Οι Προσωπικοί Υπολογιστές στην Δερματολογία (*)

Κωνσταντίνος Δ. Βέρρος (1), Κωνσταντίνος Γ. Ζαργιαννάκης (2)

(1) Λοχαγός Ιατρός, Ειδικευόμενος στην Δερματολογία, Πανεπιστ. Κλιν. Νοσ. "Α. Συγγρός", Αθήνα

(2) Καθηγητής Πληροφορικής Πειραμ. Φαρμακολογίας, Αθήνα

(*) Ας σημειωθεί ότι το άρθρο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Ελληνική Επιθεώρηση Δερματολογίας και Αφροδισιολογίας 2:59-66, το 1991. Σήμερα -7 χρόνια μετά- παρατίθεται αυτούσιο χωρίς επί πλέον ενημέρωση κι έτσι ας συγχωρεθούν τυχόν παλιές τεχνολογικές αναφορές... 7 χρόνια είναι μια ολόκληρη ζωή στη εξέλιξη της Πληροφορικής! Ο σκοπός άλλωστε που δημοσιεύεται εδώ δεν είναι η ενημέρωση στα σημερινά τεχνολογικά επιτεύγματα, αλλά να βοηθηθεί ο αρχάριος ιατρός και ιδίως ο Δερματολόγος να έρθει εύκολα σε επαφή με το αντικείμενο)

1. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ (1)

Στα βάθη της προϊστορίας του ο άνθρωπος πάντα είχε την ανάγκη να μετράει, ανάγκη που κάλυπτε είτε μετρώντας στα δάκτυλα είτε χαράζοντας γραμμές πάνω στα κόκκαλα, είτε χρησιμοποιώντας πέτρες. Πρίν από 4000 χρόνια οι πρώτοι πολιτισμοί είχαν διαμορφώσει προχωρημένα συστήματα αρίθμησης για να κρατούν λογαριασμό για εμπορικές συναλλαγές ή ακόμα και για τους κύκλους των άστρων, όπως οι κλεψύδρα και τα ρολόγια νερού. Ομως, οι πρώτοι μηχανισμοί πού τηρουμένων των αναλογιών μπορεί να θεωρηθεί ότι μοιάζουν με τους σύγχρονους αναλογικούς υπολογιστές, είναι οι αστρολάβοι. Μερικές χιλιετίες αργότερα έκαναν την εμφάνισή τους τα χειροκίνητα υπολογιστικά όργανα. Σήμερα πιά, μπορούμε να κάνουμε υπολογισμούς εκπληκτικά πολύπλοκους --αλλά και ένα πλήθος εργασιών που φαινομενικά δεν σχετίζονται με αριθμούς-- χάρη στους "ηλεκτρονικούς εγκεφάλους" που ονομάζονται υπολογιστές.

Οι βάσεις για την επανάσταση των υπολογιστών μπήκαν αργά και κοπιαστικά. Η αφετηρία ήταν η ανακάλυψη -πρίν από 1.500 περίπου χρόνια, πιθανώς στην Μεσόγειο- του άβακα. Ο άβακας ήταν ένα σύστημα με χάντρες και ραβδιά που χρησιμοποιούσαν οι έμποροι για να μετρούν και να υπολογίζουν. Ηταν τόσο αποτελεσματικός, ώστε γρήγορα εξαπλώθηκε παντού και σε ορισμένα μέρη εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ακόμα. Μόλις τον 17ο αιώνα σε μιά περίοδο μεγάλων πνευματικών αναζητήσεων άρχισε να εμφανίζεται σοβαρός αντίπαλος του άβακα.

Το 1614, είδε το φώς της δημοσιότητας η εργασία του John Neppier από την Σκωτία, ενός εφευρετικού στοχαστή, μαθηματικού και θεολόγου, περί της θεωρίας των λογαρίθμων. Ο λογάριθμος είναι ο εκθέτης ως προς ένα αριθμό βάσης και δείχνει σε ποιά δύναμη πρέπει να υψωθεί η βάση αυτή, για να δώσει συγκεκριμένο αριθμό. Ο Neppier συνειδητοποίησε ότι μπορούμε να εκφράσουμε οποιοδήποτε αριθμό μ' αυτό το συνδυασμό βάσης και λογαρίθμου : πχ, το 100 είναι 10² και το 23 είναι 10^1,3617278. Ανακάλυψε επίσης, ότι ο λογάριθμος του α συν ο λογάριθμος του β, ισούται με τον λογάριθμο του α επί β. Η ανακάλυψη αυτή, μετατρέπει τα σύνθετα προβλήματα πολλαπλασιασμού σε απλούστερα προβλήματα πρόσθεσης. Ετσι, κάποιος που θέλει να πολλαπλασιάσει δύο μεγάλους αριθμούς, αρκεί να βρεί τους λογαρίθμους τους σε έναν πίνακα λογαρίθμων, να τους προσθέσει και να βρεί τον αριθμό που αντιστοιχεί στο άθροισμά τους κυτάζοντας ένα αντίστροφο πίνακα αντι-λογαρίθμων. Ο ίδιος ανακάλυψε το 1617, τη χρονιά που πέθανε, και ένα άλλο, μή-λογαριθμικό βοήθημα για την εκτέλεση πολλαπλασιασμών. Το σύστημα αυτό, έγινε γνωστό με το όνομα "τα κόκαλα του Neppier". Αποτελείτο από μια ομάδα τεμαχισμένων ράβδων, οι οποίες ήταν δυνατόν να τακτοποιηθούν με τρόπο, ώστε η απάντηση σε κάποιο πρόβλημα πολλαπλασιασμού να προκύπτει με την πρόσθεση αριθμών σε ορισμένα τεμάχια που βρίσκονταν το ένα δίπλα στο άλλο.

