ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ I. 2 η ΔΙΑΛΕΞΗ Το υλικό του Υπολογιστή Hardware

ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ - ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΤΟΥΡΙΣΤΙΚΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΦΙΛΟΞΕΝΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ I 2 η ΔΙΑΛΕΞΗ Το υλικό του Υπολογιστή Hardware ΧΑΣΑΝΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΔΙΑΛΕΞΗΣ 1. Υλικό του Υπολογιστή 2. Κεντρική Μονάδα 3. CPU 4. Μνήμη 2

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Υπολογιστικό σύστημα: Ένα δυναμικό σύστημα που: Χρησιμοποιείται για επίλυση προβλημάτων Αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του Δέχεται δεδομένα εισόδου Δημιουργεί δεδομένα εξόδου Αποτελείται από υλικό και λογισμικό 3

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ Υπολογιστικό σύστημα Ηλεκτρονικός Υπολογιστής: Ένα σύνολο συσκευών-εξαρτημάτων Προγράμματα που καθιστούν αξιόπιστες τις συσκευές Δύο συνιστώσες: Υλικό (Hardware) Λογισμικό (Software) 4

ΥΛΙΚΟ Το υλικό ενός Η/Υ αποτελείται από τρεις κατηγορίες: Κεντρική Μονάδα συστήματος Περιφερειακές μονάδες εισόδου Περιφερειακές μονάδες εξόδου 5

ΚΥΡΙΟΤΕΡΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ Να δέχεται δεδομένα μέσω Μονάδων Εισόδου Να επεξεργάζεται τα δεδομένα Να αποθηκεύει προσωρινά αποτελέσματα στην Κύρια Μνήμη Να αποθηκεύει τα τελικά αποτελέσματα στις Μονάδες Αποθήκευσης Να δίνει τα τελικά αποτελέσματα στις Μονάδες Εξόδου 6

ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Αλλιώς το Κουτί Περιλαμβάνει: Το ίδιο το κουτί (Case) Την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) Τη Μητρική Πλακέτα (Motherboard) Την Κύρια Μνήμη (Main Memory) 7

ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Μονάδες Αποθήκευσης Κάρτα Γραφικών (Graphics Card) Κάρτα Δικτύου (Network Adapter) Κάρτα Ήχου (Sound Card) Τροφοδοτικό (Power Supply) Modem (Πιο παλιά) 8

Μονάδα Συστήματος System Unit To κουτί του υπολογιστή (σασί) Μονάδες συστήματος: Επιτραπέζιες Φορητών και netbook υπολογιστών Ταμπλέτας Συσκευών χειρός 9

Επιτραπέζιες Μονάδες Συστήματος Επιτραπέζιος HTPC Multimedia PC Mini Tower Midi Tower Full Tower 10

Μονάδα Συστήματος Φορητών Υπολογιστών Netbook Macbook Notebook Ultrabook 11

Μονάδα Συστήματος Ταμπλέτας Διεπαφή οθόνης αφής Πλακέ Μετατρέψιμες Υβριδικές ταμπλέτες/pc 12

Μονάδα Συστήματος Συσκευών Χειρός Έξυπνα τηλέφωνα Προσωπικοί ψηφιακοί βοηθοί Ηλεκτρονικά βιβλία 13

ΤΟ ΚΟΥΤΙ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Ποντίκι: Πράσινο (PS/2) Πληκτρολόγιο: Μωβ (PS/2) Έχουν αντικατασταθεί από USB θύρες 14

ΤΟ ΚΟΥΤΙ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Σειριακή θύρα: Περιφερειακές συσκευές όπως μόντεμ (9-pin) Παράλληλη θύρα: Εκτυπωτής (25-pin) Σύνδεση οθόνης: VGA( Female 15-pin) Θύρα δικτύου (Ethernet) [RJ45 socket] 15

