Εισαγωγή στην Πληροφορική: Τόμος Α Κεφάλαιο: 2 2.1: Bασική Δομή του Υπολογιστή
Στόχοι Μαθήματος: Να γνωρίσετε τις βασικές λειτουργίες ενός Η/Υ. Να γνωρίσετε τις έννοιες δεδομένα, πληροφορία, επεξεργασία, πρόγραμμα, υλικό, λογισμικό Να γνωρίσετε τις βασικές μονάδες του Η/Υ κ πώς επικοινωνούν μεταξύ τους Να γνωρίσετε τα μέρη της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (CPU) & τη λειτουργία τους
Ο Η/Υ είναι ένα ηλεκτρονικό μηχάνημα στο οποίο σε γενικές γραμμές λειτουργεί ως εξής: Εισάγονται αρχικά δεδομένα (δεδομένα, εντολές) Ο Η/Υ τα επεξεργάζεται με βοήθεια εντολών (Η/Υ: προγραμματισμένη ηλεκτρονική συσκευή) Παράγονται χρήσιμα δεδομένα (πληροφορία) Αποθηκεύεται η παραγόμενη πληροφορία (μόνιμα ή προσωρινά) Τι είδους επεξεργασία κάνει ο Η/Υ: Εκτελεί αριθμητικές κ λογικές πράξεις Ο Η/Υ υπερέχει σε σχέση με τον άνθρωπο στο ότι μπορεί να επεξεργαστεί μεγάλο όγκο δεδομενων, πολύ πιο γρήγορα και αξιόπιστα. Μειονεκτεί σε σχέση με τον άνθρωπο, στο ότι δεν μπορεί να αυτενεργήσει (χρειάζεται πάντα εντολές για να λειτουργήσει), ενώ ο άνθρωπος αυτενεργεί.
Ο Η/Υ είναι ένα προγραμματιζόμενο ηλεκτρονικό μηχάνημα. Αποτελείται από μηχανικά μέρη (υλικό - hardaware) κ εντολές (instructions). Το σύνολο των εντολών που εκτελεί ενας υπολογιστής ονομάζεται πρόγραμμα. Ενας Η/Υ μπορεί να εκτελεί πολλές διαφορετικές εντολές (πολλά διαφορετικά προγράμματα) και να εκτελεί ετσι διαφορετικές εργασίες. Τετοιος Η/Υ είναι το γνωστό μας PC. Υπάρχουν κ υπολογιστές που εκτελούν μία μόνο εργασία (π.χ. κομπιουτεράκι) Το σύνολο των προγραμμάτων ονομάζεται λογισμικό (software)
Η/Υ: Υλικό (Hardware) + Λογισμικό (Software)
ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Ποια είναι τα δεδομένα εισόδου που εισάγουμε σε έναν Η/Υ? Ποια η διαφορά στις εννοιες δεδομένα κ πληροφορία? Τι όνομάζουμε πρόγραμμα Η/Υ? Τι ονομάζουμε λογισμικό?
Ενας Η/Υ με τα εξαρτήματά του
ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΜΝΗΜΗ Στη μνήμη RAM μπορούμε να καταχωρήσουμε (γράψουμε) και να διαβάσουμε δεδομένα. Η μνήμη σβήνει όταν ο Η/Υ δεν έχει ρεύμα. Η μνήμη ROM περιέχει πληροφορίες, οι οποίες δε σβήνουν ποτέ και είναι απαραίτητες για την εκκίνηση του Η/Υ κ τον έλεγχο της καλής λειτουργίας του.
Μνήμη RAM Η μνήμη RAM κρατά όλη την "ενεργή" πληροφορία, την οποία χρησιμοποιεί ο υπολογιστής. Όταν κλείνουμε τον υπολογιστή η μνήμη αυτή χάνει τα δεδομένα της. Κάθε πρόγραμμα ή αρχείο δεδομένων που ανοίγουμε, χρησιμοποιεί ένα μέρος της κύριας μνήμης RAM. Όταν κλείσουμε το πρόγραμμα ή το αρχείο, η περιοχή αυτή αδειάζει και είναι διαθέσιμη για άλλες χρήσεις. Γενικά, όσο περισσότερη από αυτή τη μνήμη έχει ένας υπολογιστής, τόσο περισσότερα πράγματα μπορεί να κάνει ταυτόχρονα.
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ (CPU) Λέγεται και κεντρική μονάδα επεξεργασίας (Central Processing Unit / CPU) ή microprocessor. Ο επεξεργαστής είναι το μυαλό του H/Y. επεξεργάζεται τα δεδομένα ελέγχει τη λειτουργία του Η/Υ
Η CPU είναι ένα σύνολο από ηλεκτρονικά κυκλώματα κ αποτελείται από τα εξής μέρη : την Αριθμητική Λογική Μονάδα (ALU) Την μονάδα ελέγχου (CU - Control Unit) Καταχωρητές (registers), που χρησιμέυουν ως χώροι αποθήκευσης
Η Αριθμητική Λογική Μονάδα (ALU) εκτελεί αριθμητικές κ λογικές πράξεις: 4+3, 56/78 Για παράδειγμα αν η μεταβλητή Χ έχει τιμή 8, τότε η ALU μπορεί να αποφανθεί ότι λογική πρόταση Χ<9 είναι αληθής. Επίσης μπορεί να αποφανθεί για την τιμή αλήθείας της πρότασης (Χ<9) ΑΝD (Χ>3))
Η μονάδα ελέγχου (CU - Control Unit) είναι υπεύθυνη για : την μεταφορά πληροφοριών μεταξύ CPU προς τη μνήμη & αντίστροφα την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των μονάδων εισόδου/εξόδου την έναρξη και διακοπή της εκτέλεσης ενός προγράμματος τον συντονισμό της εκτέλεσης των εντολών του προγράμματος την εκτέλεση των πράξεων στην ALU.
Έτσι κατά την εκτέλεση ενός προγράμματος οι εντολές οδηγίες του προγράμματος μεταφέρονται από την είσοδο στη μνήμη με την εποπτεία της CU. H CU ανακτά από τη μνήμη κάθε εντολή κ την ερμηνεύει κατάλληλα Η CU πληροφορεί την ALU για τις πράξεις που πρέπει να εκτελεστούν και κατευθύνει στην ALU όλα τα δεδομένα που χρειάζονται για την πράξη. Με την εποπτεία της CU, τα δεδομένα τοποθετούνται προσωρινά στη μνήμη κ κατόπιν παρουσιάζονται στην έξοδο.
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ CPU
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Η/Υ
Να περιγράψετε την πώς εργάζεται η CPU για να γίνει η πρόσθεση 4+3 στον Η/Υ