Υπολογιστικά Συστήματα - Αρχιτεκτονική: Υλικό

Υπολογιστικά Συστήματα - Αρχιτεκτονική

Ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι μία μηχανή της οποίας το έργο είναι να επεξεργάζεται, αποθηκεύει και ανακτά δεδομένα. Τα δεδομένα μπορούν να είναι αριθμητικά ή χαρακτήρες και ονόματα και μπορούν να αντληθούν με διάφορους τρόπους είτε για παράδειγμα με εισαγωγή τους από κάποιον χρήστη είτε μετά από συγκέντρωση τους μέσω αισθητήρων κλπ. Οποιαδήποτε εργασία εκτελείτε σε ένα ηλεκτρονικό υπολογιστή είτε γράφετε ένα κείμενο, είτε περιηγείστε στο web ουσιαστικά ο υπολογιστής το μετατρέπει σε συγκρίσεις, μετακινήσεις και αποθηκεύσεις αριθμών.

Η αρχιτεκτονική υπολογιστών, ή οργάνωση υπολογιστών, είναι το γνωστικό πεδίο της μηχανικής υπολογιστών το οποίο πραγματεύεται τον λογικό σχεδιασμό, τη δομή και τη λειτουργία του υλικού ενός υπολογιστικού συστήματος, συνήθως ηλεκτρονικού και ψηφιακού. Ως επιστημονικός τομέας εστιάζει στη συστηματική έρευνα και σχεδίαση των τεχνολογικών δομών υλικού που επιτρέπουν την αποδοτική εκτέλεση αλγορίθμων και υπολογισμών, με βάση τις διαθέσιμες τεχνολογίες κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.¹

1https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B9%CF%84%CE%B5%CE%BA%CF%84%CE%BF%CE%BD%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CF%85%CF%80%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CF%83%CF%84%CF%8E%CE%BD

1. Υλικό – Λογισμικό

Ένα υπολογιστικό σύστημα αποτελείται από εξαρτήματα και λογισμικό. Καρδιά του είναι η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ή KME (Central Processing Unit - CPU). Υπάρχουν επίσης η κεντρική και οι βοηθητικές μνήμες καθώς και οι μονάδες εισόδου εξόδου. Ένα σύνολο από λογισμικά (ή αλλιώς προγράμματα) χειρίζονται το υλικό προκειμένου να διεκπεραιωθούν οι εργασίες. Τα λογισμικά αυτά επίσης χωρίζονται σε κατηγορίες. Τις εφαρμογές, τα λειτουργικά συστήματα και το firmware.

Firmware.

Στο χαμηλότερο επίπεδο των λογισμικών είναι αυτά που εκτελούνται από το υλικό του υπολογιστή όταν ξεκινά. Τα προγράμματα αυτά αρχικοποιούν τις συσκευές και ρυθμίζουν τα συστήματα για σωστή λειτουργία. Επίσης, ένα πρόγραμμα από αυτά ορίζει το σημείο από το οποίο ο υπολογιστής θα διαβάσει το λειτουργικό σύστημα προκειμένου να συνεχίσει η λειτουργία του. Το συγκεκριμένο πρόγραμμα ονομάζεται bootloader και βρίσκεται, όπως και όλο το firmware, αποθηκευμένο στον υπολογιστή σε μόνιμη μνήμη.

Λειτουργικό Σύστημα (Operating System - OS)

Το λειτουργικό σύστημα διαχειρίζεται το λογισμικό και το υλικό του υπολογιστή. Είναι ο “μαέστρος” ενός υπολογιστή και είναι υπεύθυνο για την επικοινωνία των εφαρμογών και του χρήστη με το υλικό. Συγκεκριμένα:

Οργανώνει τη μνήμη και παρέχει τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί από πολλά προγράμματα ταυτόχρονα
Συντονίζει την χρήση της ΚΜΕ από τις εφαρμογές.
Διαχειρίζεται τις συσκευές και συντονίζει την χρήση τους από τις εφαρμογές
Ελέγχει τα προγράμματα εφαρμογών
Οργανώνει την αποθήκευση των πληροφοριών σε αρχεία στις μονάδες αποθήκευσης.
Παρέχει ένα σύνολο από βοηθητικά προγράμματα στον χρήση για την χρήση των συσκευών.

Προγράμματα Εφαρμογών

Είναι όλες οι εφαρμογές που είναι εγκατεστημένες στον Η/Υ και παρέχουν την δυνατότητα στον χρήστη να επιτελέσει εργασίες.