Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Ηλεκτρονικός υπολογιστής»

Αναίρεση έκδοσης 5645455 από τον 87.202.127.150 (Συζήτηση)
(Αναίρεση έκδοσης 5645455 από τον 87.202.127.150 (Συζήτηση))
Ετικέτα: μεγάλη προσθήκη
[[Αρχείο:Expo Comm Wireless Japan 2008 Sony VAIO Z.jpg|thumb|220px|Σύγχρονος φορητός υπολογιστής]]
[[Image:IBM Blue Gene P supercomputer.jpg|thumb|220px|Υπερυπολογιστής Blue Gene/P στο Argonne National Laboratory]]
 
Ο '''ηλεκτρονικός υπολογιστής''' είναι μια [[μηχανή]] κατασκευασμένη κυρίως από ψηφιακά [[ηλεκτρονικό κύκλωμα|ηλεκτρονικά κυκλώματα]] και δευτερευόντως από ηλεκτρικά και μηχανικά συστήματα, και έχει ως σκοπό να επεξεργάζεται [[πληροφορία|πληροφορίες]]. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι ένα αυτοματοποιημένο, ηλεκτρονικό, ψηφιακό [[επαναπρο­γραμ­ματιζόμενο σύστημα]] γενικής χρήσης το οποίο μπορεί να επεξεργάζεται δεδομένα βάσει ενός συνόλου προκαθορισμένων οδηγιών, των εντολών που συνολικά ονομάζονται [[πρόγραμμα υπολογιστή|πρόγραμμα]].
 
Κάθε [[υπολογιστικό σύστημα]], όσο μεγάλο ή μικρό κι αν είναι, αποτελείται από το υλικό μέρος ([[hardware]]) και το λογισμικό ([[Λογισμικό|software]]). Τα βασικά στοιχεία του υλικού μέρους του υπολογιστή είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας ([[ΚΜΕ]], αγγλ. CPU, Central Prossesing Unit), η κεντρική μνήμη ([[RAM]] & [[ROM (μνήμη)|ROM]]-[[BIOS]]), οι μονάδες εισόδου - εξόδου ([[πληκτρολόγιο]], [[Ποντίκι (συσκευή)|ποντίκι]], [[οθόνη]] κ.α.), οι εσωτερικές (ή εξωτερικές) μονάδες ανάγνωσης και αποθήκευσης δεδομένων όπως [[σκληρός δίσκος]], [[DVD]], SSD (Solid State Drive) και οι [[περιφερειακή συσκευή|περιφερειακές συσκευές]] όπως [[εκτυπωτής]], [[σαρωτής]], [[μόντεμ]] κ.α.).
 
Υπάρχουν διάφοροι τύποι υπολογιστών οι οποίοι διαφέρουν κατά το μέγεθος, τις δυνατότητες ([[επεξεργαστική ισχύς]]) και την [[αρχιτεκτονική υπολογιστών|αρχιτεκτονική]] τους, δηλαδή τον τρόπο που τα βασικά τους μέρη συνδέονται και συνεργάζονται μεταξύ τους. Στην πιο διαδεδομένη κατηγορία υπολογιστών ανήκουν οι [[μικροϋπολογιστής|μικροϋπολογιστές]]. Στους μικροϋπολογιστές τα βασικά εξαρτήματα, όπως ο επεξεργαστής, η μνήμη κ.ά., βρίσκονται τοποθετημένα σ' ένα [[τυπωμένο κύκλωμα]] που ονομάζεται [[μητρική κάρτα]] (αγγλ. Motherboard ή MoBo). Εκτός από τον επεξεργαστή και τη μνήμη, πάνω στη μητρική βρίσκονται οι θέσεις επέκτασης στις οποίες τοποθετούνται οι διάφορες κάρτες, γραφικών, ήχου κ.λπ.). Στη μητρική επίσης βρίσκονται υποδοχές για τη σύνδεση διαφόρων άλλων συσκευών (όπως ο σκληρός δίσκος, η οπτική μονάδα ανάγνωσης DVD, card reader κλπ), ή και προς επέκταση των ήδη εγκατεστημένων.
 