ΜΗΤΡΙΚΗ ΚΑΡΤΑ (MOTHERBOARD) Γνωστή και σαν μητρική πλακέτα ή μητρική: είναι το κεντρικό και βασικό τυπωμένο ηλεκτρονικό κύκλωμα ενός σημερινού υπολογιστή. 16

ΜΗΤΡΙΚΗ ΚΑΡΤΑ (MOTHERBOARD) 17

ΤΥΠΟΙ ΜΗΤΡΙΚΗΣ Standard ATX (Advanced Technology Extended) Οι διαστάσεις της είναι 9,6 ίντσες ύψος και 12 ίντσες πλάτος. Κύριο χαρακτηριστικό είναι ότι έχει επτά expansion slots 18

ΤΥΠΟΙ ΜΗΤΡΙΚΗΣ Micro ATX Οι διαστάσεις είναι 9,6 ίντσες ύψος και 9,6 ίντσες πλάτος Flex ATX Οι διαστάσεις είναι 9 ίντσες ύψος και 7,5 ίντσες πλάτος Full ATX Οι διαστάσεις είναι 12 ίντσες ύψος και 9,6 ίντσες πλάτος Extended ATX Οι διαστάσεις είναι 12 ίντσες ύψος και 13 ίντσες πλάτος 19

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΜΗΤΡΙΚΗΣ Τυπωμένα κυκλώματα Υποδοχή Επεξεργαστή Υποδοχή μνήμης Υποδοχή κρυφής μνήμης Υποδοχές διαύλων εισόδου/εξόδου (ISA/PCI) 20

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΜΗΤΡΙΚΗΣ Ελεγκτής πληκτρολογίου Ρολόι πραγματικού χρόνου και Chip Μνήμης CMOS Ελεγκτής Super I/O BIOS Chips 21

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΜΗΤΡΙΚΗΣ Υποδοχές Εισόδου/Εξόδου 22

ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ Παρέχει την ισχύ για τη μητρική και τα άλλα συστατικά του υπολογιστή Μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα της πρίζας (AC) σε συνεχές (DC) Περιέχει ανεμιστήρα για την ψύξη 23

ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ - ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ Συστήματα προστασίας από υπέρταση Ρυθμιστές τάσης Μονάδες UPS 24

ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΚΜΕ Central Processing Unit (CPU) Επεξεργαστής Αποτελεί τον εγκέφαλο του υπολογιστή Επεξεργάζεται όλα τα δεδομένα και τα επιστρέφει με μορφή πληροφορίας στο χρήστη 25

ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ (CPU) Αποτελείται από: Αριθμητική και Λογική Μονάδα (Arithmetic & Logical Unit ALU) Καταχωρητές (Registers) Μονάδα Ελέγχου (Control unit) Επικοινωνεί με τις άλλες μονάδες μέσω Καναλιών ή διαύλων επικοινωνίας (bus) 26

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΚΑΙ ΛΟΓΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ (ALU): Περιλαμβάνει ηλεκτρονικά κυκλώματα Εκτέλεση αριθμητικών πράξεων Πρόσθεση Αφαίρεση Εκτέλεση λογικών πράξεων Άρνηση Σύζευξη/ Διάζευξη Συγκρίσεις 27

ΜΟΝΑΔΑ ΕΛΕΓΧΟΥ (CONTROL UNIT) Ελέγχει τη ροή δεδομένων από και προς την ΚΜΕ, τους καταχωρητές, τη μνήμη και τις περιφερειακές μονάδες Εισόδου/Εξόδου (Input/Output I/O) Χρησιμοποιεί ηλεκτρικά σήματα Χρησιμοποιεί τους εξής καταχωρητές: Καταχωρητής εντολών Αποκωδικοποιητής Απαριθμητής προγράμματος 28

ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ (REGISTERS) Γρήγορες αυτόνομες θέσεις αποθήκευσης για προσωρινή αποθήκευση δεδομένων 29

ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ (STATUS REGISTER) Περιέχει τιμές που δηλώνουν τις ιδιαίτερες καταστάσεις από την εκτέλεση πράξεων Παραδείγματα: Δηλώνει αν παράγεται κρατούμενο από την πρόσθεση δύο αριθμών Αν το αποτέλεσμα μίας πράξης είναι μηδέν Πρόσημο αριθμού 30

