Ψηφιακός Κόσμος

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ  –  ΕΠΙΠΕΔΟ 1 Β’ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Ψηφιακός ΚόσμοςΥπολογιστήςΣυστήματα ΑρίθμησηςΚωδικοποίησηΜονάδες Χωρητικότητας

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΚΟΣΜΟΣ – ΕΠΙΠΕΔΟ Β‘ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑ ΗΜΕΡΑΣ (ΤΙΤΛΟΣ): ________________________________________________________

Σχολείο: ________________________________    Ημερομηνία: _______________

Ονοματεπώνυμο: ___________________________________________________________ Τμήμα ______ Α.Κ. ____ 

 

Απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις.

Ο Ψηφιακός Κόσμος

Πότε ένα σύστημα ονομάζεται ψηφιακό;

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Αναφέρετε παραδείγματα αναλογικών συσκευών.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Γιατί ο υπολογιστής είναι ψηφιακός;

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Οι ερωτήσεις που ακολουθούν να χαρακτηρισθούν ως Σωστές ή Λανθασμένες.

Ο Ψηφιακός Κόσμος

Έχετε ποτέ αναρωτηθεί τι σημαίνει η λέξη «ψηφιακός»; Η λέξη αυτή παράγεται από τη λέξη «ψηφίο». 

Η λέξη «ψηφίον» στα αρχαία ελληνικά σημαίνει πετραδάκι ή χαλίκι. 

Από τη λέξη ψηφίο παράγεται και η λέξη ψηφιδωτό. 

Ένα ψηφιδωτό κατασκευάζεται από ψηφίδες, που είναι μικρές πέτρες, βαμμένες με συγκεκριμένο χρώμα η καθεμία. Έτσι, κάθε ψηφιδωτό αποτελείται από συγκεκριμένο αριθμό χρωμάτων. 

Σε αντίθεση με το ψηφιδωτό, μία φωτογραφία ή ένας πίνακας ζωγραφικής αποτελείται από μεγάλο πλήθος διαφορετικών χρωμάτων και είναι πρακτικά αδύνατο να διακρίνουμε όλες τους τις αποχρώσεις. 

Ένα ψηφιδωτό, λοιπόν, σχηματίζεται από συγκεκριμένα χρώματα, ανάλογα με τα διαφορετικά χρώματα των ψηφίδων που έχουμε χρησιμοποιήσει (Εικόνα 1.1).

Γενικά, με τον όρο «ψηφιακό» (digital) εννοούμε ένα σύστημα που παίρνει τιμές από μια ομάδα συγκεκριμένων τιμών. 

Αντίθετα, όταν ένα σύστημα είναι αναλογικό (analogue), οι τιμές που παίρνει είναι συνεχόμενες.

Μια αναλογική συσκευή που συνήθως χρησιμοποιούμε για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος μας είναι το υδραργυρικό θερμόμετρο. 

Η στάθμη του υδραργύρου που βρίσκεται μέσα στο θερμόμετρο, παίρνει όλες τις ενδιάμεσες τιμές, για να απεικονίσει τελικά την τρέχουσα θερμοκρασία μας. 

Αντίθετα το ψηφιακό θερμόμετρο δείχνει κάθε φορά ξεχωριστά (διακριτά) ψηφία αριθμών και όχι όλες τις ενδιάμεσες τιμές.

 

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ – ΕΠΙΠΕΔΟ Β‘ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑ ΗΜΕΡΑΣ (ΤΙΤΛΟΣ): ________________________________________________________

Σχολείο: ________________________________    Ημερομηνία: _______________

Ονοματεπώνυμο: ___________________________________________________________ Τμήμα ______ Α.Κ. ____ 

 

Οι ερωτήσεις που ακολουθούν να χαρακτηρισθούν ως Σωστές ή Λανθασμένες.

