Kako računalnik v resnici deluje. Kako deluje računalnik

V tem članku, ki je bil pripravljen za uporabnike začetnike, si bomo ogledali računalniška naprava... Ugotovili bomo tudi glavne značilnosti naprav in kakšne funkcije opravljajo.

Tipičen osebni računalnik, ki ga uporabljamo v vsakdanjem življenju, je sestavljen iz naslednjih delov:

Sistemska enota;

Monitor;

Tipkovnice in miši;

Dodatne naprave (tiskalnik, optični bralnik, spletna kamera itd.)

Naprava osebnega računalnika. Vsebina članka:

Sistemska enota

Sistemska enota je osrednji del računalnika, v katerem so vse najpomembnejše komponente. Vse, zaradi česar računalnik deluje. Na voljo je veliko različnih sistemskih enot, ki se razlikujejo po velikosti, zasnovi in ​​načinu montaže.

Glavni elementi sistemske enote:

  • OVEN;
  • Video kartica;
  • Trdi disk;
  • Optični pogon (DVD, Blu-ray);
  • Napajanje

Oglejmo si vsakega od njih podrobneje.

Matična plošča je največja plošča v sistemski enoti. Na njem so nameščene glavne računalniške naprave: procesor, RAM, video kartica, reže (priključki), BIOS, pogon DVD, trdi disk, tipkovnica, miška itd. matična plošča je, da povežete vse te naprave in jih združite. Poleg tega so na njem krmilniki. Krmilniki so elektronske plošče, vstavljene v priključke (reže) na matični plošči, upravljajo naprave, povezane z računalnikom. Nekateri krmilniki so priloženi matični plošči. Takšni krmilniki se imenujejo integrirani ali vgrajeni. Tako sta krmilnika miške in tipkovnice vedno vgrajena. Z dodajanjem in zamenjavo krmilnih plošč lahko razširite zmogljivosti računalnika in ga prilagodite svojim zahtevam. Uporabnik lahko na primer doda dodatno zvočno kartico, ki lahko deluje z novimi večkanalnimi zvočniki.

Centralna procesna enota (CPU, CPU) je glavni element računalnika, njegovi »možgani«. Odgovoren je za vse izračune in obdelavo informacij. Poleg tega upravlja vse naprave v računalniku. Hitrost računalnika in njegove zmogljivosti so odvisne od njegove moči.

Glavne značilnosti centralnega procesorja:

  • Število jeder
  • taktna frekvenca
  • vtičnica

Oglejmo si jih podrobneje.

Število jeder

Več jeder ima procesor, več operacij lahko izvede hkrati. Dejansko je več jeder več procesorjev, ki se nahajajo na isti matrici ali v istem paketu. V enojedrnem procesorju ukazi, prejeti na njegovem vhodu, zaporedno prehajajo skozi bloke, potrebne za njihovo izvedbo, to je, medtem ko procesor izvaja naslednji ukaz, ostali počakajo na vrsto. V večjedrnem procesorju prihaja več ločenih tokov navodil in podatkov, ki tudi izstopijo ločeno, ne da bi drug na drugega vplivali. Zaradi vzporedne obdelave več tokov ukazov s strani procesorja se zmogljivost računalnika poveča. Danes je na osebnih računalnikih praviloma nameščenih 2-8 jedrnih procesorjev. Vendar niso vsi programi zasnovani za uporabo več jeder.

Frekvenca ure

Ta lastnost označuje hitrost izvajanja ukazov s strani centralnega procesorja. Cikel je časovno obdobje, ki je potrebno, da procesor izvede osnovne operacije.

V bližnji preteklosti je bila takta osrednjega procesorja neposredno identificirana z njegovo zmogljivostjo, torej višja je frekvenca procesorja, bolj produktivna je. V praksi imamo situacijo, ko imajo procesorji z isto frekvenco različne zmogljivosti, saj lahko v enem taktu izvajajo različno število navodil (odvisno od zasnove jedra, pasovne širine vodila, predpomnilnika). Sodobni procesorji delujejo pri frekvencah od 1 do 4 GHz (Giga Hertz)

predpomnilnik

Predpomnilnik se uporablja za znatno pospešitev izračunov. To je izjemno hiter pomnilnik, vgrajen v ohišje procesorja, ki vsebuje podatke, do katerih procesor pogosto dostopa. Predpomnilnik je lahko prve (L1), druge (L2) ali tretje (L3) ravni.