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ Αρχιτεκτονική: Πλήθος δυαδικών ψηφίων (bits) που μπορεί να επεξεργάζεται ταυτόχρονα (4, 8, 12, 16, 32 και 64 bits). Ταχύτητα: Ο χρόνος που απαιτείται για να εκτελεστεί μια μικρο-ενέργεια λέγεται χρόνος κύκλου επεξεργαστή. 31

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ Το αντίστροφο του χρόνου κύκλου εκτέλεσης καλείται συχνότητα ή ρυθμός του ρολογιού του επεξεργαστή και μετριέται σε Megahertz (MHz) ή Gigahertz (GHz). Το μέτρο της επεξεργαστικής ισχύος της CPU δίνεται σε MIPS (Millions Instructions Per Second) ή MFLOPS (Millions Floating Point Operations Per Second) 32

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - ΙΣΤΟΡΙΑ 1969: Intel 4004, 4bit, 740KHz, Ο πρώτος επεξεργαστής (φορητή αριθμομηχανή) 1979: Intel 8088, ο πρώτος 16bit επεξεργαστής με περίπου 29000 τρανζίστορς και με αρχικό χρονισμό στα 4.77MHz. 1985: Intel 80386 - Ήταν το πρώτο 32bit chip της Intel κατασκευασμένο από 275000 τρανζίστορς. Ο χρονισμός του έφτασε μέχρι τα 40MHz. 33

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - ΙΣΤΟΡΙΑ 1985: Intel 80486 Ενσωματωμένος μαθηματικός συνεπεξεργαστής Λανθάνουσα μνήμη (Cache) 1.200.000 Τρανζίστορ Έως 50 MHz 34

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - ΙΣΤΟΡΙΑ Αρχιτεκτονική P5 1993: Intel Pentium (Επεξεργασία φωτογραφίας και ήχου) 1996: Intel Pentium MMX: Ταχύτερος, μεγαλύτερη μνήμη cache (Επεξεργασία εικόνας και βίντεο) 35

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - ΙΣΤΟΡΙΑ Αρχιτεκτονική P6 1997: Intel Pentium II 7.500.000 Transistors Βάσεις δομένων, Υπηρεσίες διαδικτύου, Σχεδίαση 1999: Intel Pentium III Ταχύτητα στην κλίμακα των GHz Τρισδιάστατα γραφικά, streaming audio, 2000: Intel Pentium IV 32bit 2004: Intel Pentium IV 64bit Επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο 2005: Intel Pentium IV D Δύο πυρήνες σε διαφορετικά κυκλώματα 36

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - ΙΣΤΟΡΙΑ Πολυπύρηνους επεξεργαστής 2006: Intel Core 2 (Duo, Quad) 2010: Intel Core i3, i5, i7 AMD Επεξεργαστές Πιο φθηνοί και σε ορισμένες περιπτώσεις καλύτεροι 37

ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ MOORE (1965) Η παρατήρηση πως ο αριθμός των τρανζίστορ ενός πυκνού ολοκληρωμένου κυκλώματος διπλασιάζεται κάθε δύο χρόνια. Το 2015 η Intel επιβεβαίωσε τις προβλέψεις που ήθελαν τον ρυθμό επιβεβαίωσης του «Νόμου του Μουρ» να επιβραδύνεται. 38

ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ MOORE (1965) 39

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ (MAIN MEMORY) Κύρια ή Κεντρική μνήμη είναι η μονάδα όπου αποθηκεύονται τα δεδομένα, τα προγράμματα και τα αποτελέσματα που παράγονται από την εκτέλεση των προγραμμάτων. Συλλογή από θέσεις αποθήκευσης (λέξεις), κάθε μια από τις οποίες διαθέτει ένα μοναδικό αναγνωριστικό που καλείται διεύθυνση μνήμης (address). 40