Ας αναλύσουμε γιατί ο υπολογιστής είναι ψηφιακός. Ο υπολογιστής είναι μια μηχανή που δουλεύει με ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ηλεκτρονικά του κυκλώματα, σε απλοποιημένη μορφή, αποτελούντα από καλώδια και «διακόπτες». Για λόγους ευκολίας στην κατασκευή του, ο υπολογιστής μπορεί να αναγνωρίσει μόνο δύο διαφορετικές καταστάσεις, για να εκτελέσει τους υπολογισμούς του, όπως παράδειγμα (Εικόνα 1.3):

  • την κατάσταση στην οποία δεν περνάει ρεύμα μέσα από ένα καλώδιο και
  • την κατάσταση στην οποία περνάει ρεύμα μέσα από ένα καλώδιο

Ένας υπολογιστής είναι ψηφιακός, επειδή μπορεί να χειριστεί συγκεκριμένο αριθμό καταστάσεων (μόνο δύο).

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΗΣΗΣ – ΕΠΙΠΕΔΟ Β‘ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑ ΗΜΕΡΑΣ (ΤΙΤΛΟΣ): ________________________________________________________

Σχολείο: ________________________________    Ημερομηνία: _______________

Ονοματεπώνυμο: ___________________________________________________________ Τμήμα ______ Α.Κ. ____ 

 

Το Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης

Ποια η δυαδική αναπαράσταση των αριθμών 1, 3, 7, 11; Πόσα δυαδικά ψηφία χρησιμοποιούνται σε κάθε περίπτωση;

Υπόδειξη: Συμβουλευτείτε τον πίνακα που ακολουθεί.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Οι δυαδικοί αριθμοί 101, 1001 και 11 σε ποιους αριθμούς του δεκαδικού συστήματος αρίθμησης αντιστοιχούν;

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

 

Οι ερωτήσεις που ακολουθούν να χαρακτηρισθούν ως Σωστές ή Λανθασμένες.

Ανατρέχοντας στην ιστορία βλέπουμε ότι οι πρώτοι υπολογιστές (από τη δεκαετία του 1940) δημιουργήθηκαν, για να εκτελούν αριθμητικές πράξεις. Ωστόσο, οι κατασκευαστές της εποχής εκείνης ήρθαν αντιμέτωποι με ένα μεγάλο πρόβλημα. Τα αριθμητικά ψηφία (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) του δεκαδικού συστήματος δεν μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν, αφού η κατασκευή ενός τέτοιου υπολογιστή ήταν εξαιρετικά πολύπλοκη, θα έπρεπε επομένως με κάποιο τρόπο να αναπαρασταθούν τα 10 αυτά ψηφία με συνδυασμούς δύο καταστάσεων, που είναι πιο εύκολο να αναγνωρίζει ο υπολογιστής. Η λύση ήρθε με τη χρησιμοποίηση ενός άλλου συστήματος αρίθμησης: του δυαδικού.

Σύμφωνα με το δυαδικό σύστημα αρίθμησης τα μοναδικά σύμβολα που απαιτούνται για τη γραφή όλων των αριθμών είναι μόνο δύο: το 0 και το 1.

Η χρήση του δυαδικού συστήματος αρίθμησης διευκόλυνε τους κατασκευαστές, γιατί τους έδωσε τη δυνατότητα να αντιστοιχήσουν:

  • την απουσία ρεύματος με: 0 (Εικόνα 1.3α)
  • την παρουσία ρεύματος με: 1 (Εικόνα 1.3β)

Τα δυαδικά ψηφία 0 και 1 αντιστοιχούν στις δύο καταστάσεις που «αντιλαμβάνεται» ο υπολογιστής. 

Το δυαδικό ψηφίο, που ονομάζεται μπιτ (bit -binary digit), παίρνει τις τιμές 0 ή 1 και είναι η βασική μονάδα πληροφορίας των υπολογιστών. 

Τα δυαδικά ψηφία χρησιμοποιούνται για την παράσταση όλων των μορφών δεδομένων στον υπολογιστή: αριθμοί, χαρακτήρες, εικόνες, ήχοι κ.λπ.