Vtičnica

Vtičnica je priključek (vtičnica) na matični plošči, kjer je nameščen procesor. Ko pa rečemo "procesorska vtičnica", mislimo tako na vtičnico na matični plošči kot na podporo te vtičnice pri nekaterih modelih procesorjev. Vtičnica je potrebna ravno zato, da lahko preprosto zamenjate okvarjen procesor ali nadgradite računalnik z zmogljivejšim procesorjem.

Oven

Naslednji pomemben element računalnika, ki se nahaja v sistemski enoti, je pomnilnik z naključnim dostopom (RAM ali pomnilnik z naključnim dostopom RAM). V njem so shranjeni podatki, ki jih obdeluje procesor, in programi, ki jih je zagnal uporabnik. Imenuje se operativno, ker procesorju omogoča hiter dostop do podatkov.

DDR2

DDR3

Glavne značilnosti RAM -a:

  • glasnost- merjeno v megabajtih (MB) ali gigabajtih (GB), pomembno vpliva na zmogljivost računalnika. Zaradi premajhne količine RAM -a se mnogi programi ne bodo naložili ali pa se bodo izvajali zelo počasi. Tipičen sodoben računalnik uporablja vsaj 1 GB pomnilnika, čeprav sta 2 ali 3 GB boljša za priročno upravljanje;
  • frekvenca vodila - merjeno v megahercih (MHz), prav tako močno vpliva na hitrost računalnika. Večji kot je, hitrejši je prenos podatkov med procesorjem in samim pomnilnikom.
  • vrsta pomnilnika- označuje generacijo, ki ji pripada spomin. Danes lahko najdete naslednje vrste pomnilnika z naključnim dostopom (razporejene glede na kronologijo pojavljanja):

DDR SDRAM (100 - 267 MHz)

DDR2 SDRAM (400 - 1066 MHz)

DDR3 SDRAM (800 - 2400 MHz)

DDR4 SDRAM (1600 - 2400 MHz)

Video kartica

Video kartica | Računalniška naprava

Video kartica je elektronska kartica, ki omogoča tvorbo video signala in s tem določa sliko, ki jo prikazuje monitor. Obstoječe grafične kartice imajo različne zmogljivosti. Če se v računalniku uporabljajo pisarniški programi, potem za grafično kartico ni posebnih zahtev. Druga stvar je igralni računalnik, pri katerem video kartica prevzame glavno delo, centralnemu procesorju pa je dodeljena sekundarna vloga.

Glavne značilnosti grafične kartice:

  • količina video pomnilnika - merjena v megabajtih (MB) ali gigabajtih (GB), vpliva na največjo ločljivost monitorja, število barv in hitrost obdelave slik. Trenutno se proizvajajo modeli video kartic z video pomnilnikom od 256 MB do 6 GB. Optimalna povprečna velikost je 512 MB ali 1 GB;
  • bitna širina vodila video pomnilnika - merjeno v bitih, določa količino podatkov, ki jih je mogoče hkrati prenesti iz video pomnilnika (v pomnilnik). Standardna širina vodila sodobnih grafičnih kartic je 256 bit;
  • frekvenca video pomnilnika - merjeno v megahercih (MHz), višja je, večja je celotna zmogljivost grafične kartice.

Trenutno se grafične kartice proizvajajo na osnovi čipov nVidia GeForce in ATI Radeon.

Trdi disk

Trdi disk | Računalniška naprava

Trdi disk brez zgornjega pokrova | Računalniška naprava

Trdi disk, imenovan tudi trdi disk ali trdi disk, je zasnovan za dolgoročno shranjevanje informacij. Na trdem disku računalnika so shranjeni vsi podatki: operacijski sistem, potrebni programi, dokumenti, fotografije, filmi, glasba in druge datoteke. On je tisti, ki je glavni obGradnja shranjevanje informacije v računalniku.

Za uporabnika se trdi diski med seboj razlikujejo predvsem po naslednjih značilnostih:

  • zmogljivost (prostornina) - merjeno v gigabajtih (GB) ali terabajtih (TB), določa, koliko informacij je mogoče zapisati na trdi disk. Trenutno se prostornina sodobnega trdega diska meri od nekaj sto gigabajtov do več terabajtov;
  • hitrost, ki je vsota časa dostopa do informacij in hitrosti branja / pisanja informacij. Običajni čas dostopa za sodobne diske je 5-10 ms (milisekunde), povprečna hitrost branja / pisanja je 150 MB / s (megabajti na sekundo);
  • vmesnik - vrsta krmilnika, na katerega naj bo priključen trdi disk (najpogosteje EIDE in različne različice SATA).