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ (MAIN MEMORY) Βασικά Χαρακτηριστικά: Πλήθος χαρακτήρων (bytes) που μπορεί να αποθηκεύσει Η ταχύτητα ανάγνωσης των δεδομένων Η ταχύτητα εγγραφής των δεδομένων Αξιοπιστία 41

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ/ΕΓΓΡΑΦΗ Ανάγνωση: Η ΚΜΕ στέλνει: Τον κωδικό της πράξης ανάγνωσης Τη διεύθυνση της λέξης Η μνήμη επιστρέφει τα bit της λέξης Εγγραφή: Η ΚΜΕ στέλνει: Τον κωδικό της πράξης εγγραφής Τη διεύθυνση της λέξης Τα bit που θέλει να γράψει Η μνήμη εκτελεί την αλλαγή 42

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ - ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ Ένα bit (Binary digit) είναι η στοιχειώδης μονάδα που κρατάει πληροφορία Στα ημιαγωγικά μέσα, αυτό αντιπροσωπεύεται από την ύπαρξη ή όχι ηλεκτρικού ρεύματος Στα μαγνητικά μέσα από τη μαγνήτιση ενός στοιχειώδους σημείου Στα οπτικά μέσα από μικρά βαθουλώματα Το Byte είναι η βασική μονάδα που δίνει τη δυνατότητα μέτρησης στη μνήμη ενός χαρακτήρα. Αποτελείται από 8 bits 43

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ - ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ Μονάδα Σύνολο Bytes 1 kilobyte (ΚΒ) 2 10 =1024 1 megabyte (ΜΒ) 2 20 =1.048.576 1 gigabyte (GΒ) 2 30 =1.073.741.824 1 terabyte (TΒ) 2 40 1 petabyte (PΒ) 2 50 1 exabyte (EΒ) 2 60 44

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ - ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ Μέγεθος αρχείων Από μερικά bytes έως μερικά ΜΒ Ένα απλό αρχείο χρήστη είναι περίπου 100 ΚΒ Ένας φάκελος με αρχεία του χρήστη μπορεί να είναι και αρκετά ΜΒ 45

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ - ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ Τα δεδομένα μεταφέρονται από και προς τη μνήμη σε ομάδες από bits οι οποίες ονομάζονται λέξεις. Μια λέξη μπορεί να είναι μια ομάδα των 8, 16, 32, 64 bits (1, 2, 3, 4 bytes). Αν η κύρια μνήμη αποτελείται από 64 λέξεις των 16 bits η καθεμιά, πόσα bytes είναι το συνολικό της μέγεθος; 16 bits = 2 bytes, 64x2 = 128 bytes 46

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ ΧΩΡΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΕΩΝ Το σύνολο όλων των διαφορετικών διευθύνσεων λέγεται χώρος διευθύνσεων (address space) και το πλήθος τους είναι το μέγεθος του χώρου διευθύνσεων. 47

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ ΧΩΡΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΕΩΝ Γενικά, αν μια μνήμη περιέχει Ν λέξεις, οι διευθύνσεις πρέπει να έχουν μήκος log2n bits. Ισοδύναμα, αν οι διευθύνσεις έχουν μήκος n bits, η μνήμη έχει 2 n λέξεις. Η διεύθυνση της πρώτης λέξης είναι η 000000000 0000 και η διεύθυνση της τελευταίας λέξης είναι η 111111111 1111 48

ΜΝΗΜΗ Η/Υ- ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ Κύρια ή Κεντρική Μνήμη Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης (RAM) Μνήμη Μόνο Ανάγνωσης (ROM) Λανθάνουσα Μνήμη (Cache Memory) Δευτερεύουσα ή Περιφερειακή Μνήμη Μαγνητικοί Δίσκοι Μαγνητικές Ταινίες Οπτικοί Δίσκοι 49

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ RΑM RAM (Random Access Memory): Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης 50