Το 1642, ο Γάλλος μαθηματικός Pascal, 19 μόλις χρόνων, άρχισε να μελετά την ιδέα μιας αθροιστικής μηχανής. Η μηχανή που τελικά κατασκεύασε ονομάστηκε Pascaline και αποτελείτο από τροχούς, οδοντωτούς και μή, μέσα σε ένα κουτί. Ο χειριστής έπρεπε να καταγράψει τους αριθμούς που ήθελε να προσθέσει περιστρέφοντας τους κατάλληλους τροχούς. Κάθε τροχός είχε σημαδεμένα πάνω του τα ψηφία 0 έως 9 και αντιπροσώπευε μια δεκαδική στήλη (μονάδες, δεκάδες, εκατοντάδες κλπ.). Οταν το σύνολο σε έναν τροχό ξεπερνούσε το 9, ο τροχός αυτός συμπλήρωνε μια πλήρη περιστροφή και "μετέφερε" το ποσό στην επόμενη δεκαδική στήλη, μετακινώντας το διπλανό τροχό πρός τα αριστερά του κατά ένα ψηφίο. Για τις άλλες πράξεις, χρειαζόταν ένα δυσκίνητο σύστημα επαναληπτικών προσθέσεων. Η βασική ιδέα των αλληλένδετων τροχών, παρέμεινε στο κέντρο της λειτουργίας των περισσότερων αθροιστικών μηχανών για 300 χρόνια. Το 1673, ο Γερμανός Leibnitz κατασκεύασε το δικό του μηχανικό υπολογιστή, μια εξελιγμένη μορφή της Pascaline, που έκανε ευκολότερα αφαιρέσεις, πολλαπλασιασμούς και διαιρέσεις.

Το επόμενο άλμα έγινε σ' έναν τομέα που δεν είχε καμία σχέση με αριθμούς: σ' όλη τη διάρκεια του 18ου αιώνα οι Γάλλοι μεταξοϋφαντουργοί πειραματίζονταν με διάφορους τρόπους για να κατευθύνουν τους αργαλειούς τους με διάτρητες ταινίες, κάρτες ή ξύλινα τύμπανα. Το 1804, ο Γάλλος Joseph Marie Jacquard κατασκεύασε έναν αυτόματο αργαλειό που μπορούσε να χειριστεί πολύπλοκα σχέδια. Για να αλλάξει σχέδιο, ο χειριστής έπρεπε απλώς να αντικαταστήσει αυτές τις κάρτες με ένα άλλο πακέτο από κάρτες. Οι διάτρητες κάρτες έμελλε να ασκήσουν τη μεγαλύτερη επιρροή στον προγραμματισμό υπολογιστών. Το 1822 ο Αγγλος Charles Babbage περιέγραψε μια μηχανή, η οποία θα μπορούσε να υπολογίζει και να τυπώνει μακροσκελείς επιστημονικούς πίνακες (επίλυση εξισώσεων 2ου βαθμού με ακρίβεια 8 δεκαδικών ψηφίων). Η διαφορική μηχανή, όπως ονομάσθηκε, λειτουργούσε με οδοντωτούς τροχούς πάνω σε περιστρεφόμενους άξονες με τη βοήθεια στροφάλου. Ο ίδιος, το 1834, προχώρησε στη σύλληψη μιας ακόμα πιό φιλόδοξης μηχανής, που ήταν σχεδιασμένη έτσι, ώστε όχι μόνο να λύνει έναν τύπο μαθηματικών προβλημάτων, αλλά και να εκτελεί ένα ευρύ φάσμα υπολογιστικών καθηκόντων, σύμφωνα με τις οδηγίες του χειριστή της. Αξίζει ίσως να αναφέρουμε ότι τον Babbage βοήθησε πολύ στο έργο του η Λαίδη Augusta Ada, κόρη του γνωστού μας λόρδου Βύρωνα. Η Ada θεωρείται σαν η πρώτη προγραμματίστρια, γιατί αυτή έγραφε τα προγράμματα στην μηχανή. Η αναλυτική μηχανή όπως ονομάσθηκε, παρελάμβανε οδηγίες με τη μορφή διάτρητων καρτών, όμως, ποτέ δεν κατασκευάστηκε.

Δεκαεννιά χρόνια μετά το θάνατο του Babbage, οι διάτρητες κάρτες έκαναν την εμφάνισή τους σε μια μηχανή που λειτουργούσε: ήταν μια μηχανή σύνταξης στατιστικών πινάκων, που κατασκευάσθηκε από τον Herman Hollerith για να επιταχύνει την επεξεργασία των στοιχείων της απογραφής του 1890 στις ΗΠΑ. Το 1924, δημιούργησε την ΙΒΜ (International Buissiness Machines). Σήμερα Η ΙΒΜ είναι η διεθνής πρωτοπορία σ'ένα βιομηχανικό κλάδο που έχει ζωντανέψει τα οράματα και τις προσπάθειες του Babbage για την κατασκευή της αναλυτικής μηχανής.

Το 1943, η ΙΒΜ χρηματοδότησε τον Howard Aiken για να κατασκευάσει τον Mark I. Ο Mark I έμοιαζε με πραγματικό εφιάλτη για τον μηχανικό: είχε ύψος 2,5 μέτρα, μήκος 15 μέτρα και περιείχε πάνω από 750.000 εξαρτήματα συνδεδεμένα μεταξύ τους με καλώδια μήκους 800 χιλιομέτρων. Οι 3.304 διακόπτες του καθώς ανοιγόκλειναν, έκαναν πολύ θορυβώδη την (κατά τ' άλλα αποτελεσματική) λειτουργία του. Από πλευράς υπολογιστικής ισχύος, μπορούσε να πολλαπλασιάζει 2 αριθμούς με 23 ψηφία σε 6 sec.

Ο Β' παγκόσμιος πόλεμος ήταν η αφορμή για περισσότερες ανακαλύψεις. Ο σχεδιασμός αεροπλάνων και οι ανάγκες αποκρυπτογράφησης των εχθρικών κωδικοποιημένων μηνυμάτων εντατικοποίησαν τις έρευνες. Στα τέλη του 1945, τέλειωσε η συναρμολόγηση του ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator). Το ...θηρίο αυτό είχε μήκος 24 μέτρα και ύψος 5, καταλάμβανε χώρο 270 τμ, ενώ οι 19000 τρίοδες λυχνίες κενού κατανάλωναν 200kW και, παρ'όλους τους ανεμιστήρες, ανέβαζαν συχνά τη θερμοκρασία του δωματίου στους 50ο C! Ο διπλασιασμός όμως του μεγέθους του σε σχέση με τον MARK I συνοδευόταν και από αύξηση της ταχύτητας κατά 2000 φορές.