DVD pogon

DVD pogon | Računalniška naprava

Pogon DVD se uporablja za branje DVD -jev in CD -jev. Če ime vsebuje predpono "RW", potem pogon ne more samo brati, ampak tudi pisati na diske. Za pogon je značilna hitrost branja / pisanja in je označena z množiteljem (1x, 2x itd.). Tu je enota hitrosti 1,358 megabajta na sekundo (Mb / s). To pomeni, da ko je pogon nastavljen na 8x hitrost, bo dejanska hitrost 8 * 1,358 Mbps = 11,08 Mbps.

Blu-ray pogon

Blu-ray pogon | Računalniška naprava

Pogoni Blu-ray so lahko treh vrst: branje, kombinirano in pisanje. Bralnik diskov Blu-ray lahko bere CD-je, DVD-je in diske Blu-ray. Kombinacija lahko dodatno zapisuje CD -je in DVD -je. Snemalnik Blu-ray lahko bere in piše vse diske.

Napajanje

Napajalnik napaja naprave računalnika in se običajno prodaja skupaj s kovčkom. Trenutno proizvajajo napajalnike z močjo 450, 550 in 750 vatov. Za računalnik z zmogljivo igralno grafično kartico bodo morda potrebni močnejši napajalniki (do 1500 vatov).

Monitor

Monitor je zasnovan za prikaz slik iz računalnika. Nanaša se na računalniške izhodne naprave.

Glavne značilnosti monitorjev:

  • Velikost zaslona- merjeno v palcih (1 palec = 2,54 cm) diagonalno. Trenutno so najbolj priljubljeni 19 -palčni LCD monitorji;
  • format zaslona(razmerje stranic navpično in vodoravno), zdaj se skoraj vsi monitorji prodajajo v širokem formatu: formatu 16: 9 in 16:10;
  • matrični tip- glavni del LCD zaslona, ​​od katerega je njegova kakovost odvisna 90%. Sodobni monitorji uporabljajo eno od treh glavnih vrst matric: TN-film (najpreprostejši, najcenejši in najpogostejši), S-IPS (imajo najboljšo barvno upodabljanje, ki se uporablja za profesionalno delo s slikami) in PVA / MVA (dražje od TN -filmski in cenejši IPS, lahko rečemo, da so te matrice kompromis med TN + Film in IPS.);
  • ločljivost zaslona- število pik (pik) v širino in višino, ki sestavljajo sliko. Najpogostejši 17 in 19-palčni monitorji imajo ločljivost 1280x1024 in 1600x1200 slikovnih pik. Višja kot je ločljivost, bolj podrobna bo seveda slika;
  • tip priključka uporablja se za povezavo z računalnikom, analognimi VGA (D-Sub) ali digitalnimi DVI, HDMI priključki.


Verjamem, da ker že berete ta članek z internetnega vira, to pomeni, da poznate takšno napravo, kot je računalnik, ste jo videli in si predstavljate, kako izgleda.

Ste se kdaj vprašali, kako deluje računalnik? Dejansko poleg takšnih, seveda pomembnih komponent, kot so monitor, tipkovnica in miška, obstajajo tudi komponente, ki jih je mogoče videti le s pogledom v notranjost. To je grafična kartica, RAM, trdi disk in procesor.

Če pa nimate potrebne baze znanja, vam ne priporočam, da odprete pokrov sistemske enote ali zasukate monitor. Prvič, lahko nekaj nepopravljivo zlomite, drugič pa tako ali tako ne boste nič razumeli.

Predlagam, da začnete s čisto teoretičnim znanjem.

Oddelek 1. Domišljija, gospodje, domišljija!

Mislim, da smo se že odločili, da si nihče ne bo poskušal izbrati in raztrgati sistemske enote, da bi se bolje seznanil z njeno vsebino.

Kako bi lahko bilo drugače?

Predlagam, da si predstavljam risbo. Ne neka mojstrovina svetovnega slikarstva, ampak nekaj podobnega otroškim piskanjem. z izvlečnimi policami, na katerih stoji naš računalnik, sestavljen iz monitorja, sistemske enote, tipkovnice, miške in morda dodamo še nekaj zvočnikov. No, ste ga predstavili? Zdaj pa ob vsem tem upodobite malega človeka, v tem primeru sebe. Pripravljen?