Το [[λογισμικό|λογισμικό του υπολογιστή]] αποτελείται από τα απαραίτητα [[πρόγραμμα υπολογιστή|προγράμματα]] που δίνουν τις κατάλληλες εντολές, για να λειτουργεί το υλικό μέρος. Συνίσταται δε από το [[λειτουργικό σύστημα]] (το βασικό πρόγραμμα για τη λειτουργία του Η/Υ καθώς και για την επικοινωνία του με τον άνθρωπο) και το λογισμικό εφαρμογών (πακέτα εφαρμογών, γλώσσες προγραμματισμού, εκπαιδευτικό λογισμικό, προγράμματα – εργαλεία κ.α.).
 
== Μερικά ιστορικά στοιχεία ==
[[Αρχείο:Arts et Metiers Pascaline dsc03869.jpg|thumb|right|H ''Pascaline'', υπολογιστική μηχανή που εφευρέθηκε από τοτον [[Μπλεζ Πασκάλ]]''Νομίζω ότιστα στην παγκόσμια αγορά χρειάζονται το πολύ πέντε υπολογιστές"''1645.]]
Οι άνθρωποι επινόησαν κατά την αρχαιότητα και το Μεσαίωνα διάφορες συσκευές για να μετρούν τον χρόνο (όπως ήταν οι [[κλεψύδρα|κλεψύδρες]]) ή για να μετρούν τις φαινόμενες μετακινήσεις των αστεριών ως βοήθημα στα θαλάσσια ταξίδια τους (όπως ήταν ο [[Μηχανισμός των Αντικυθήρων]]) ή για άλλες χρήσεις. Πολλές από τις εφευρέσεις χάθηκαν, (π.χ. οι πολεμικές μηχανές του [[Αρχιμήδης|Αρχιμήδη]]).
 
Με την πρόοδο των μαθηματικών, ειδικά μετά το 17ο αιώνα, έγινε προσπάθεια από κάποιους να κατασκευάσουν μηχανές υπολογισμών.
[[Αρχείο:Two women operating ENIAC.gif|thumb|left|O [[ENIAC]], ο πρώτος Ηλεκτρονικός Υπολογιστής γενικής χρήσης]][[Αρχείο:IBM PC 5150.jpg|thumb|right|To [[IBM PC]] του 1981, που αποτέλεσε σταδιακά πρότυπο για την εξέλιξη του σημερινού προσωπικού υπολογιστή]]
* Ο [[Τζον Νάπιερ]] (John Napier) το [[1614]] επινόησε μηχανή για υπολογισμό [[λογάριθμος|λογαρίθμων]].
* Ο [[Γουίλλιαμ Ότρεντ]] (William Oughtred) το [[1625]] επινόησε τον [[λογαριθμικός κανόνας|λογαριθμικό κανόνα]].
* Ο [[Μπλεζ Πασκάλ]] (Blaise Pascal) το [[1642]] κατασκεύασε μηχανή για προσθαφαιρέσεις.
* Ο [[Ζοζέφ Μαρί Ζακάρ]] (Josheph Marie Jackard), Γάλλος μηχανικός, επινόησε το [[1801]] μια [[υφαντική μηχανή]] με [[διάτρητη κάρτα|διάτρητες μεταλλικές κάρτες]], που καθοδηγούσαν την μηχανή να πλέκει διάφορα σχέδια, και τα υφάσματα που γίνονται με αυτό τον τρόπο ύφανσης φέρουν μέχρι σήμερα το όνομά του. Με αλλαγή των μεταλλικών καρτών άλλαζε το σχέδιο της πλέξης.
* Το [[1848]] ο [[Τζορτζ Μπουλ]] (''George Boole'') επινόησε την άλγεβρα που φέρει το όνομά του: [[Άλγεβρα Μπουλ]]. Εφαρμογές της βρίσκουμε στα ψηφιακά κυκλώματα, στους λογικούς συλλογισμούς και πρακτικά σε κάθε πρόγραμμα Η/Υ.
* Ο Βρετανός μαθηματικός [[Τσαρλς Μπάμπατζ]] (''Charles Babbage'') το [[1871]] σχεδίασε την [[Αναλυτική μηχανή]] του. Η μηχανή δεν μπορούσε να κατασκευαστεί με την τεχνολογία εκείνης της εποχής επειδή απαιτούσε πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια αλλά, όπως εξήγησε η κόρη του [[Λόρδος Βύρων|Λόρδου Βύρωνα]], η προικισμένη μαθηματικός και πρώτη προγραμματίστρια υπολογιστών [[Άντα Λάβλεϊς]] (Ada Lovelace), ήταν τόσο πολυδύναμη που θα είχε ανυπολόγιστη αξία αργότερα.
* Το [[1890]] ο Αμερικανός μηχανικός [[Χέρμαν Χόλεριθ]] (''Herman Hollerith'') σκέφθηκε να χρησιμοποιήσει χάρτινες διάτρητες κάρτες, χρησιμοποιώντας την ιδέα του Ζακάρ, με διατρήσεις που να συμβολίζουν γράμματα και αριθμούς, για να επιτύχει μικρότερους χρόνους επεξεργασίας της κρατικής απογραφής των [[Η.Π.Α.]], με μεγάλη επιτυχία.
* Ο [[Βάνεβαρ Μπους]] (''Vannevar Bush'') το [[1930]] έφτιαξε τον [[διαφορικός αναλυτής|διαφορικό αναλυτή]] που χρησιμοποιήθηκε κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο.
* Η μηχανή [[Z3]], που έφτιαξε ο Γερμανός μηχανικός [[Κόνραντ Τσούζε]] (Konrad Zuse) το [[1941]], ήταν η πρώτη που χρησιμοποιούσε το [[δυαδικό σύστημα αρίθμησης]].
 