Ενα υπόμνημα-ορόσημο δημοσιεύτηκε το 1945, από τον ουγγρικής καταγωγής μαθηματικό John von Neumann. Εκεί, ανέπτυσσε λεπτομερώς τα πέντε βασικά συστατικά στοιχεία αυτού που ονομάζεται συχνά "αρχιτεκτονική του von Neumann" για τον σύγχρονο υπολογιστή. Για να είναι ταυτόχρονα αποτελεσματικός και γενικής χρήσης, έγραφε, ένας υπολογιστής πρέπει να διαθέτει μνήμη για την αποθήκευση των δεδομένων, "μύλο" ικανό να εκτελεί τις αριθμητικές πράξεις, μονάδα ελέγχου η οποία θα καθοδηγεί το μύλο και μονάδες εισόδου-εξόδου. Τόνισε μάλιστα ότι ένα τέτοιο σύστημα θα έπρεπε να χειρίζεται δυαδικούς αριθμούς, να λειτουργεί ηλεκτρονικά και όχι μηχανικά και να εκτελεί τις λειτουργίες του μία-μία. Οι αρχές αυτές καθοδήγησαν τη σχεδίαση των αρχικών μεγαϋπολογιστών, αλλά και των μικρότερων μηχανών που ακολούθησαν.

Την 1η Ιουλίου του 1948, δημοσιεύθηκε στους Times της Ν.Υόρκης μια σύντομη είδηση για την ανακάλυψη μιας νέας συσκευής "που ονομάζεται τρανζίστορ και έχει διάφορες εφαρμογές στη ραδιοφωνία, εκεί όπου συνήθως χρησιμοποιούνται οι λυχνίες κενού". Η πιό σημαντική ίσως εφεύρεση του αιώνα (παραγνωρισμένη όμως στην εποχή της), είχε γίνει. Ο πρώτος υπολογιστής με τρανζίστορ, ο TRADIC, κατασκευάστηκε το 1955. Περιείχε 800 τρανζίστορ, το καθένα στη δική του θήκη. Μετά την ανάπτυξη των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (1958-59), οι εξελίξεις ήταν γρήγορες και το 1971 έκανε την εμφάνισή του ο πρώτος μικροεπεξεργαστής, ο Intel 4004. Σήμερα, ο μικροεπεξεργαστής ή μικροτσίπ, είναι ο εγκέφαλος ενός ΠΥ. Αποτελείται από εκατοντάδες χιλιάδες τρανζίστορς, τοποθετημένα πάνω σε μια πολύ μικρή πλάκα από πυρίτιο. Η τεχνολογική πρόοδος είναι πια τόσο γοργή, ώστε σχεδόν κάθε τριετία, μιά νέα γενιά επεξεργαστών εμφανίζεται.

2. ΤΟ HARDWARE ΤΩΝ Η/Υ.

Οι δύο πρώτοι όροι που συναντάμε όταν ερχόμαστε για πρώτη φορά σε επαφή με τον κόσμο των Η/Υ, είναι το hardware (μηχανικό μέρος, τα υλικά) και το software (λογισμικό).

Με τον όρο hardware εννοούμε όλα τα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά μέρη ενός υπολογιστικού συστήματος, τα μηχανικά δηλαδή εξαρτήματά του. Ο μικροεπεξεργαστής, οι διάφορες κάρτες, η οθόνη, το ποντίκι, το πληκτρολόγιο, ο εκτυπωτής, αποτελούν μέρη του hardware.

Ο όρος λογισμικό χρησιμοποιείται για όλες τις διαδοχικές εντολές --τα προγράμματα--, πού επιτρέπουν στον υπολογιστή να κάνει χρήσιμες εργασίες.

Ενας Η/Υ δεν μπορεί να κάνει τίποτε μόνος του. Απλώς, είναι ικανός να εκτελεί εντολές και υπολογισμούς με τεράστια ταχύτητα. Με λίγα λόγια, ένας Η/Υ χωρίς λογισμικό, χωρίς προγράμματα, είναι τελείως άχρηστος. Και βέβαια, όταν μετά από τις πρώτες επαφές μας με διάφορα προγράμματα προσπαθήσουμε να εμβαθύνουμε στον τρόπο δημιουργίας τους και στον πλούτο των εφαρμογών τους, δεν έχουμε παρά να υποκλιθούμε με δέος στο θαύμα που λέγεται ανθρώπινος εγκέφαλος.

Αφήνοντας κατά μέρος την κατηγορία των μεγάλων υπολογιστών (mainframe computers, που χρησιμοποιούνται σε μεγάλα πανεπιστήμια, σε πυρηνικά και ερευνητικά ινστιτούτα, υπουργεία, στρατιωτικά επιτελεία κ.ά) και τους mini-υπολογιστές, θα ασχοληθούμε κυρίως με τους λεγόμενους προσωπικούς υπολογιστές (personal computers, ΠΥ) . Οι ΠΥ είναι υπολογιστές που χρησιμεύουν για σοβαρές εφαρμογές σε επίπεδο μικρής εταιρείας, γραφείου, ιατρείου ή ακόμα και για επιστημονικές εφαρμογές .

Ας δούμε όμως ποιά είναι τα βασικά μέρη του hardware ενός υπολογιστικού συστήματος, πώς λειτουργούν και πώς συνεργάζονται μεταξύ τους (βλ. και σχ. 1). Ο ΠΥ αποτελείται από ένα "κουτί" που περιέχει ένα ή δύο disk drives για την υποδοχή δισκεττών (floppy disks), την οθόνη και ένα πληκτρολόγιο τύπου γραφομηχανής. Αυτά είναι τα ορατά μέρη του συστήματος και μπορεί να συνοδεύονται (δεν είναι υποχρεωτικό), από εκτυπωτή, modem, scanner, ποντίκι ή και ένα CD-ROM. Μέσα στον υπολογιστή, βρίσκονται, η κεντρική μονάδα επεξεργασίας, οι κάρτες μνήμης, και ο σκληρός δίσκος.

2.1. Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (central processing unit, CPU).