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ RΑM Υπάρχει δυνατότητα μεταβολής του περιεχομένου της. Μόνο για προσωρινή αποθήκευση δεδομένων Χρειάζεται συνεχή τροφοδοσία. Όταν διακοπεί η λειτουργία του υπολογιστή τα περιεχόμενα της χάνονται Μπορούμε να προσπελάσουμε τα δεδομένα της με τυχαία και όχι ακολουθιακή σειρά 51

ΠΟΣΗ ΜΝΗΜΗ ΕIΝΑΙ ΑΡΚΕΤΗ? Winxp με χρήση Word: 512 ΜΒ Windows7 με Word, Browsers και games:4 GB Photoshop, premiere, autocad: 8GB Τα 4GB είναι το όριο μνήμης για 32bit συστήματα: (έως 3,8Gb αναγνωρίζει ο υπολογιστής) 52

ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΜΝΗΜΩΝ Οι σημερινές κεντρικές μνήμες χρησιμοποιούν για την υλοποίηση τους στοιχεία ημιαγωγών (τρανζίστορ). Στον ENIAC χρησιμοποιήθηκαν λυχνίες κενού Μία λυχνία κενού είχε τη δυνατότητα αποθήκευσης ενός bit Αργότερα (1960-1975) χρησιμοποιήθηκαν μνήμες μαγνητικών δακτυλίων Οι μνήμες ημιαγωγών βασίζουν τη λειτουργία τους στην ύπαρξη ή όχι ηλεκτρικών φορτίων (για την αναπαράσταση του 0 και του 1) 53

ΣΤΑΤΙΚΗ RΑM Static RAM - SRAM: Αντί για πυκνωτές χρησιμοποιούνται 4 έως 6 τρανζίστορ ανά Bit αποθήκευσης Δεν απαιτούν κύκλωμα ανανέωσης Έχει την ικανότητα να διατηρεί αναλλοίωτα τα περιεχόμενά της για όσο χρονικό διάστημα τροφοδοτείται με ρεύμα, χωρίς να απαιτείται κάποια επιπλέον εξωτερική επέμβαση. 54

ΣΤΑΤΙΚΗ RΑM Η πολυπλοκότητα και ο μεγάλος αριθμός transistors που χρησιμοποιούνται για τη μνήμη SRAM, είναι ο βασικότερος λόγος, εξαιτίας του οποίου η μνήμη SRAM έχει μεγαλύτερο κόστος από την DRAM Το μέγεθος της SRAM είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος της DRAM 30 φορές πιο γρήγορες 30 φορές λιγότερο πυκνές 55

ΔΥΝΑΜΙΚΗ RΑM Dynamic RAM - DRAM: Αποτελείται από πυκνωτές και τρανζίστορ Ο πυκνωτής αποθηκεύει ή όχι το φορτίο κάτω από τον έλεγχο του τρανζίστορ που λειτουργεί ως διακόπτης Οι πυκνωτές χάνουν το φορτίο τους (άρα και τα δεδομένα), οπότε χρειάζεται συνεχής ανανέωση Διατηρεί αναλλοίωτα τα περιεχόμενά της, μόνο αν γίνεται συνεχής αναζωογόνηση σε αυτά από ένα ειδικό κύκλωμα που ονομάζεται refresh circuit (κύκλωμα αναζωογόνησης) 56

ΔΥΝΑΜΙΚΗ RΑM Όλοι οι υπολογιστές χρησιμοποιούν για κύρια μνήμη την DRAM αντί της SRAM, παρόλο που η DRAM είναι σημαντικά αργότερη και απαιτεί το κύκλωμα αναζωογόνησης. Ο λόγος που χρησιμοποιείται η DRAM είναι απλός: είναι πολύ πιο φθηνή από την SRAM, ενώ το chip της έχει μεγέθος περίπου ίσο με το 1/4 του μεγέθους του chip της SRAM. 57