Ό,τι βλέπουμε στον υπολογιστή ή ακούμε από αυτόν ή ό,τι υπολογίζουμε με αυτόν είναι αποτέλεσμα των κατάλληλων συνδυασμών 0 και 1.

Τι είναι ο κώδικας Μορς; Πως «συμβολίζεται» σ’ αυτό τον κώδικα η λέξη «SOS»;

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Τι είναι ο κώδικας ASCII; Ποια ανάγκη επέβαλε την δημιουργία του;

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Τι ονομάζεται κωδικοποίηση;

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Ποια η κωδικοποίηση της λέξης SOS σύμφωνα με τον κώδικα ASCII;

Υπόδειξη: Τμήμα του κώδικα ASCII δίνεται στον παρακάτω πίνακα.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

 

Ποια είναι η βασική μονάδα πληροφορίας των υπολογιστών;

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Ποιος ο χώρος που απαιτείται για την αποθήκευση στον υπολογιστή της φράσης «GOOD DAY EVERY DAY»; Δικαιολογήστε την απάντησή σας.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Τα κείμενα που ακολουθούν έχουν γραφεί σε υπολογιστή. Ποιος ο αποθηκευτικός χώρος σε byte που αντιστοιχεί σε κάθε κείμενο.

Υπόδειξη: Το αποτέλεσμα να δοθεί ως πραγματικός αριθμός, με 1 ψηφίο για το ακέραιο μέρος συνοδευόμενο από 1 ή 2 (κατά την κρίση σας) δεκαδικά ψηφία.

Κείμενο Α

Όσο, και να προοδεύσει η τεχνολογία, το ψηφιακό αντίγραφο ενός πίνακα ζωγραφικής δε μας συγκινεί το ίδιο με το αυθεντικό έργο τέχνης.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

 

Οι ερωτήσεις που ακολουθούν να χαρακτηρισθούν ως Σωστές ή Λανθασμένες.

Εκτός από τους αριθμούς ο άνθρωπος θέλει να γράφει στον υπολογιστή και κείμενα. Για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο, πρέπει να γίνει αντιστοίχιση των γραμμάτων και των συμβόλων που χρησιμοποιούμε στη γραφή με ένα μοναδικό συνδυασμό των δύο συμβόλων 0 και 1. 

Η διαδικασία αυτής της αντιστοίχισης ονομάζεται κωδικοποίηση. 

Πριν την εμφάνιση των υπολογιστών είχε ξαναχρησιμοποιηθεί με επιτυχία μία παρόμοια κωδικοποίηση.

Το 1843 ο Σάμουελ Μορς (Samuel Morse) σχεδίασε τον κώδικα Μορς. Στον κώδικα Μορς γίνεται αντιστοίχιση των γραμμάτων, αριθμών και συμβόλων, που χρησιμοποιούμε στη γραφή με συνδυασμούς από τελείες και παύλες. Για παράδειγμα, το διεθνές μήνυμα κινδύνου ΣΟΣ (ή SOS) συμβολίζεται:

Σ      Ο      Σ

–      —      —

όπου οι τρεις τελείες αντιστοιχούν στο Σ και οι τρεις παύλες στο Ο. 

Ο κώδικας Μορς χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα για τη μετάδοση μηνυμάτων από απόσταση. Κατά τη μετάδοση του μηνύματος οι τελείες και οι παύλες μετατρέπονται σε στιγμιαίους ή μεγαλύτερης διάρκειας ήχους ή ακόμα και σε σήματα φωτός στιγμιαία ή μεγαλύτερης διάρκειας.

Παρόμοια τεχνική χρησιμοποίησαν και οι κατασκευαστές υπολογιστών, για να κωδικοποιήσουν τα γράμματα με 0 και 1. 

Για παράδειγμα, η αγγλική λέξη «BOOK» (που σημαίνει βιβλίο) στον υπολογιστή κωδικοποιείται με τα ψηφία 0 και 1, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:

B O O K
01000010 01001111 01001111 01001011

Η ανάγκη να κωδικοποιήσουμε όμοια σε όλους τους υπολογιστές το σύνολο των συμβόλων που χρησιμοποιούμε δημιούργησε τον κώδικα ASCII. 