Η CPU είναι το πιό σημαντικό μέρος του συστήματος, ο εγκέφαλος του ΠΥ. Στην ουσία είναι ένα micro-chip, δηλαδή ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα πυριτίου, αποτελούμενο από τρανζίστορ. Είναι ικανή να επιτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις, μεταφορές στοιχείων, ελεγχόμενες αποφάσεις, ενέργειες υπό όρους και χρονικές λειτουργίες. Μόνη είναι άχρηστη. Γιά να εκτελέσει τις λειτουργίες αυτές, χρειάζεται τη μνήμη (ROM/RAM), ενδοσύνδεση (interface) με μονάδες εισόδου και εξόδου και οπωσδήποτε κυκλώματα χρονισμού (ρολόι, clock). Τα ονόματα των μικροεπεξεργαστών είναι απλοί κωδικοί αριθμοί και στην ουσία αυτοί είναι που χαρακτηρίζουν έναν ΠΥ. Οι κατασκευαστές υπολογιστών σχεδιάζουν τα προϊόντα τους πάντα με βάση το μικροεπεξεργαστή που χρησιμοποιούν. Θα αναφερθούμε μόνο στην οικογένεια των υπολογιστών της ΙΒΜ και τους συμβατούς με αυτήν οι οποίοι έχουν σχεδιαστεί βασισμένοι στην οικογένεια των μικροεπεξεργαστών της Intel. Η οικογένεια αυτή περιλαμβάνει μικροεπεξεργαστές που είναι κατά σειράν ισχύος (πίν. 1): ο 8086 και ο 8088 ή ΧΤ, ο 80286 ή ΑΤ, οι 80386 και 80386/sx και ο 80486. Για να συνειδητοποιήσουμε το μέγεθος του θαύματος που λέγεται micro-chip, αρκεί νομίζουμε να αναφερθεί ότι ο 486 αποτελείται από 1.200.000 τρανζίστορ!

Οι συχνότητες λειτουργίας των μικροεπεξεργαστών μετρώνται σε εκατομμύρια κύκλους ανά δευτερόλεπτο (ΜΗz). Ενας επεξεργαστής που λειτουργεί στο 1ΜΗz μπορεί θεωρητικά να επιτελέσει μέχρι και 1 εκατομμύριο στοιχειώδεις εντολές (προσθέσεις) το δευτερόλεπτο. Οι μικροεπεξεργαστές δουλεύουν σε διάφορες συχνότητες, από 1-64 MHz. Η συχνότητα λειτουργίας αποτελεί ένα απλό, όχι όμως απόλυτο, μέτρο σύγκρισης της υπολογιστικής δύναμης των επεξεργαστών. Ετσι, ένας υπολογιστής με επεξεργαστή 286 στα 16 ΜΗz, είναι θεωρητικά πιό "γρήγορος" από έναν άλλο με έναν 286 στα 12 ΜΗz.

Σε αντίθεση με τις εταιρείες κατασκευής υπολογιστών, οι εταιρείες σχεδίασης και κατασκευής μικροεπεξεργαστών είναι ελάχιστες (λιγότερες απο 10 σ' όλο τον κόσμο) και σχεδόν όλες έχουν έδρα το Silicon Valley της Καλιφόρνιας.

2.2. Μνήμη

Το βασικότερο υποσύστημα που χρειάζεται ο μικροεπεξεργαστής για την επεξεργασία των δεδομένων, είναι η κεντρική μνήμη. Είναι το ηλεκτρονικό ισοδύναμο ενός κολοσσιαίου σε χωρητικότητα συστήματος "θυρίδων" σε κάθε μιά από τις οποίες αποθηκεύεται ένας αριθμός. Ο αριθμός αυτός μπορεί να συμβολίζει κάποια εντολή, τα δεδομένα και τα αποτελέσματα ενός προγράμματος. Ο μικροεπεξεργαστής, γνωρίζει ανά πάσα στιγμή σε ποιάν "διεύθυνση" της μνήμης πρέπει να ψάξει για μια εντολή. Στη μνήμη του υπολογιστή τα πάντα είναι αποθηκευμένα με αριθμητική μορφή. Σε έναν ΠΥ, μια τέτοια θυρίδα μπορεί να αποθηκεύσει 1byte ή 8 bits (1 bit=1δυαδικό ψηφίο, δηλ. 0 ή 1). Η μνήμη διαιρείται σε δύο μεγάλες κατηγορίες, τη μνήμη ROM και τη μνήμη RAM.

ROM (Read-Only Memory) : Η μνήμη αυτή είναι ηλεκτρονικά ενσωματωμένη σε ένα ή δύο chip. Σ' αυτήν είναι αποθηκευμένες μιά σειρά από βασικές εντολές που επιτρέπουν στον ΠΥ να "ενεργοποιηθεί", κατά την έναρξη της λειτουργίας του. Φυσικά, τα περιεχόμενά της δεν χάνονται, όταν σβήσουμε τη μονάδα. Λέγεται Μνήμη Μόνο Ανάγνωσης, γιατί τα περιεχόμενά της είναι δυνατόν να διαβασθούν από τον χρήστη, αλλά όχι και να τροποποιηθούν.

RAM (Random Access Memory) : Είναι η προσωρινή "αποθήκη", στην οποία βρίσκονται όλες εκείνες οι πληροφορίες (προγράμματα και δεδομένα) που χρειάζεται σε μια δεδομένη στιγμή λειτουργίας η CPU για την επεξεργασία. Σ' αυτήν, μπορούν να γραφούν δεδομένα, να διαβασθούν ή να διαγραφούν πληροφορίες κ.ο.κ. Τα περιεχόμενά της χάνονται όταν σβήσουμε τον υπολογιστή, εκτός και άν σώσουμε τα δεδομένα μας αποθηκεύοντάς τα σε μια δισκέτα ή στο σκληρό δίσκο. Ονομάζεται και Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης ή Μνήμη Ανάγνωσης και Γραφής.