ΣΥΓΚΡΙΣΗ SRΑM DRAM Απλότητα: Η SRAM δεν απαιτεί κάποιο εξωτερικό παράγοντα, ο οποίος θα ανανεώνει συνεχώς τα περιεχόμενά της, προκειμένου αυτά να παραμείνουν "αναλλοίωτα". Ταχύτητα: Η SRAM είναι σαφώς γρηγορότερη από την DRAM. Κόστος: Η SRAM έχει μεγαλύτερο κόστος αποθήκευσης για κάθε byte σε σχέση με τη μνήμη DRAM. Μέγεθος: Όσον αφορά το μέγεθος η SRAM καταλαμβάνει πολύ περισσότερο χώρο πάνω στη μητρική 58

ΣΥΓΚΡΙΣΗ SRΑM DRAM SRAM DRAM 59

ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ Τα συνηθισμένα chips των μνημών για τους προσωπικούς υπολογιστές, κυκλοφορούν σήμερα ομαδοποιημένα πάνω σε μικρές πλακέτες, που λέγονται DIMMs (Dual In-Line Memory Module) DIMMs: Στις πλακέτες αυτές υπάρχουν επαφές και στις δύο πλευρές SIMM (Single In Line Memory Module): Παλιότερες υλοποιήσεις Φτάνουν σε χωρητικότητες έως και τα 8GB (2015) Παλαιότερα, περιελάμβαναν 168 επαφές με μία εγκοπή σε κάθε πλευρά και δύο εγκοπές στην πλευρά επαφής (SDRAM DIMMS). Τα DDR DIMMs έχουν 184 επαφές. Τα DDR2 και DDR3 DIMMs έχουν 240 επαφές 60

ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ 61

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ RΟM ROM (Read Only Memory): Μνήμη Μόνο Ανάγνωσης Μόνο ανάγνωση δεδομένων (όχι εγγραφή ή διαγραφή) Δεν χάνεται το περιεχόμενο με διακοπή της τροφοδοσίας Περιέχει τις εντολές και τα δεδομένα που είναι απαραίτητα για την έναρξη του Η/Υ. Υλοποιείται σε ατομικά ολοκληρωμένα κυκλώματα (chips) 62

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ RΟM Καθαρή ROM: Οι πληροφορίες έχουν αποθηκευθεί εκ κατασκευής και δεν είναι δυνατή η μεταβολή τους PROM (Programmable ROM Προγραμματίσιμη ROM): Μπορεί να προγραμματιστεί εκ των υστέρων με ειδική συσκευή EPROM (Erasable Rom Σβέσιμη προγραμματίσιμη ROM):Μπορεί να σβηστεί με ειδική συσκευή EEPROM (Electrically Erasable PROM Ηλεκτρονικά σβέσιμη προγραμματίσιμη ROM) :Μπορεί να σβηστεί και να επαναπρογραμματιστεί χωρίς τη βοήθεια ειδικής συσκευής 63

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ RΟM ROM BIOS(Read Only Memory Basic Input Output System): Ολοκληρωμένο κύκλωμα (chip) πάνω στη μητρική και περιέχει γραμμένο ειδικό λογισμικό Διαγνωστικό έλεγχος Φόρτωμα λειτουργικού συστήματος στην κεντρική μνήμη Επικοινωνία με περιφερειακές συσκευές (πληκτρολόγιο, δίσκος, οθόνη) 64

ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ RΟM Bios υλοποιημένο σε μνήμη ROM υπάρχει και σε κάρτες περιφερειακών συσκευών Κάρτες οθόνης Κάρτες δικτύου Προσαρμογείς SCSI Firmware (σταθερολογισμικό): Bios υλοποιημένο σε μνήμη ROM (ολοκληρωμένα κυκλώματα και όχι στο σκληρό) σε περιφερειακές συσκευές Flash Bios: Χρησιμοποιείται σήμερα (τύπου EEPROM) και έχει το πλεονέκτημα ότι είναι αναβαθμίσιμο 65

ΕΙΔΙΚΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΥΡΙΑΣ ΜΝΗΜΗΣ Οι εικόνες της οθόνης αποθηκεύονται στη μνήμη γραφικών πάνω στην κάρτα γραφικών. Το μέγεθος της μνήμης καθορίζει: Ποιότητα εικόνας Μέγιστη ανάλυση Πλήθος χρωμάτων Μνήμη CMOS: Μνήμη χαμηλής κατανάλωσης, λειτουργεί με μικρή μπαταρία Αποθήκευση ρυθμίσεων, ώρας, γεωμετρία δίσκων 66

ΕΙΔΙΚΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΥΡΙΑΣ ΜΝΗΜΗΣ Buffer (Ενδιάμεση μνήμη): Τμήμα της Κύριας Μνήμης για προσωρινή αποθήκευση δεδομένων κατά τη μεταφορά τους από και προς περιφερειακές συσκευές Π.χ. αλλαγές σε έγγραφο του word Ενημερώνεται η ενδιάμεση μνήμη Οι αλλαγές εγγράφονται στο δίσκο μόνο εάν ο χρήστης πατήσει αποθήκευση Πολύ πιο αποδοτικό από το να αποθηκεύονται συνέχεια στο δίσκο Registers (Καταχωρητές): Αποτελούν το ταχύτερο στοιχείο της μνήμης, υλοποιούνται εντός του επεξεργαστή 67

ΚΡΥΦΗ ΜΝΗΜΗ Cache (ή Λανθάνουσα Μνήμη): Μνήμη SRAM που περιέχει αντίγραφα τμημάτων της κύριας μνήμης (RAM) για γρήγορη προσπέλαση από την ΚΜΕ Η κρυφή μνήμη μεσολαβεί μεταξύ ΚΜΕ και κύριας μνήμης. Είναι ταχύτερη της κύριας μνήμης, αλλά βραδύτερη των καταχωρητών. Η κύρια μνήμη προσπελάζεται μόνο όποτε η ζητούμενη θέση δεν βρίσκεται ήδη στην κρυφή 68

ΕΠΙΠΕΔΑ ΚΡΥΦΗΣ ΜΝΗΜΗΣ Level 1 (L1 cache): Εμπεριέχεται στον επεξεργαστή (on-chip) και λειτουργεί στην ίδια ταχύτητα με αυτόν Level 2 (L2 cache): Έχει συνήθως περισσότερο χώρο αποθήκευσης και σχετικά μεγαλύτερο χρόνο προσπέλασης. Level 3 (L3 cache): Εκτός επεξεργαστή (off-chip) Χωρητικότητα: L1<L2<L3 Ταχύτητα: L1>L2>L3 69

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΚΡΥΦΗΣ ΜΝΗΜΗΣ 70

ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΕΠΙΔΟΣΗ Ταχύτητα και αρχιτεκτονική της ΚΜΕ Ποσότητα και ταχύτητα της κεντρικής μνήμης και της αντίστοιχης αρτηρίας Χαρακτηριστικά της αρτηρίας εισόδου εξόδου Η οικογένεια των ολοκληρωμένων υποστήριξης 71

ΕΠΙΔΟΣΕΙΣ Η ταχύτητα των περιφερειακών Η ταχύτητα του δίσκου Ο τύπος της εκτελούμενης εφαρμογής, Το λειτουργικό σύστημα Η αποδοτικότητα του αλγορίθμου που χρησιμοποιείται, η γλώσσα προγραμματισμού στην οποία υλοποιείται 72

ΧΡΟΝΟΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Χρόνος απόκρισης (response time) υπολογιστή σε συγκεκριμένο έργο που θα του ανατεθεί. 73

ΧΡΟΝΟΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ Για οθόνες: Απευθύνεται σε gamers Ο χρόνος που χρειάζονται τα pixels για να αλλάξουν χρώμα Μετριέται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου (miliseconds, ms) Εάν > 8ms μπορεί να μειώσουν σημαντικά την ποιότητα της απεικόνισης 74

