ΑΠΛΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Μάθημα 3ο
Ο εγκέφαλος: ο επεξεργαστής

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος ελέγχει τα πάντα. Όλες οι λειτουργίες έχουν να κάνουν με τον εγκέφαλο. Κατά μια έννοια, είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας του ανθρώπινου οργανισμού. Παρόμοια, ο βασικός μικροεπεξεργαστής, η επεξεργαστής του υπολογιστή σας είναι ο εγκέφαλος του.
Το PC βέβαια, ούτε καν προσεγγίζει την ανθρώπινη σκέψη, .......

όμως ο επεξεργαστής είναι το σημείο όπου γίνεται το μεγαλύτερο μέρος της επεξεργασίας των δεδομένων.

Ο επεξεργαστής δεν είναι μόνο ο εγκέφαλος του υπολογιστή, αλλά και η καρδιά του. Ο ηλεκτρικός παλμός που παράγεται από τον επεξεργαστή, ο παλμός ρολογιού η απλώς ρολόι, καθορίζει την ταχύτητα με την οποία γίνεται η επεξεργασία του μεγαλύτερου μέρους των δεδομένων μέσα στον υπολογιστή. Τα ζωτικά στοιχεία του υπολογιστή, όπως η μνήμη, εξαρτώνται από το ρολόι του επεξεργαστή, και η ταχύτητα λειτουργίας τους καθορίζεται σε κτύπους ρολογιού η πολλαπλάσια τους. Το ρολόι του επεξεργαστή συγχρονίζει τα πάντα, ώστε η ταχύτητα μεταφοράς των δεδομένων ανάμεσα στα στοιχεία της μητρικής κάρτας να γίνεται με συγκεκριμένο ρυθμό.
Ο επεξεργαστής βασικά, είναι μια συλλογή από τρανζίστορ για την ακρίβεια από πολλά τρανζίστορ. Ο μικροεπεξεργαστής Intel Pentium 4 περιέχει περισσότερα από 55 εκατομμύρια τρανζίστορ, και μπορείτε να παρομοιάσετε καθένα από αυτά με μικροσκοπικό διακόπτη που είναι είτε ανοιχτός (και επιτρέπει τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος) είτε κλειστός (οπότε δεν επιτρέπεται η διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος).

Οι θέσεις του διακόπτη (ανοικτός-κλειστός) αντιστοιχούν στις τιμές 1 και 0, οι οποίες απαρτίζουν το δυαδικό αριθμητικό σύστημα και τη δυαδική γλώσσα που «καταλαβαίνει» ο υπολογιστής.
Παρόλο που οι εφαρμογές συνήθως γράφονται σε γλώσσες υπολογιστή τις οποίες μπορούν εύκολα να χειριστούν οι χρήστες, το PC καταλαβαίνει μόνο τη γλώσσα μηχανής, η οποία είναι ένα βασικό σύνολο εντολών που στέλνονται στον επεξεργαστή για να χειριστεί και να αποθηκεύσει τιμές, καθώς και για να απαντήσει σε λογικές ερωτήσεις που αφορούν τις τιμές Κατά τη δημιουργία ενός προγράμματος, ο αναγνώσιμος από τους ανθρώπους κώδικας που χρησιμοποιεί ο δημιουργός του μεταφράζεται σε κώδικα γλώσσας μηχανής που καταλαβαίνει το PC.

Συσκευές αποθήκευσης

Ανέφερα νωρίτερα ότι ορισμένα τσιπ της μητρικής κάρτας του υπολογιστή σας αποτελούν την κύρια μνήμη του υπολογιστή. Επίσης ένα μέρος του υπολογιστή σας είναι υπεύθυνο για την αποθήκευση όλων των εφαρμογών, δεδομένων, και αρχείων που δεν χρησιμοποιείτε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Αυτές οι συσκευές αποθήκευσης δεν αποτελούν τμήμα της μητρικής κάρτας, όπως συμβαίνει με τη RAM.. (Παρόλο που τα τσιπ της μνήμης RAM μπορούν να αφαιρεθούν εύκολα, θεωρούνται τμήμα της μητρικής κάρτας). Οι συσκευές αυτές συνδέονται κατευθείαν στην μητρική κάρτα με επίπεδα, φαρδιά καλώδια, τα οποία ονομάζονται καλωδιοταινιες. Οι συσκευές αποθήκευσης στερεώνονται στο κουτί του υπολογιστή, και διαχωρίζονται σε τρεις τύπους.
Ο πιο συνηθισμένος τύπος, ο οποίος βρίσκεται στο εσωτερικό κάθε υπολογιστή, ονομάζεται σκληρός δίσκος. (hard disk). Οι σκληροί δίσκοι είναι σφραγισμένα κουτιά που περιέχουν μια η περισσοτερες πλάκες από σκληρό μέταλλο, περασμένες σε ένα άξονα όπως περίπου μια στοίβα δίσκων σε ένα παλιό τζουκ μποξ. Υπάρχει μια βασική διαφορά όμως: ανάμεσα σε κάθε πλάκα υπάρχει ένας μικροσκοπικός κενός χώρος, στον οποίο κινείται ένας μεταλλικός βραχίονας χωρίς να αγγίζει τις πλάκες, ανάμεσα στις οποίες μετακινείται.