2.3. Σκληρός δίσκος (Hard disk)

Είναι η μόνιμη αποθήκη όλων των πληροφοριών και των προγραμμάτων, ένα είδος ηλεκτρονικής αρχειοθήκης. Βρίσκεται εγκατεστημένος μέσα στον ΠΥ, σε μια συσκευή που λέγεται hard disk drive (μονάδα σκληρού δίσκου). Οπως και οι δισκέτες, αποτελείται από δίσκο που φέρει επίστρωση από μαγνητικό υλικό. Την επιφάνεια του δίσκου μαγνητίζει με κάποιο συγκεκριμένο τρόπο μια κεφαλή που ανήκει στο disk drive και έτσι γράφει πάνω της τις πληροφορίες (όπως γράφεται ο ήχος ή η εικόνα στις κασέτες). Οι πληροφορίες αυτές μπορούν κατόπιν να διαβασθούν από την ίδια κεφαλή και να απεικονισθούν στην οθόνη, να τυπωθούν, κλπ. Το πλεονέκτημα των δίσκων (ή δισκεττών) είναι η δυνατότητα άμεσης πρόσβασης σε οποιοδήποτε μέρος της επιφάνειάς τους, χωρίς να μεσολαβεί το χρονοβόρο τύλιγμα ή ξετύλιγμα των αντίστοιχων κασετών, για να βρεθεί το επιθυμητό σημείο. Η κεφαλή του drive (η οποία "γράφει" και "διαβάζει") είναι τοποθετημένη σ' ένα βραχίονα που κινείται μπρός-πίσω, από την περιφέρεια πρός το κέντρο του δίσκου. Ο ίδιος ο δίσκος περιστρέφεται. έτσι η κεφαλή έχει ταχεία πρόσβαση σε οποιοδήποτε σημείο του. Οι σκληροί δίσκοι, εκτός φυσικά από την τεράστια διαφορά στον όγκο πληροφοριών που μπορούν να αποθηκεύσουν, διαφέρουν από τις δισκέτες στην ταχύτητα ανάκτησης των δεδομένων όπου υπερέχουν σημαντικά.

2.4. Floppy disk drives (μονάδες εύκαμπτων δίσκων)

Είναι οι συσκευές που δέχονται τις δισκέτες (floppy disks), για τις οποίες ήδη έγινε λόγος. Στο εμπόριο κυκλοφορούν δισκέτες χωρητικότητας μέχρι 1,44 megabytes (MB).

Στην ουσία , τον πυρήνα του υπολογιστή αποτελούν η CPU και η κεντρική μνήμη (ROM / RAM) . Ο υπόλοιπος εξοπλισμός αποτελεί τα λεγόμενα περιφερειακά .

Τα κυριώτερα είναι :

2.5. Οθόνη (video display unit)

Μπορεί να είναι μονόχρωμη ή έγχρωμη και με διάφορες διαβαθμίσεις στην ανάλυση των χρωμάτων (resolution). Η ανάλυση αυτή, καθορίζεται από ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα ενσωματωμένο με τη μορφή μιας "κάρτας" στον ΠΥ. Οι κυριώτεροι τύποι καρτών που χρησιμοποιούνται στους ΙΒΜ-συμβατούς ΠΥ είναι οι εξής: MDA, CGA, Hercules, EGA και VGA. Σύντομα θα κυκλοφορήσει το καινούριο εξελιγμένο πρότυπο της ΙΒΜ, η κάρτα ΧGA. Θα δίνει ακόμη μεγαλύτερη ανάλυση και ποικιλία χρωμάτων από τη VGA.

2.6. Πληκτρολόγιο (keyboard)

Είναι διάταξη πλήκτρων όπως στην γραφομηχανή, που χρησιμοποιείται για την εισαγωγή των εντολών ή των δεδομένων.

2.7. Εκτυπωτής (printer)

Συσκευή εξόδου που τυπώνει σε χαρτί τα αποτελέσματα της επεξεργασίας του υπολογιστή, με τη μορφή αριθμών, γραμμάτων ή γραφικών. Η ποιότητα της εκτύπωσης με laser printer υπερέχει κατά πολύ αυτής των εκτυπωτών ακίδων, η τιμή τους όμως, κάνει απαγορευτική τη χρήση τους σε γραφείο, σπίτι ή ιατρείο. Αλλωστε, τις ανάγκες για τις συνήθεις εκτυπώσεις καλύπτει ικανοποιητικά ένας εκτυπωτής ακίδων.

2.8. Ποντίκι (mouse)

Είναι χειροκίνητη συσκευή εισόδου που, όταν μετακινείται πάνω σε μια επίπεδη επιφάνεια, προκαλεί ανάλογη μετατόπιση του δρομέα στην οθόνη. Η χρήση του περιφερειακού αυτού διευκολύνει αφάνταστα τους χειρισμούς μας, μιας και αντικαθιστά πολλές και δύσκολες στην απομνημόνευση πληκτρολογήσεις. Δεν μπορούμε να δουλεύουμε με το ποντίκι όλα τα προγράμματα: το πρόγραμμα που χρησιμοποιούμε θα πρέπει να "υποστηρίζει" τη χρήση ποντικιού.

2.9. Scanner (ψηφιοποιητής εικόνας)

Χρήσιμο περιφερειακό, με το οποίο "διαβάζουμε" κείμενα και φωτογραφίες και τα ενσωματώνουμε στα δεδομένα μας ή τα αποθηκεύουμε στον σκληρό δίσκο.

2.10. CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory)

Είναι στην ουσία ένας σκληρός δίσκος συμπαγούς εγγραφής με τεράστια χωρητικότητα (μέχρι 550 ΜΒ), στον οποίο αποθηκεύονται κείμενα ή δεδομένα σε ψηφιακή μορφή. Χρησιμοποιείται συνήθως για βάσεις δεδομένων, π.χ για αναζήτηση βιβλιογραφίας.

2.11. Modem (MOdulator DEModulator)

Είναι συσκευή που επιτρέπει τη σύνδεση του ΠΥ με την τηλεφωνική γραμμή και μ' αυτόν τον τρόπο την επικοινωνία με άλλους ΠΥ σε οποιοδήποτε σημείο του κόσμου.

3. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ.

Προτού περιγράψουμε αδρά το πώς δουλεύει ένας ΠΥ, ας δούμε πώς συννενοούμαστε μαζί του.