Οι διάφορες ηλεκτρομηχανικές κατασκευές έλυναν αποτελεσματικά κάποια συγκεκριμένα προβλήματα. Υπήρχαν βέβαια τα προβλήματα του όγκου και του κόστους. Αυτά μάλλον ώθησαν το 1943 τον [[Τόμας Ουότσον]] (Thomas Watson), διευθυντή της εταιρείας [[IBM]], να δηλώσει : ''"Νομίζω ότι στην παγκόσμια αγορά χρειάζονται το πολύ πέντε υπολογιστές"''.
 
[[Αρχείο:Two women operating ENIAC.gif|thumb|left|O [[ENIAC]], ο πρώτος Ηλεκτρονικός Υπολογιστής γενικής χρήσης]]
Το επόμενο βήμα ήταν η επινόηση μιας '''μηχανής γενικού σκοπού''' που θα μπορούσε να λύνει προβλήματα διαφόρων ειδών. Εδώ εμφανίστηκε ο Ούγγρος μαθηματικός [[Τζον φον Νόιμαν]], μια εργασία του οποίου δημοσιεύτηκε τον Ιούνιο του [[1945]] με τίτλο ''Προσχέδιο έκθεσης για τον [[EDVAC]]'', όπου περιέγραφε τη λογική λειτουργία μιας υπολογιστικής μηχανής που χρησιμοποιούσε το δυαδικό σύστημα και αποθήκευε στην μνήμη της το πρόγραμμά της. Μετά από αυτή την εργασία οι σημερινοί υπολογιστές λέγονται και ''μηχανές [[Αρχιτεκτονική φον Νόιμαν|αρχιτεκτονικής φον Νόιμαν]]''. Περιγράφοντας με αδρές γραμμές μια μηχανή φον Νόιμαν, λέμε ότι έχει:
* μια (τουλάχιστον) Μονάδα Εισόδου, από την οποία πληροφορείται η [[ΚΜΕ]] (CPU) ποιο είναι το πρόγραμμα και τα δεδομένα του,
* μια Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ([[ΚΜΕ]]) του προγράμματος και των δεδομένων, η οποία ρυθμίζει και την γενικότερη λειτουργία του Η/Υ,
* μια Κεντρική [[Μνήμη υπολογιστή|Μνήμη]], όπου αποθηκεύει η [[ΚΜΕ]] τα εισαγόμενα, τα ενδιάμεσα στοιχεία και τα δημιουργούμενα αποτελέσματα,
* μια (τουλάχιστον) Μονάδα Εξόδου στην οποία εξάγονται τα αποτελέσματα που η [[ΚΜΕ]] σχημάτισε στην Κεντρική Μνήμη.
 