Στο άκρο αυτού του βραχίονα (υπάρχει ένας για κάθε πλάκα) βρίσκεται η κεφαλη ανάγνωσης/εγγραφής. Οι κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής τροποποιούν το μαγνητικό υλικό που είναι ενσωματωμένο σε κάθε πλάκα, και οι αλλαγές του υλικού ερμηνεύονται από το PC ως προγράμματα, δεδομένα, η το ίδιο το λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows XP που είναι αποθηκευμένο στο σκληρό δίσκο του υπολογιστή.
Οι πλάκες των σκληρών δίσκων περιστρέφονται με απίστευτες ταχύτητες στους σημερινούς σκληρούς δίσκους, από 7200 μέχρι 10.000 στροφές ανά λεπτό. Όπως μπορείτε να υποθέσετε, όσο πιο γρήγορα περιστρέφονται οι πλάκες τόσο πιο γρήγορα μπορεί να ανακτηθεί το περιεχόμενο τους. ( Στην πραγματικότητα, τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά). Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες- όπως το πόσο γρήγορα μπορεί να μετακινείται με ακρίβεια η κεφαλη ανάγνωσης/εγγραφής- που καθορίζουν τις επιδόσεις των σκληρών δίσκων. Εξαιτίας της κίνησης του αέρα που προκαλείται στο εσωτερικό του σκληρού δίσκου κατά την περιστροφή των πλακών, οι κεφαλες ανάγνωσης /εγγραφής σχεδόν αιωρούνται πάνω από τις επιφάνειες των πλακών.

Υπάρχουν πολλοί λόγοι που οδηγούν σε βλάβες των σκληρών δίσκων, αν και στο παρελθόν ο πιο συνηθισμένος ήταν η τυχαία επαφή της κεφαλης ανάγνωσης/εγγραφής με κάποια πλάκα. Λογω των αυξημένων ταχυτήτων το συμβάν αυτό περιγράφεται καλύτερα με την αγγλική λέξη crash (σύγκρουση), γι αυτό και επικράτησε ο ορος αυτός (στα ελληνικά λέμε ότι ο δίσκος έχει «κρασαρει»). Οι σκληροί δίσκοι είναι συνήθως μόνιμα στερεωμένοι στο εσωτερικό του υπολογιστή, αν και υπάρχουν εξαιρέσεις. Επίσης, οι σκληροί δίσκοι δε χρησιμοποιούνται συχνά για τη μεταφορά δεδομένων.
Ο επόμενος πιο συνηθισμένος τύπος συσκευής αποθήκευσης, ξεπερασμένος όμως στα σημερινά PC, είναι η μονάδα δισκέτας που αποθηκεύει δεδομένα σε δισκέτες. Οι δισκέτες και οι σκληροί δίσκοι λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο, οι μονάδες δισκέτας χρησιμοποιούν και αυτές το μαγνητισμό για την αποθήκευση δεδομένων στο ειδικό υλικό που συνήθως καλύπτει και τις δυο πλευρές των δισκετών.
Ωστόσο υπάρχουν μεγάλες διαφορές ανάμεσα στις δισκέτες και στους σκληρούς δίσκους. Επομένως οι δισκέτες σήμερα δεν είναι πρακτικές για τους περισσότερους χρήστες και η συνεχής παρουσια τους στα PC οφείλεται κυρίως στην ιστορική αξία τους.
Ορισμένα PC, μάλιστα δεν έχουν καν μονάδα δισκέτας, και αν χρησιμοποιούνται ως σταθμοί εργασίας σε μεγάλα δίκτυα μπορεί να μην διαθέτουν κανέναν τύπο μονάδας δισκέτας.