Ο ΠΥ, καταλαβαίνει τη λεγόμενη "γλώσσα μηχανής", η οποία αποτελείται από αριθμούς του δυαδικού ή δεκαεξαδικού αριθμητικού συστήματος. Τη χειρίζονται λίγοι ειδικοί. Χρειαζόμαστε λοιπόν ένα λειτουργικό σύστημα που θα αναλάβει να μεταφράσει τις εντολές μας σε γλώσσα μηχανής. Ενα λειτουργικό σύστημα (Disk Operating System) είναι μια συλλογή από προγράμματα που χρησιμοποιούνται για να ελέγχουν, να βοηθούν και να επιβλέπουν όλα τα άλλα προγράμματα που τρέχουν σε έναν υπολογιστή. Για να χειρισθούμε λοιπόν έναν ΠΥ, χρειαζόμαστε ένα λειτουργικό σύστημα. Το DOS μας βοηθάει να "τρέχουμε" τις διάφορες εφαρμογές και να διαχειριζόμαστε τους διάφορους φακέλους (αντιγραφές, διαγραφές, μετακινήσεις αρχείων κ.ά.). Το πλέον διαδεδομένο λειτουργικό σύστημα για ΙΒΜ-συμβατούς ΠΥ, είναι το MS-DOS (MS=Microsoft, η εταιρεία που δημιούργησε το πρόγραμμα). Προσωπική μας άποψη είναι ότι δεν είναι ιδιαίτερα φιλικό στη χρήση του και ότι ένας γιατρός χρειάζεται να δαπανήσει αρκετό από τον πολύτιμο χρόνο του, για να μάθει να το χειρίζεται ικανοποιητικά.

Πρόσφατα (1990), η ίδια εταιρεία κυκλοφόρησε τα Windows 3.0 , ένα "περιβάλλον εργασίας" με το οποίο αξιοποιείται το MS-DOS προς όφελος της επικοινωνίας του χρήστη με τα προγράμματα. Στο γραφικό αυτό περιβάλλον, το μεγαλύτερο μέρος των εργασιών μας, γίνεται με την χρήση εικονιδίων και παραθύρων που τα επιλέγουμε εύκολα με το ποντίκι. Πολλά καινούρια προγράμματα σχεδιάζονται για να δουλέψουν μέσα σ' αυτό το περιβάλλον, με αποτέλεσμα να έχουν κοινά χαρακτηριστικά κι έτσι ο χρήστης να δαπανά μικρό χρόνο για την εκμάθησή τους. Το άλλο μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι τα προγράμματα αυτά ανταλάσσουν μεταξύ τους δεδομένα με μεγάλη ευκολία. Δημιουργώντας π.χ μια γραφική παράσταση με κάποιο πρόγραμμα, μπορούμε αμέσως να το ενσωματώσουμε σε ένα κείμενο που έχουμε γράψει με ένα πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου.

4. ΤΡΟΠΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΕΝΟΣ ΠΥ

Μπορούμε τώρα να δούμε αδρά τι γίνεται από τη στιγμή που θα θέσουμε σε λειτουργία τον ΠΥ. Οταν ξεκινάει, εκτελεί μια σειρά από βασικές εντολές που βρίσκονται στη μνήμη ROM. Με τη βοήθεια των εντολών αυτών, φορτώνεται το λειτουργικό σύστημα (π.χ το MS-DOS). Στη συνέχεια, ο χρήστης μπορεί να φορτώσει τις δικές του εφαρμογές, όπως κάποιο πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου ή δημιουργίας slides. Στην ουσία, οι προς εκτέλεση εφαρμογές φορτώνονται στην RAM του συστήματος. Οταν εκτελούνται, αναλύονται τελικά σε εντολές του μικροεπεξεργαστή. Καθεμιά από τις εντολές αυτές "λέει" στον επεξεργαστή να εκτελέσει μια συγκεκριμένη απλή εργασία, όπως να μετακινήσει ορισμένα δεδομένα από τη μνήμη, να προσθέσει δύο αριθμούς, κλπ. Η ταχύτητα, με την οποία εκτελείται μια εντολή, είναι πολύ μεγάλη. Ετσι, σε ένα πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου, το πάτημα ενός πλήκτρου ισοδυναμεί με εκτέλεση εκατοντάδων εντολών, η διαδικασία όμως αυτή είναι τόσο γρήγορη, που δεν γίνεται αντιληπτή από τον χρήστη. Τελειώνοντας την εφαρμογή, μπορούμε να σώσουμε τα δεδομένα μας. Με την εντολή save που υπάρχει σε κάθε πρόγραμμα, τα αποθηκεύουμε στο σκληρό δίσκο ή σε μια δισκέτα. Με την εντολή print, μπορούμε να τα τυπώσουμε με τον εκτυπωτή.

5. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΠΥ ΣΤΗ ΔΕΡΜΑΤΟΛΟΓΙΑ

Στην ενότητα αυτή θα αναφερθούμε στη χρήση των ΠΥ στην εκπαίδευση και στην καθημερινή δερματολογική πράξη. Δεν θα επεκταθούμε στις εφαρμογές τους στο εργαστήριο και στην έρευνα, αντικείμενα πιθανώς μελλοντικής αρθρογραφίας μας.

Ο μικρός όγκος των ΠΥ καθώς και οι προσιτή τιμή τους έχουν προκαλέσει το ενδιαφέρον για τη χρησιμοποίησή τους στο χειρισμό πληροφοριών και στον τομέα της δερματολογίας. Η εφαρμογή όμως αυτής της καινούργιας τεχνολογίας έχει καθυστερήσει πολύ, σε σχέση με τις γρήγορες εξελίξεις στην επιστήμη των υπολογιστών. Στις ΗΠΑ, από τα τέλη της δεκαετίας του '60 άρχισαν να γίνονται προσπάθειες, μέσω του "Εθνικού Προγράμματος για τη Δερματολογία" (National Program for Dermatology), να αξιοποιηθεί η πρόκληση της νέας αυτής δυνατότητας στην εκπαίδευση και την πληροφόρηση (2). Από τις πρώτες συζητήσεις που άρχισαν να γίνονται, φάνηκε η κοινή ανάγκη της ύπαρξης μιας υπηρεσίας αναζήτησης βιβλιογραφίας μέσω ΠΥ. Το αποτέλεσμα ήταν το DermLit, μια βιβλιογραφική βάση δεδομένων, η οποία περιείχε τους τίτλους, τις περιλήψεις και τους συγγραφείς άρθρων από τέσσερα δερματολογικά περιοδικά (Arch Dermatol, J Invest Dermatol, Cutis, Br J Dermatol.) (3). Aκολούθησαν διάφορα προγράμματα αρχειοθέτησης ασθενών, συνταγογράφησης, διάγνωσης, θεραπείας πρόγνωσης κ.ά. Στις ΗΠΑ σήμερα, ο δερματολόγος έχει στην διάθεσή του μεγάλη ποικιλλία δερματολογικού λογισμικού (πίν.2)

