Ειςαγωγή ςτην πληροφορική

Transcript

1 Ειςαγωγή ςτην πληροφορική Δρ. Θεοδώρου Παύλοσ

2 Δομή ηλεκτρονικού υπολογιςτή - Υλικό Μια γενικι διάκριςθ ςυςτατικϊν που ςυνκζτουν ζναν Η/Υ (πόροι *resources]) Μονάδα ειςόδου (Input unit) Ζλεγχοσ ςυςκευϊν ειςόδου Μονάδα εξόδου (Output unit) Ζλεγχοσ ςυςκευϊν εξόδου Μονάδα προςωρινισ μνιμθ (Memory unit) Σχετικά μικρι χωρθτικότθτα αλλά μεγάλθ ταχφτθτα, τα προγράμματα που «τρζχουν» βρίςκονται εδϊ Μονάδα κεντρικισ επεξεργαςίασ (CPU) Εκτζλεςθ εντολϊν και αρικμθτικϊν υπολογιςμϊν Μονάδα ελζγχου μόνιμθσ αποκικευςθσ (Secondary storage unit) Διαχείριςθ μόνιμθσ, ςχετικά φτθνισ και μεγάλθσ αποκθκευτικισ ικανότθτασ για τθ μόνιμθ αποκικευςθ δεδομζνων και μθ ενεργϊν προγραμμάτων 2

3 Συςκευέσ ειςόδου και εξόδου Συςκευζσ ειςόδου Το πλθκτρολόγιο Το ποντίκι Το scanner Το μικρόφωνο Τθν κάμερα... Ζνα ειδικό καταγραφικό μθχάνθμα Συςκευζσ εξόδου Η οκόνθ Ο εκτυπωτισ Τα θχεία Οι plotter 3

4 Μνήμη προςωρινή και μόνιμη Προςωρινι μνιμθ Είναι διακζςιμθ όςο λειτουργεί ο υπολογιςτισ Επικοινωνεί άμεςα με τθν κεντρικι μονάδα επεξεργαςίασ Είδθ προςωρινισ μνιμθσ RAM (Random Access Memory): αποκικευςθ προγραμμάτων του χριςτθ ROM (Read Only Memory): αποκικευςθ μόνιμων προγραμμάτων που χρειάηεται ο ίδιοσ ο υπολογιςτισ για να λειτουργιςει PROM (Programmable Read Only Memory) EPROM (Erasable PROM) Στθν μνιμθ ROM Αποκθκεφονται από τον καταςκευαςτι του υπολογιςτι τα βαςικά προγράμματα τα οποία δεν εξυπθρετοφν το χριςτθ, αλλά κακιςτοφν δυνατι τθν λειτουργία του υπολογιςτι (BIOS: Basic Input-Output system) 4

5 Κεντρική μονάδα επεξεργαςίασ CPU: Central Processing Unit Ελεγχοσ λειτουργίασ του υπολογιςτι (Control Unit) Πραγματοποίθςθ υπολογιςμϊν (ALU - Arithmetic Logic Unit) Κφκλοι λειτουργίασ Κφκλοσ εντολισ Ανάκλθςθ εντολισ από τθ μνιμθ Αποκωδικοποίθςθ εντολισ Κφκλοσ εκτζλεςθσ Εκτζλεςθ εντολισ Διάκεςθ του αποτελζςματοσ Οι ςθμερινοί επεξεργαςτζσ: "Πανίςχυροι", πολφπλοκοι, "ευφυείσ" 5

6 Μόνιμη αποθήκευςη Φφλαξθ δεδομζνων για μεγάλο χρονικό διάςτθμα Τεχνολογίεσ αποκικευςθσ Μαγνθτικι αποκικευςθ Σκλθροί δίςκοι Διςκζττεσ, φορθτά μζςα (DAT, zip, κ.ά.) Οπτικι CDROM, DVD Μικτι Οργάνωςθ αποκικευςθσ Σειριακι (ταινίεσ, DAT) Τυχαίασ προςπζλαςθσ Εκδοχζσ Εγγραφι και ανάγνωςθ Μία εγγραφι, πολλζσ αναγνϊςεισ Μόνο ανάγνωςθ 6