[[Αρχείο:Two women operating ENIAC.gif|thumb|left|O [[ENIAC]], ο πρώτος Ηλεκτρονικός Υπολογιστής γενικής χρήσης]][[Αρχείο:IBM PC 5150.jpg|thumb|right|To [[IBM PC]] του 1981, που αποτέλεσε σταδιακά πρότυπο για την εξέλιξη του σημερινού προσωπικού υπολογιστή]]
Πολύ σημαντική ιστορική στιγμή ήταν η ανακάλυψη του [[τρανζίστορ]] το [[1947]], καθώς κατάργησε τις [[λυχνία κενού|λυχνίες κενού]] που χρησιμοποιούνταν μέχρι τότε για την υλοποίηση [[λογική πύλη|λογικών πυλών]] και κυκλωμάτων, και οδήγησε έτσι στη δραματική μείωση του μεγέθους των κυκλωμάτων και κατά συνέπεια των υπολογιστών. Παρόμοια στιγμή ήταν η παρουσίαση, στις 12 Σεπτεμβρίου [[1958]], του πρώτου [[ολοκληρωμένο κύκλωμα|ολοκληρωμένου κυκλώματος]] σε μορφή [[μικροτσίπ]] (''microchip'') από τους [[Ρόμπερτ Νόις]] (''Robert Noyce'') και [[Τζακ Κίλμπι]] (''Jack Kilby''). Με τα νέα υλικά οι Η/Υ έγιναν μικρότεροι, οικονομικότεροι και ταχύτεροι. Χρησιμοποιήθηκαν για μετεωρολογικές μελέτες και πρόβλεψη καιρού, για επιχειρησιακές εργασίες, για έρευνα φυσικής υψηλών ενεργειών, για αναζήτηση κοιτασμάτων πετρελαίου, για ιατρικές εφαρμογές και για πάμπολλες άλλες χρήσεις.
 
Από το [[1946]] που κατασκευάστηκε σε ένα πανεπιστήμιο της Πενσιλβανίας ο πρώτος ''αριθμητικός ηλεκτρονικός υπολογιστής'' (Η/Υ) με το όνομα [[ENIAC]] (που είχε μεγάλο όγκο, είχε περίπου 18.000 λυχνίες που καίγονταν πολύ συχνά, δούλευε με [[ρελές|ρελέδες]] κάνοντας τρομακτικό θόρυβο, και κατανάλωνε πολλή ενέργεια) μέχρι την εποχή μας (που οι υπολογιστές είναι μικροσκοπικοί, πολύ ισχυροί, δεν καταναλώνουν πολλή ενέργεια και βρίσκονται στα κινητά τηλέφωνα, στα ψηφιακά ρολόγια, στα αυτοκίνητα, στις τηλεοράσεις και σε άλλες οικιακές συσκευές) έχουν περάσει ελάχιστα χρόνια.
 
== Ταξινόμηση των υπολογιστών ==
Οι ακόλουθες ενότητες περιγράφουν ταξινομήσεις
των υπολογιστών ως προς διάφορα κριτήρια.
 
=== Ταξινόμηση ως προς τη χρήση ===
* [[Υπερυπολογιστής]] (supercomputer)
* [[Μικρός υπερυπολογιστής]]
* [[Κεντρικός υπολογιστής]] (mainframe)
* [[Εξυπηρετητής]] (server)
* [[Σταθμός εργασίας]] (Workstation)
* [[Προσωπικός υπολογιστής]] (PC)
** [[Επιτραπέζιος υπολογιστής]] (desktop PC)
** [[Φορητός υπολογιστής]] (Laptop)
** [[Tablet]] (Ταμπλέτα)
 
=== Ταξινόμηση ως προς την τεχνολογία υλοποίησης ===
Ένας λιγότερο διφορούμενος τρόπος ταξινόμησης των υπολογιστών είναι ως προς την [[τεχνολογία υλοποίησης]].
 