Σύμφωνα με τον κώδικα ASCII 256 διαφορετικοί χαρακτήρες (λατινικά γράμματα, κεφαλαία και μικρά, ελληνικά γράμματα, κεφαλαία και μικρά, ψηφία, σημεία στίξης, αριθμητικοί τελεστές κ.λπ.) κωδικοποιούνται όμοια στους υπολογιστές αντιστοιχίζοντας έναν μοναδικό συνδυασμό από 0 και 1 σε κάθε χαρακτήρα. 

Κάθε χαρακτήρας αντιστοιχεί σε έναν διαφορετικό συνδυασμό οχτώ ψηφίων από 0 και 1, δηλαδή οκτώ μπιτ (bit).

  • Δραστηριότητα στον Ηλεκτρονικό Υπολογιστή

    Space

    0100000

    0

    0110000

    A

    1000001

    R

    1010010

    d

    1100100

    v

    1110110

    118

    !

    0100001

    1

    0110001

    B

    1000010

    S

    1010011

    e

    1100101

    w

    1110111

    119

    0100010

    2

    0110010

    C

    1000011

    T

    1010100

    f

    1100110

    x

    1111000

    120

    #

    0100011

    3

    0110011

    D

    1000100

    U

    1010101

    g

    1100111

    y

    1111001

    121

    $

    0100100

    4

    0110100

    E

    1000101

    V

    1010110

    h

    1101000

    z

    1111010

    122

    %

    0100101

    5

    0110101

    F

    1000110

    W

    1010111

    i

    1101001

    {

    1111011

    123

    &

    0100110

    6

    0110110

    G

    1000111

    X

    1011000

    j

    1101010

    |

    1111100

    124

    0100111

    7

    0110111

    H

    1001000

    Y

    1011001

    k

    1101011

    }

    1111101

    125

    (

    0101000

    8

    0111000

    I

    1001001

    Z

    1011010

    l

    1101100

    ~

    1111110

    126

    )

    0101001

    9

    0111001

    J

    1001010

    [

    1011011

    m

    1101101

    Delete

    1111111

    127

    *

    0101010

    :

    0111010

    K

    1001011

    \

    1011100

    n

    1101110

    +

    0101011

    ;

    0111011

    L

    1001100

    ]

    1011101

    o

    1101111

    ,

    0101100

    <

    0111100

    M

    1001101

    ^

    1011110

    p

    1110000

    0101101

    =

    0111101

    N

    1001110

    _

    1011111

    q

    1110001

    .

    0101110

    >

    0111110

    O

    1001111

    `

    1100000

    r

    1110010

    /

    0101111

    ?

    0111111

    P

    1010000

    a

    1100001

    s

    1110011

    @

    1000000

    Q

    1010001

    b

    1100010

    t

    1110100

    c

    1100011

    u

    1110101

     

     

    Space

    0100000

    32

    0

    0110000

    48

    A

    1000001

    65

    R

    1010010

    82

    d

    1100100

    100

    v

    1110110

    118

    !

    0100001

    33

    1

    0110001

    49

    B

    1000010

    66

    S

    1010011

    83

    e

    1100101

    101

    w

    1110111

    119

    0100010

    34

    2

    0110010

    50

    C

    1000011

    67

    T

    1010100

    84

    f

    1100110

    102

    x

    1111000

    120

    #

    0100011

    35

    3

    0110011

    51

    D

    1000100

    68

    U

    1010101

    85

    g

    1100111

    103

    y

    1111001

    121

    $

    0100100

    36

    4

    0110100

    52

    E

    1000101

    69

    V

    1010110

    86

    h

    1101000

    104

    z

    1111010

    122

    %

    0100101

    37

    5

    0110101

    53

    F

    1000110

    70

    W

    1010111

    87

    i

    1101001

    105

    {

    1111011

    123

    &

    0100110

    38

    6

    0110110

    54

    G

    1000111

    71

    X

    1011000

    88

    j

    1101010

    106

    |

    1111100

    124

    0100111

    39

    7

    0110111

    55

    H

    1001000

    72

    Y

    1011001

    89

    k

    1101011

    107

    }

    1111101

    125

    (

    0101000

    40

    8

    0111000

    56

    I

    1001001

    73

    Z

    1011010

    90

    l

    1101100

    108

    ~

    1111110

    126

    )