7 Μονάδεσ αποθήκευςησ και ταχύτητασ Αίςκθςθ μεγεκϊν: τι παριςτάνουμε με... 1 bit: 0 ι 1, "ναι" ι "όχι", "αλθκζσ" ι "ψευδζσ" 1 byte: "a", "b",, "A", "B",, "α", "β",..., "Α", "Β",..., 1 byte: 0, 1, 2, 3, 255 (256 κετικοί ακζραιοι αρικμοί από το 0 ζωσ το 28-1) 16-bit word: 0, 1, 2, (=216-1) [τάξθ μεγζκουσ: bit word: 0, 1, 2,, (=232-1) [τάξθ μεγζκουσ: 109] Σθμείωςθ: μθ προςθμαςμζνοι κετικοί ακζραιοι 1 λεπτό μουςικισ ςε μορφι CD απαιτεί 10 ΜΒ 1 λεπτό MP3 απαιτεί περίπου 1 ΜΒ 1 ϊρα video MPEG2 (DVD) απαιτεί περίπου 2 GB 7

8 Γενικά για λειτουργικά ςυςτήματα Ζνα λειτουργικό ςφςτθμα είναι λογιςμικό το οποίο ελζγχει πλιρωσ τον υπολογιςτι: Διαχείριςθ πόρων (CPU, μνιμθ, Ι/Ο,...) Χρονοπρογραμματιςμόσ εκτζλεςθσ προγραμμάτων Προςταςία μνιμθσ, ζλεγχοσ πρόςβαςθσ, απόδοςθ πόρων και προτεραιοτιτων Επικοινωνία με τον "ζξω κόςμο" "Παράκυρα", ποντίκι, πλθκτρολόγιο Τερματικό κειμζνου με γραμμι εντολϊν Διαχείριςθ άλλων περιφερειακϊν ςυςκευϊν, ανάλογα με το είδοσ του Η/Υ Το λειτουργικό ςφςτθμα φροντίηει για Τθν "ταυτόχρονθ" εκτζλεςθ πολλϊν προγραμμάτων Τθ "λογιςτικι" των χρθςτϊν, τα δικαιϊματα, τθν καταγραφι γεγονότων (logs) Τθν καλφτερθ δυνατι αξιοποίθςθ των πόρων του υπολογιςτι 8

9 Συνοπτικά ιςτορικά ςτοιχεία για το λειτουργικό ςφςτθμα Μζχρι το 1955: Δεν υπιρχε ανάγκθ για λειτουργικό ςφςτθμα (προγραμματιςμόσ με καλωδιϊςεισ κλπ) Μζχρι το 1965: Προγραμματιςμόσ με κάρτεσ και ςειριακι εκτζλεςθ των εντολϊν και των διεργαςιϊν 1966 : Το πρϊτο πραγματικό ΛΣ: το OS/360 για τον IBM 360. Είχε αρκετά προβλιματα αλλά ειςιγαγε τον πολυπρογραμματιςμό (multitasking ι multiprogramming) και τθν ταυτόχρονθ χριςθ των μονάδων Ι/Ο (spooling) 1976 : Ο πρόγονοσ του UNIX: το MULTICS, που προςζφερε επιπλζον δρομολόγθςθ διεργαςιϊν με καταμεριςμό χρόνου (time sharing) 1978 : Ο πρόγονοσ των ΛΣ για μικροχπολογιςτζσ: το CP/M : MS-DOS, MacOS, MS-Windows, Linux κλπ. 9

10 Οι κύριεσ ευθύνεσ του λειτουργικού ςυςτήματοσ Διαχείριςθ διεργαςιϊν (process management) Διαχείριςθ κφριασ μνιμθσ (main memory management) Διαχείριςθ δευτερεφουςασ μνιμθσ (secondary memory management) Διαχείριςθ ςυςτιματοσ ειςόδου / εξόδου (I/O system management) Διαχείριςθ ςυςτιματοσ αρχείων (file system management) Διαχείριςθ πρόςβαςθσ πόρων (resource access management) Διαχείριςθ επικοινωνιϊν και δικτφου (networking) Υπθρεςία πρόςβαςθσ χρθςτϊν (user access facility) 10