Οι πρώτοι υπολογιστές ήταν καθαρά μηχανικοί. Τη δεκαετία του 1930 ηλεκτρομηχανικά μέρη χρησιμοποιήθηκαν στις τηλεπικοινωνίες και το [[1940]] ο πρώτος καθαρά ηλεκτρονικός υπολογιστής κατασκευάστηκε με [[Λυχνία κενού|λυχνίες]]. Από την δεκαετία του [[1950]] οι λυχνίες σταδιακά αντικαταστάθηκαν με [[τρανζίστορ]] και στα τέλη της δεκαετίας του 1960 και στις αρχές της δεκαετίας του 1970 άρχισαν να χρησιμοποιούνται τα [[ολοκληρωμένο κύκλωμα|ολοκληρωμένα κυκλώματα]] από [[ημιαγωγός|ημιαγωγούς]] με τα οποία έγιναν και οι [[μικροϋπολογιστής|μικροϋπολογιστές]] που αποτελούν μέχρι σήμερα την κυρίαρχη τεχνολογία δημιουργίας υπολογιστών.
 
Στις μέρες μας γίνονται έρευνες προς άλλες τεχνολογίες υλοποίησης που στοχεύουν στην δημιουργία [[οπτικός υπολογιστής|οπτικών υπολογιστών]] και [[κβαντικός υπολογιστής|κβαντικών υπολογιστών]].
 
=== Ταξινόμηση ως προς χαρακτηριστικά σχεδίασης ===
 
Μερικά από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά σχεδίασης και υλοποίησης υπολογιστών είναι τα παρακάτω.
 
==== Μηχανικός έναντι Ηλεκτρονικού ====
Έχουν επικρατήσει οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Υπερέχουν από κάθε άποψη: ταχύτητας, όγκου, κόστους, κλπ.
 
==== Ψηφιακός έναντι Αναλογικού ====
Δύο ήταν οι σημαντικοί τύποι υπολογιστών: οι [[ψηφιακός υπολογιστής|ψηφιακοί]] και οι [[αναλογικός υπολογιστής|αναλογικοί]]. Άλλοι τύποι όπως οι [[κβαντικός υπολογιστής|κβαντικοί]] είναι ακόμα σε πειραματικό στάδιο.
 
Στους ψηφιακούς υπολογιστές η πληροφορία κωδικοποιείται με ακολουθίες δυαδικών ψηφίων. Δηλαδή η τιμή της [[Ηλεκτρική τάση|τάσης]] που διαπερνά τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχει δύο αυστηρά διακριτές τιμές. Έτσι οδηγώντας τη μια από τις δυο τιμές στην είσοδο ενός κυκλώματος, πραγματοποιούμε το ένα από τα δυο δυαδικά ψηφία (π.χ. 0 Volt για το 0 και 5 Volt για το 1). Αντίθετα στους αναλογικούς υπολογιστές, η πληροφορία από τον έξω κόσμο κωδικοποιείται μέσα στον υπολογιστή σαν ένα σήμα συνεχές, που ως ηλεκτρικό ρεύμα θα είχε άπειρες πιθανές τιμές τάσης μέσα σε κάποια όρια.
 
Από την δεκαετία του 1940 οι αναλογικοί υπολογιστές υπερκεράστηκαν από τους ψηφιακούς για λόγους ευκολίας και απόδοσης, με αποτέλεσμα στην καθημερινότητα όταν μιλάμε για υπολογιστή να εννοούμε αποκλειστικά τον ψηφιακό υπολογιστή.
 