Αναζήτηση βιβλιογραφίας: Η βιβλιογραφική βάση δεδομένων είναι ένα αναγνώσιμο από ηλεκτρονικό υπολογιστή αρχείο, που περιέχει βιβλιογραφικά στοιχεία από επιστημονικές εργασίες που έχουν δημοσιευθεί σε έναν ή περισσότερους τομείς μιας επιστήμης. Σήμερα, διατίθενται διεθνώς περίπου 2500 data bases, που καλύπτουν όλα τα γνωστικά αντικείμενα της επιστήμης και της τεχνολογίας και των οποίων το περιεχόμενο αντλείται από περιοδικά, βιβλία, διατριβές, ανακοινώσεις σε επιστημονικά συνέδρια κ.ά. Η πρόσβαση στις βάσεις αυτές μπορεί να γίνει μέσω του modem και του κατάλληλου προγράμματος επικοινωνίας, που εύκολα μπορεί να προμηθευθεί ο ενδιαφερόμενος. Εκτός από τις βάσεις γενικής ιατρικής βιβλιογραφίας (Medline, Colleague κ.ά) , ο δερματολόγος μπορεί να γραφεί συνδρομητής και να έχει πρόσβαση σε data bases με άρθρα από το σύνολο του δερματολογικού περιοδικού τύπου.

DERM / MLS (4): είναι βιβλιογραφική βάση δεδομένων που περιέχει αποσπάσματα και άρθρα από 31 περιοδικά δερματολογίας και από 13 περιοδικά γενικής ιατρικής που ενδιαφέρουν τους δερματολόγους. Η DERM/MLS αποτελεί μέρος ενός συνόλου από βάσεις δεδομένων και εκπαιδευτικών προγραμμάτων της Αμερικανικής Ακαδημίας Δερματολογίας (AAD), γνωστού σαν DERM / INFONET: (DERMatology INFOrmation NETwork) (5). Εκτός από την αναζήτηση πληροφοριών, το DERM/INFONET περιλαμβάνει ακόμα:

Θεραπεία (DERM / Rx) (6) : Το πρόγραμμα αυτό χρησιμεύει ως οδηγός για τη θεραπευτική αντιμετώπιση 1200 δερματολογικών νόσων, ενώ ταυτόχρονα παρέχει βιβλιογραφικές αναφορές για κάθε θεραπευτική στρατηγική. Τελευταία, έχει κυκλοφορήσει και σε δισκέτες.

Φαρμακολογία (DERM / USP, DERM / FARM) (5,7) : Πρόκειται για φαρμακολογική βάση δεδομένων. παρέχει πληροφορίες για το είδος του φάρμακου, τις ενδείξεις, μηχανισμό δράσης, ανεπιθύμητες ενέργειες, δοσολογία, αντενδείξεις, ακόμα και οδηγίες που πρέπει να δοθούν στον ασθενή. Περιέχει όλα τα φάρμακα που κυκλοφορούν (όχι μόνο τα δερματολογικά).

Βάση δεδομένων για αλλεργιογόνα/Δερματίτιδα εξ επαφής (5) : Περιλαμβάνει όλα τα προϊόντα γενικής και βιομηχανικής χρήσης, που είτε περιέχουν είτε όχι ειδικά αλλεργιογόνα.

Πρόγνωση μελανώματος (5) : Μετά την εισαγωγή στον ΠΥ στοιχείων, όπως ηλικία, εντόπιση και εμφάνιση του όγκου, κλινικό στάδιο, πάχος Breslow, επίπεδο Clark κ.ά, παρέχεται το ποσοστό 2ετούς και 5ετούς επιβίωσης. Το πρόγραμμα κυκλοφόρησε πρόσφατα και σε δισκέτες.

ICD / CPT codes (5) : Είναι πρόγραμμα που παρέχει πληροφορίες για την ταξινόμηση και την ορολογία διαφόρων νοσημάτων. (ICD= International Classification System, CPT= Current Procedure Terminology).

Δερματολογικά quiz (5) : Το πρόγραμμα κάνει διάφορες ερωτήσεις. Αν δοθεί λάθος απάντηση, ο ΠΥ δίνει διορθωτικές πληροφορίες ούτως ώστε ο χρήστης να καταλάβει γιατί η απάντηση ήταν λανθασμένη και βέβαια ποιά είναι η σωστή απάντηση.

Διαγνωστικά προγράμματα : Είναι ο τομέας με το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Το 1974, οι Hadley et al παρουσίασαν ένα πρόγραμμα που σκοπό είχε να βοηθήσει στην διάγνωση εμπύρετων εξανθημάτων (8). Το πρόγραμμα δοκιμάσθηκε στο Βeth Israel Hospital και στο Childrens Hospital Medical Center, σε ασθενείς που εισήγοντο με εξάνθημα και εμπύρετο. Η διαγνωστική ακρίβεια του προγράμματος έφθανε το 65% των ασθενών, ποσοστό πολύ ικανοποιητικό, αν σκεφθούμε το πόσο νωρίς παρουσιάσθηκε και πόσο λίγα δεδομένα απαιτούσε. Το 1976, έκανε την εμφάνισή του το MYCIN , ένα πρόγραμμα για τη διάγνωση και θεραπευτική αντιμετώπιση των λοιμώξεων (9). Χρησιμοποιήθηκε στη ρουτίνα μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του '80 με καλά αποτελέσματα.