Ο τρίτος τύπος συσκευής αποθήκευσης, που σίγουρα θα διαθέτει ο υπολογιστής σας είναι η μονάδα οπτικής αποθήκευσης, οι γνωστές μονάδες DVD η CD που χρησιμοποιούν ακτίνα λέιζερ για την ανάγνωση (και την εγγραφή, αν πρόκειται για μονάδες εγγραφής) πληροφοριών σε πλαστικούς δίσκους 5 ιντσών. Ένας δίσκος DVD μπορεί να έχει αποθηκευτικό χώρο ισο με το 1/15 περίπου ενός σκληρού δίσκου, ενώ ο αποθηκευτικός χώρος ενός δίσκου CD είναι ισος με το 1/10 περίπου ενός δίσκου DVD.
Αντίθετα με τις δισκέτες οι δίσκοι CD και DVD κρίνονται επαρκείς ως προς τη χωρητικότητα τους για τη μεταφορά μεγάλου όγκου δεδομένων. Η μεγάλη διάδοση τους οφείλεται στο γεγονός ότι οι χρήστες μπορούν να αποθηκεύουν πληροφορίες σε εγγράψιμους δίσκους CD, τους οποίους μπορούν να χρησιμοποιούν σε οποιονδήποτε υπολογιστή, αφού όλες σχεδόν οι μονάδες CD είναι συμβατές με όλα τα CD. Όσον αφορά τους δίσκους DVD, αυτοί ακόμα εξελίσσονται αλλά οι συνηθισμένοι δίσκοι DVD μόνο για ανάγνωση (read-only) κυκλοφορούν παντού, και έτσι μπορείτε να παρακολουθείτε ταινίες στο φορητό υπολογιστή σας η να παίζετε υπέροχα παιχνίδια με εκπληκτικής ποιότητας γραφικά σε πλήρη οθόνη.

Ένας τέταρτος τύπος αποθήκευσης είναι τα USB Flash Drive (φλας ντραιβ η φλασακι η στικακι μνήμης) τα οποία είναι φορητά.
Το USB flash drive είναι μια πολύ μικρή συσκευή αποθήκευσης δεδομένων. Συνδέεται με τον υπολογιστή μέσω θύρας USB και αποθηκεύει δεδομένα σε ολοκληρωμένα κυκλώματα (τσιπ) μνήμης που βρίσκονται στο εσωτερικό του. Το είδος αυτών των τσιπ ονομάζεται «μνήμη flash» ( φλας - 'flash memory') και γι αυτόν το λόγο η συσκευή ονομάζεται flash drive. Όση ώρα είναι συνδεδεμένο στον υπολογιστή μπορούμε σε αυτό να γράψουμε η να διαβάσουμε δεδομένα με μεγάλη ταχύτητα ενώ όταν το αποσυνδέσουμε τα δεδομένα μας παραμένουν στο τσιπ μνήμης για απεριόριστο χρόνο. Είναι πολύ πρακτικό επειδή έχει πολύ μικρό μέγεθος και επειδή δεν είναι τόσο ευαίσθητο σε χτυπήματα, θερμοκρασιακές μεταβολές κλπ, όσο άλλα μέσα αποθήκευσης.

Συνηθισμένες χωρητικότητες USB flash drive είναι 2-4-8 και 16 GBytes ενώ υπάρχουν και μεγαλύτερες.

Συμβουλή: δυστυχώς όσο πιο πολύ χρησιμοποιείτε τον υπολογιστή σας, τόσο πιο πιθανό είναι να μειωθεί ο αποθηκευτικός χώρος. Ποιο μέγεθος αποθηκευτικού χώρου είναι αρκετό; Η απάντηση εξαρτάται από το πώς χρησιμοποιείτε τον υπολογιστή και τις αναγκες σας στο παρόν και στο μέλλον. Να μια πολύ χρήσιμη γενική οδηγία: αν πιστεύετε ότι δε θα χρησιμοποιήσετε τον υπολογιστή σας μόνο για την ανταλλαγή μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, αγοράστε όσο πιο πολύ αποθηκευτικό χωρο μπορείτε. Δε χρειάζεται πάντως να αγοράσετε το μεγαλύτερο και γρηγορότερο δίσκο που κυκλοφορεί. Όταν λογαριάζετε το συνολικό κόστος του υπολογιστή που θέλετε να αγοράσετε, σκεφτείτε πόσα θα διαθέσετε για ολόκληρο το σύστημα, πόσα προτίθεστε να διαθέσετε για την αγορά σκληρού δίσκου, και βρείτε σε πόσο αποθηκευτικό χωρο αντιστοιχούν τα χρήματα αυτά. Στη συνέχεια, αγοράστε το μεγαλύτερο δίσκο που μπορείτε ανάλογα με τα χρήματα που διαθέτετε.

ΓΙΑΝΝΗΣ ΠΕΤΣΕΛΗΣ
Ηλεκτρονικός