ΔΙΕΚΠΕΡΑΙΩΤΙΚΟΤΗΤΑ Διεκπεραιωτικότητα (throughput): Πλήθος των εργασιών που ολοκληρώνει στη μονάδα του χρόνου Σύστημα επεξεργασίας εργασιών: σε έργα ανά δευτερόλεπτο Για διαδραστικά συστήματα: σε εξυπηρετούμενες αιτήσεις ανά δευτερόλεπτο. 75

ΔΙΕΚΠΕΡΑΙΩΤΙΚΟΤΗΤΑ Για επιδόσεις κεντρικής μονάδας επεξεργασίας: σε ΜIPs ή MFLOPs Στα δίκτυα: Σε μεταδιδόμενα bits ανά δευτερόλεπτο (bps - bits per second). Στα συστήματα επεξεργασίας δοσοληψιών: σε δοσοληψίες ανά δευτερόλεπτο (TPS) 76

ΔΙΕΚΠΕΡΑΙΩΤΙΚΟΤΗΤΑ Η διεκπεραιωτικότητα ενός συστήματος, γενικά αυξάνει κατά την αρχική αύξηση φόρτου. Όταν το φορτίο ξεπεράσει ένα ορισμένο όριο, η διεκπεραιωτικότητα παύει να αυξάνει, ή και αρχίζει να πέφτει. Η μεγίστη επιτεύξιμη διεκπεραιωτικότητα είναι γνωστή ως ονομαστική χωρητικότητα. Για παράδειγμα, στα δίκτυα, η ονομαστική χωρητικότητα είναι γνωστή ως εύρος ζώνης και εκφράζεται σε bps. 77

ΠΡΟΤΥΠΑ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Η εκτίμηση των επιδόσεων (performance) ενός συστήματος υπολογιστή είναι δύσκολη και αποτελεί πεδίο έντονων διαφωνιών. Ένας γενικά αποδεκτός τρόπος αξιολόγησης συστημάτων υπολογιστών, είναι η χρήση ειδικών προγραμμάτων γνωστών ως προτύπων συγκριτικής αξιολόγησης (benchmarks) Τα πρότυπα συγκριτικής αξιολόγησης, επάγουν στον υπολογιστή συγκεκριμένο φόρτο, με στόχο την καλύτερη δυνατή πρόβλεψη για τις επιδόσεις στον πραγματικό αναμενόμενο φόρτο. 78

ΠΡΟΤΥΠΑ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Εκατομμύρια εντολές ανά δευτερόλεπτο (Million Instructions Per Second - MIPS) Αναφέρεται στο πόσο γρήγορα ένα σύστημα μπορεί να εκτελέσει εντολές. Είναι χρήσιμο μέτρο μόνο για επεξεργαστές της ίδιας εταιρίας που υποστηρίζουν το ίδιο ακριβώς σύνολο εντολών. 79

ΠΡΟΤΥΠΑ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Εκατομμύρια πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο (Million Floating Point Operations Per Second - MFLOPS) Μέτρηση με μεγαλύτερη αξία σε επιστημονικές εφαρμογές. Οι σύγχρονοι μικροεπεξεργαστές γίνονται όλο και ταχύτεροι σε πράξεις κινητής υποδιαστολής σε βαθμό μάλιστα που εισάγονται περιορισμοί από την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων από και προς την μνήμη. Για το λόγο αυτό η μέτρηση αυτή γίνεται λιγότερο χρήσιμη. 80

ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ, ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ, ΔΙΕΠΑΦΕΣ Διασύνδεση υποσυστημάτων Μεταφορά δεδομένων μεταξύ υποσυστημάτων Ενδιάμεσο σύστημα Διεπαφή (interface) Ελεγκτήρες (controllers): έναν για κάθε άκρη Ελεγκτές δίσκου, μνήμης USB Σύνδεση Καλωδιοταινία Τυπωμένοι αγωγοί Αναλογικό λογισμικό (οδηγός συσκευής - driver) Ελέγχει τη λειτουργία της διεπαφής με βάση κάποιο πρωτόκολλο λειτουργίας 81