δεδομένα του αντιπροσωπεύονται από μετρήσιμες φυσικές μεταβλητές δηλαδή επεξεργάζεται συνεχώς μεταβαλλόμενα σήματα όπως συχνότητες, τάσεις ρεύματος, μεταβολές θερμοκρασίας κλπ. Π.χ. ένα θερμόμετρο είναι ένας απλός αναλογικός υπολογιστής διότι ο υδράργυρος μετακινείται ανάλογα με τη μεταβολή της θερμοκρασίας. Οι Ηλεκτρονικοί αναλογικοί Υπολογιστές eίναι εξαιρετικά ικανοί στο να λύνουν : εξισώσεις που περιέχουν μεταβλητές που εξαρτώνται από το χρόνο, διαφορικές εξισώσεις. Οι ηλεκτρονικοί αναλογικοί υπολογιστές χρησιμοποιήθηκαν για υπολογισμούς φυσικής και τεχνικών προβλημάτων. μαθηματικών, Οι ηλεκτρονικοί αναλογικοί υπολογιστές χρησιμοποιήθηκαν ιδιαίτερα για την προσομοίωση συστημάτων του πραγματικού κόσμου. Κατά την χρονική περίοδο χρησιμοποιήθηκαν στα αεροπλάνα για την προσομοίωση των νέων χαρακτηριστικών τους και για τον σχεδιασμό των βλημάτων και των ρουκετών τους. Ο Ψηφιακός Υπολογιστής ή Ηλεκτρονικός Υπολογιστής αντιπροσωπεύει αριθμούς και άλλα δεδομένα χρησιμοποιώντας διακριτές εσωτερικές καταστάσεις σε αντίθεση με τους αναλογικούς υπολογιστές που επεξεργάζονται συνεχώς μεταβαλλόμενα σήματα. Ο Υβριδικός Υπολογιστής είναι ένας συνδυασμός ψηφιακού και αναλογικού υπολογιστή και μπορεί να επεξεργαστεί τόσο ψηφιακά όσο και αναλογικά δεδομένα. Ο Υβριδικός Υπολογιστής δέχεται αναλογικά σήματα, τα μετατρέπει σε ψηφιακά και τα επεξεργάζεται σε ψηφιακή μορφή. Χρησιμοποιείται σε τομείς όπως ρομποτική, ελέγχου επεξεργασίας προϊόντων κλπ. Δρ Παρασκευή Μεντζέλου Επίκουρος Καθηγήτρια Πληροφορικής 3

4 6. Ταξινόμηση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Μία γενική ταξινόμηση των ηλεκτρονικών υπολογιστών μπορεί να γίνει σύμφωνα με το μέγεθός τους και με τις δυνατότητές τους. Βάσει αυτών των χαρακτηριστικών διακρίνονται σε: Υπερυπολογιστές (Supercomputers), Κεντρικούς Υπολογιστές (Mainframes), Μεσαίου Μεγέθους Υπολογιστές (Mini-Computers), Προσωπικούς Υπολογιστές (Personal Computers), Σταθμούς Εργασίας (Workstations), Φορητούς Υπολογιστές (Portable Computers), Διακομιστές ή Εξυπηρετητές Δικτύων (Network servers). Ο Yπερυπολογιστής είναι ένας πάρα πολύ γρήγορος υπολογιστής που μπορεί να εκτελέσει εκατοντάδες εκατομμυρίων εντολές ανά δευτερόλεπτο. Οι υπερυπολογιστές είναι πολύ ακριβοί και χρησιμοποιούνται σε εξειδικευμένες εφαρμογές που απαιτούν τεράστιο όγκο μαθηματικών υπολογισμών, όπως: πρόβλεψη καιρού, γραφικά, υπολογισμοί δυναμικής ρευστών, έρευνα σε τομείς πυρηνικής ενέργειας, διερεύνηση πετρελαίου κλπ. Ο γρηγορότερος υπερυπολογιστής της Ευρώπης (ΙΒΜ) βρίσκεται στο Πολυτεχνείο της Βαρκελόνης στην Ισπανία και είναι ικανός να εκτελέσει 40 τρισεκατομμύρια πράξεις ανά δευτερόλεπτο (Polytechnical University in Barcelona, Spain) Ο Κεντρικός Υπολογιστής είναι σχεδιασμένος για έργα ή εργασίες υψηλού επιπέδου. Ένας Κεντρικός Υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ένα