Το DIAG, που παρουσιάσθηκε από τους Haberman et al (10), χρησιμοποιείται από το 1982 στις δερματολογικές κλινικές του Πανεπιστημίου του Τορόντο. Η διαγνωστική του ακρίβεια είναι πολύ μεγάλη και συμπεριλαμβάνει μέσα σε μια μικρή διαφορική διάγνωση την ζητούμενη νόσο στο 94% των περιπτώσεων. Το πρόγραμμα δεν απαιτεί μεγάλες λεπτομέρεις για να κάνει τη διάγνωσή του. Για παράδειγμα, το πολύ χαρακτηριστικό -"σαν κολλάρο"- λέπι της ροδόχροης πιτυρίασης, δεν χρειάζεται κατά την εισαγωγή των δεδομένων.

'Αλλα πιο πρόσφατα διαγνωστικά προγράμματα είναι, το DERM / DDX (της AAD) (9), το CLINDERM (11), το AI / DERM (διάγνωση όγκων δέρματος) (9), το TEGUMENT (ιστοπαθολογική διάγνωση) (9), κ.ά.

Εγιναν ίσως φανερές οι δυνατότητες επικοινωνίας και εκπαίδευσης που έχουμε με τον ΠΥ μας. Ενα modem και το κατάλληλο πρόγραμμα επικοινωνίας (και φυσικά η ανάλογη ...συνδρομή), φαίνεται ότι μπορεί να λύσουν πολλά από τα καθημερινά προβλήματά μας. Οι δυνατότητές μας όμως δεν σταματούν εδώ (πίν. 3). Πολύ εύκολα, μπορούμε να γράψουμε και να επεξεργασθούμε ένα άρθρο ή μια εργασία, να δημιουργήσουμε slides, να ενσωματώσουμε φωτογραφίες με το scanner στα κείμενά μας, να γίνουν μαθηματικοί υπολογισμοί και στατιστικές αναλύσεις. Με κάποια ...ενίσχυση του προϋπολογισμού μας, οι δυνατότητές μας φτάνουν στο να αποθηκεύουμε εικόνες μεγάλης ευκρίνιας στο σκληρό δίσκο, μέσω βιντεοκάμερας (πχ. παρακολούθηση ασθενών) (12).

Δυστυχώς στην Ελλάδα από πλευράς λογισμικού δεν υπάρχει κάποιο πρόγραμμα διαγνωστικό ή θεραπευτικό. Γίνεται μια προσπάθεια σχεδίασης ενός προγράμματος αρχειοθέτησης ασθενών με ενσωματωμένη βοήθεια στην διαφορική διάγνωση. Στο Νοσοκομείο "Α. Συγγρός", υπάρχει CD-ROM και η βιβλιογραφική βάση δεδομένων Medline, όπου παρατίθενται άρθρα από ιατρικά περιοδικά των ετών 1987-1990. Πρόσβαση μέσω modem δεν είναι δυνατή, λόγω του ότι δεν υπάρχει το ανάλογο πρόγραμμα επικοινωνίας και διότι βεβαίως ο ΠΥ δεν παραμένει συνεχώς σε λειτουργία.

6. ΕΠΙΛΟΓΟΣ

Η τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών έχει γρήγορα αναπτυχθεί τα τελευταία 30 χρόνια. Ο σκοπός του άρθρου αυτού ήταν να κινήσει το ενδιαφέρον όλων μας και να υπενθυμίσει ότι στον τομέα αυτόν στην Ελλάδα βρισκόμαστε ήδη 10 χρόνια πίσω από τους συναδέλφους μας στις ΗΠΑ. Ο Η/Υ αργά ή γρήγορα θα αποτελέσει αναπόσπαστο μέρος της άσκησης της δερματολογίας. Ο ρομαντισμός και ο φόβος για τις ψυχρές αυτές μηχανές (στοιχεία που χαρακτήριζαν μέχρι πρόσφατα και έναν από τους γράφοντες --ΚΒ), πρέπει πια να ελεγχθούν και αφού συνειδητοποιήσουμε την τεχνολογική πρόκληση που ορθώνεται μπροστά μας, να την αντιμετωπίσουμε σαν ένα μέρος από την ζωή μας.

Είμαστε μόλις 9 χρόνια πριν από το 2000. Αυτό νομίζουμε ότι τα λέει όλα.

Βιβλιογραφία

1) Ms-Dos 4.01. Ζαργιαννάκη Κωνσταντίνου, Χρήστου Κοίλια. Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα, 1990.

2) Kopf AW . A decade of progress in education and communication in dermatology. J Am Acad Dermatol 1982, 6:209-214

3) Levit F, Chalice R, Kopf AW. DermLit. A year's experience with a computerized literature search service. Arch Dermatol 1975, 111:1355-1356

4) Elpern DJ. Computer-assisted medical literature searching. Dermatol clin 1986, 4:579-587

5) Kopf AW, Rigel DS, White R et al . DERM/INFONET: A concept becomes a reality. J Am Acad Dermatol 1988, 18:1150-1157

6) Kopf AW, Geronemus R, Sanchez M et al. DERM/RX. A computer aid to the management of diseases of the skin. Dermatol Clin 1986, 4:589-596

7) Maddin S, Stern RS. DERM/PHARM. Drug data base for dermatologists. Dermatol Clin 1986, 4:599-606

8) Hadley TP, Geer DE, Bleich HL et al. The use of digital computers in dermatologic diagnosis: Computer-aided diagnosis of febrile illness with eruption. J Invest Dermatol 1974, 62:467-472

9) Stoecker WV. Computer-aided diagnosis of dermatologic disorders. Dermatol Clin 1986, 4:607-625

10) Haberman HF, Norwich KH, Diehl DL, et al . DIAG: A computer-assisted dermatologic diagnostic system- clinical experience and insight. J Am Acad Dermatol 1985, 12:132-143.

11) Ronan PB . Computer diagnosis of skin diseases. J Fam Pract 1990, 30(2):201-210

12) Stone JL, Peterson RL, Wolf JE Jr. Digital imaging techniques in dermatology. J Am Acad Dermatol 1990, 23:913-917

Σχήμα 1

Το βασικό Hardware ενός υπολογιστικού συστήματος

ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΗ ΣΕΛΙΔΑ