    0101001

    41

    9

    0111001

    57

    J

    1001010

    74

    [

    1011011

    91

    m

    1101101

    109

    Delete

    1111111

    127

    *

    0101010

    42

    :

    0111010

    58

    K

    1001011

    75

    \

    1011100

    92

    n

    1101110

    110

    +

    0101011

    43

    ;

    0111011

    59

    L

    1001100

    76

    ]

    1011101

    93

    o

    1101111

    111

    ,

    0101100

    44

    <

    0111100

    60

    M

    1001101

    77

    ^

    1011110

    94

    p

    1110000

    112

    0101101

    45

    =

    0111101

    61

    N

    1001110

    78

    _

    1011111

    95

    q

    1110001

    113

    .

    0101110

    46

    >

    0111110

    62

    O

    1001111

    79

    `

    1100000

    96

    r

    1110010

    114

    /

    0101111

    47

    ?

    0111111

    63

    P

    1010000

    80

    a

    1100001

    97

    s

    1110011

    115

    @

    1000000

    64

    Q

    1010001

    81

    b

    1100010

    98

    t

    1110100

    116

    c

    1100011

    99

    u

    1110101

    117

     

  •  

    ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

    ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΜΒΟΛΩΝ – ΕΠΙΠΕΔΟ Β‘ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

    ΜΑΘΗΜΑ ΗΜΕΡΑΣ (ΤΙΤΛΟΣ): ________________________________________________________

    Σχολείο: ________________________________    Ημερομηνία: _______________

    Ονοματεπώνυμο: ___________________________________________________________ Τμήμα ______ Α.Κ. ____ 

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΟΝΑΔΕΣ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ – ΕΠΙΠΕΔΟ Β‘ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑ ΗΜΕΡΑΣ (ΤΙΤΛΟΣ): ________________________________________________________

Σχολείο: ________________________________    Ημερομηνία: _______________

Ονοματεπώνυμο: ___________________________________________________________ Τμήμα ______ Α.Κ. ____ 

 

Οι ερωτήσεις που ακολουθούν να χαρακτηρισθούν ως Σωστές ή Λανθασμένες.

Αφού κάθε χαρακτήρας στον υπολογιστή μετατρέπεται σε μια σειρά από οχτώ bit, για να μετράμε πιο εύκολα τη χωρητικότητα των αποθηκευτικών μέσων και της μνήμης, δημιουργήθηκε μια νέα μονάδα μέτρησης: το Byte

Ένα Byte αντιστοιχεί στο μέγεθος ενός χαρακτήρα (γράμμα, ψηφίο, σημείο στίξης ή οποιοδήποτε άλλο σύμβολο) και ισούται με οκτώ bit. (1 Byte = 8 bit). 

Εξαιτίας του μεγάλου πλήθους των δεδομένων που χειριζόμαστε, περισσότερο εύχρηστες είναι οι μονάδες πολλαπλάσιων του Byte.

Για παράδειγμα, ένας σκληρός δίσκος που έχει χωρητικότητα 800 GB, σημαίνει ότι χωράει περίπου 1000x1000x1000x800 Byte ή χαρακτήρες. Παρόμοια, αν η μνήμη RAM ενός υπολογιστή είναι 512 MB, σημαίνει ότι χωράει περίπου 1000x 1000×512 χαρακτήρες.

Permanent link to this article: https://pervolischool.edu.gr/computer-science/computers-intro/digital-world/