==== Δυαδικός έναντι δεκαδικού ====
Μια σημαντική σχεδιαστική εξέλιξη στους ψηφιακούς υπολογιστές ήταν η εισαγωγή του [[Δυαδικό σύστημα|δυαδικού συστήματος]] ως τρόπου αναπαράστασης πληροφορίας στο εσωτερικό του υπολογιστή το [[1941]]. Αυτή η εξέλιξη απάλλαξε τους υπολογιστές από την ανάγκη χρήσης πολύπλοκων μηχανισμών που απαιτούνταν για την επεξεργασία πληροφοριών κωδικοποιημένων με άλλα αριθμητικά συστήματα όπως το [[Δεκαδικό σύστημα]]. Η υιοθέτηση του δυαδικού συστήματος απλοποίησε την διαδικασία σχεδίασης ενός υπολογιστή μέσω της χρήσης της [[Άλγεβρα Μπουλ|άλγεβρας Μπουλ]]. Το δυαδικό σύστημα ταίριαξε τέλεια με την τεχνολογία ηλεκτρονικών στοιχείων που λειτουργούσαν σε δύο διακριτές καταστάσεις.
 
== Δυνατότητα προγραμματισμού ==
 
Η ικανότητα να [[Πρόγραμμα υπολογιστή|προγραμματιστεί]] ένας υπολογιστής τροφοδοτώντας τον με ένα σύνολο εντολών προς εκτέλεση, χωρίς να χρειαστεί να αναδιαμορφωθεί η φυσική διάταξή του (όπως γινόταν με τις καλωδιώσεις και τους χιλιάδες διακόπτες των πρώτων υπολογιστών), είναι ένα θεμελιώδες σχεδιαστικό στοιχείο των σύγχρονων υπολογιστών. Αυτό το χαρακτηριστικό επεκτάθηκε όταν οι υπολογιστές μπόρεσαν να ελέγξουν δυναμικά την ροή της εκτέλεσης των εντολών ενός προγράμματος βασιζόμενοι σε ενδιάμεσα αποτελέσματα του υπολογισμού.
.
 
== Αποθήκευση ==
Κατά τη διάρκεια εκτέλεσης ενός υπολογισμού, είναι συχνά χρήσιμο να αποθηκεύσουμε ενδιάμεσα αποτελέσματα για να τα χρησιμοποιήσουμε μετά σε άλλους υπολογισμούς. Η απόδοση πολλών υπολογιστών καθορίζεται σημαντικά από την ταχύτητα με την οποία μπορούν να διαβάσουν τιμές από τη [[Μνήμη υπολογιστή|μνήμη]] και να γράψουν τιμές σ' αυτήν, καθώς και από τη συνολική της χωρητικότητα. Αρχικά η μνήμη χρησιμοποιούνταν μόνο για την αποθήκευση ενδιάμεσων τιμών κατά την εκτέλεση ενός υπολογισμού αλλά κατά την δεκαετία του 1940 εφαρμόσθηκε η ιδέα ότι και το ίδιο το πρόγραμμα θα μπορούσε να αποθηκευτεί στην μνήμη. Αυτή η εξέλιξη οδήγησε στην ανάπτυξη του πρώτου υπολογιστή με αποθηκευμένο πρόγραμμα, που είναι και ο τύπος του σύγχρονου υπολογιστή.
.
 
== Δυνατότητα ψηφιακού εγγραμματισμού ==
Με τον όρο αυτό εννοούμε τη δυνατότητα επέκτασης και καλλιέργειας της δεξιότητάς μας και της γνώσης στη χρήση των ηλεκτρονικών ή ψηφιακών μέσων, εδώ, στον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Γενικά, ο ψηφιακός εγγραμματισμός αφορά περισσότερο τους χρήστες που είναι ικανοί να διαχειρίζονται τον υπολογιστή με επιδεξιότητα και εμπειρία, όπως είναι ο προγραμματισμός, η δημιουργία ιστοσελίδων, ανάρτηση αρχείων ή βίντεο σε αυτές, ο τρόπος λειτουργίας του ηλεκτρονικού υπολογιστή, τα διάφορα εξαρτήματα που το αποτελούν και η ικανότητα του να μπορεί να δίνει λύσεις σε τυχόν δυσλειτουργίες του. Είτε είναι λόγω του λογισμικού, κάποιων σφαλμάτων ή ελαττωματική λειτουργία του εξαρτήματος.
 
== Παραπομπές ==
Ανώνυμος χρήστης