μεγάλο αριθμό χρηστών, που συχνά φθάνει τους εκατοντάδες χρήστες. Οι εργασίες που μπορούν να μοιράζονται οι χρήστες του είναι: επεξεργασία, αποθήκευση, εκτύπωση. Κεντρικούς Υπολογιστές χρησιμοποιούν: Τράπεζες, Ασφαλιστικές Εταιρίες, Μεγάλοι Ιδιωτικοί και Δημόσιοι Οργανισμοί. Ο Υπολογιστής Μεσαίου Μεγέθους είναι ένας δυνατός και ειδικού σκοπού υπολογιστής. Αρχικά ο υπολογιστής μεσαίου μεγέθους είχε λιγότερες δυνατότητες από έναν Κεντρικό Υπολογιστή. Σήμερα οι υπολογιστές μεσαίου μεγέθους είναι εξαιρετικά δυνατοί και για αυτό τον λόγο σε αρκετές περιπτώσεις έχουν αντικαταστήσει τους Κεντρικούς Υπολογιστές. Παράδειγμα αποτελούν οι Digital Equipment's VAX και IBM's AS/400s Μεσαίου Μεγέθους υπολογιστές. Ο Σταθμός Εργασίας είναι μία συσκευή που έχει ισχυρή κεντρική μονάδα επεξεργασίας, μνήμη και δίσκο μεγάλης χωρητικότητας, οθόνη υψηλής ποιότητας. Επίσης σταθμός εργασίας μπορεί να είναι ένα τερματικό ή ένας επιτραπέζιος υπολογιστής που είναι συνδεδεμένος σε ένα δίκτυο. Ο Φορητός Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι αποτέλεσμα της εξέλιξης των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Πρόκειται για έναν υπολογιστή του οποίου τα βασικά μέρη είναι όμοια με αυτά ενός τυπικού συστήματος ηλεκτρονικού υπολογιστή, αλλά έχει πολύ μικρότερο όγκο και εύκολη μεταφορά. Οι φορητοί υπολογιστές γνώρισαν μεγάλη ανάπτυξη στις αρχές της δεκαετίας του Από τις πρώτες εταιρίες που κατασκεύασαν μοντέλα φορητών υπολογιστών ήταν οι εταιρίες: Τexas Ιnstruments, Αρρle, Cοmmοdοre, Radiο Schack και ΙΒΜ. Όλα τα μοντέλα των φορητών ηλεκτρονικών υπολογιστών είναι εφοδιασμένα με μπαταρίες για να εξασφαλίζεται η αυτονομία τους. Συνήθως η αυτονομία των φορητών ηλεκτρονικών υπολογιστών είναι περίπου 2 με 10 ώρες. Η χρησιμοποίηση εφεδρικών μπαταριών δίνει τη δυνατότητα στον υπολογιστή να διατηρεί δεδομένα στη μνήμη του από 8 ως 30 μέρες. Δρ Παρασκευή Μεντζέλου Επίκουρος Καθηγήτρια Πληροφορικής 4

5 Το Laptop Computer γνωστό και ως Νotebook Computer είναι ένας μικρός φορητός υπολογιστής που ζυγίζει από 1,4 ως 5,4 κιλά περίπου. Τα laptop δουλεύουν είτε με μπαταρία είτε με ρεύμα που προσλαμβάνουν από έναν εξωτερικό AC/DC ρευματολήπτη ο οποίος φορτίζει και την μπαταρία του. Ο Διακομιστής ή Εξυπηρετής είναι ένας ενισχυμένος υπολογιστής που περιλαμβάνει αρχεία και πόρους που "διακομίζονται" στους υπολογιστές του δικτύου δηλαδή η χρήση των αρχείων και των πόρων του δικτύου είναι κοινή για τους υπολογιστές του δικτύου. Ο Προσωπικός Υπολογιστής είναι για ένα χρήστη, βασίζεται σε έναν μικροεπεξεργαστή και έχει ένα πληκτρολόγιο για να εισάγονται δεδομένα, μία οθόνη για να εμφανίζονται οι πληροφορίες και μία μονάδα αποθήκευσης για να σώζονται τα δεδομένα. Είναι ο πιο κοινός τύπος υπολογιστή που χρησιμοποιείται στο γραφείο και στο σπίτι. Δρ Παρασκευή Μεντζέλου Επίκουρος Καθηγήτρια Πληροφορικής 5