Zdaj vam bom povedal skrivnost: ta mali človek je pravzaprav zelo, zelo zmogljiv dvojedrni procesor tipa INTEL (no, ali ATLON). Čeprav je povsem možno, da sploh ni dvojedrni ... V tem primeru to ni tako pomembno. Pojavi se povsem logično vprašanje, zakaj procesor, saj je ta naprava, tako kot možgani sodobne osebe, sposobna vnaprej izračunati na tisoče različnih operacij. To so nekakšni možgani, toda kako delati z računalnikom brez možganov? Ni šans!

Pojdi naprej. Monitor, prikazan na naši virtualni risbi, bo video kartica. Površino mize bomo spremenili v RAM, vendar bodo predali mize nadomestili naš trdi disk, imenovan tudi trdi disk. Zdaj pa vse "povežimo" z matično ploščo (no, v našem primeru z dnom mize). Pripravljen?

V skladu s tem načelom povezave naprava deluje.

Oddelek 2. Kako računalnik deluje kot celota in vsak njen sestavni del posebej.

Vrnemo se k naši risbi: sedite za mizo, t.j. ste procesor, priključen na matično ploščo, vaša soba pa ni nič drugega kot sistemska enota.

Dovolj domišljije?

Predstavljajte si situacijo, ko pride povprečen povprečen uporabnik in pritisne gumb za vklop. Signal se pošlje v procesor (torej v tem primeru vam) in je vključen v delo.

Če želi uporabnik pogledati film ali odpreti želeni dokument, bo "vam" poslal ustrezen signal. Vstali boste v predal mize (t.j. trdi disk) in tam izkopali vse, kar potrebujete.

Pomnilnik z naključnim dostopom deluje tisočkrat hitreje kot procesor, pospešuje proces iskanja teh ali tistih informacij. Resnično spominja na površino mize in vam omogoča, da imate vse, kar potrebujete, na vidnem mestu in se ne povzpnete vsakič v predale mize ter tako porabite čas in energijo.

Zdi se mi, da se bodo zdaj vsi, ki želijo vedeti, kako deluje računalnik, upravičeno vprašali, zakaj potem potrebujemo trdi disk, če traja zelo dolgo, da se z njega izvleče material.

Stvar je v tem, da lahko trdi disk z veliko prostornino obravnavamo kot nekakšno shrambo. Pomislite sami, kakšna je površina mize v primerjavi z vsem tem prostim prostorom, ki ga vsebujejo predali? Poleg tega RAM ne more delovati brez stalnega napajanja, zato morate računalnik izključiti iz omrežja, vsi shranjeni podatki pa bodo preneseni nazaj na trdi disk.

Oddelek 3. Kako deluje računalnik? Zaključek.

Zdaj pa povzemimo. Torej, vse v računalniku nadzira procesor, obdeluje vse tukaj shranjene podatke in potrebne za delo. Za pospešitev procesorja je potreben RAM. Winchester je neke vrste shramba informacij.

Video kartica, kot ste verjetno že uganili, je potrebna, da uporabnik vidi vse, kar se dogaja na monitorju. Boljši in višji kot so njeni parametri, zato bo kakovost slike boljša.

Zvočna kartica, ki so jo na naši virtualni sliki predstavljali zvočniki, je odgovorna za vse zvoke v računalniku in s tem sprosti čas procesorja za obdelavo drugih podatkov. Treba je povedati, da je zdaj v večini primerov že vgrajena v matično ploščo.

V računalniku oseba ne ve vsega zgoraj navedenega. Dihamo in živimo, čeprav se tega ne zavedajo vsi ali srce. Tako je tudi z osebnim računalnikom. Lahko. Nekaterim je to morda dolgočasno.

Arhitektura sodobnih računalnikov je bila razvita leta 1945. S to metodo se ukazi in podatki skupaj shranijo v pomnilnik računalnika. Niz navodil, imenovanih program in podatki, se naložijo v pomnilnik. Pomnilnik je razdeljen na posamezne celice, tako da lahko kadar koli poiščete ukaze in podatke.

Centralna procesna enota (CPE) vsebuje programski števec, ki zagotavlja vrstni red navodil. Števec programov napreduje korak po vsaki operaciji.
Druge komponente CPE-ja vključujejo krmilni modul, ki vodi postopke obdelave podatkov po korakih; aritmetično logični modul (ALM), ki izvaja operacije z seštevanjem, odštevanjem in primerjavo.
Na desni so koraki, ki pojasnjujejo, kako računalnik manipulira z ukazi in podatki za izvajanje preproste naloge dodajanja. Program naroči računalniku, naj doda dve številki in si zapomni njuno vsoto - kot je razvrščeno v tretji vrstici na zaslonu (spodaj), ki se glasi "30 C = A + B". Ta naloga zahteva veliko korakov, vendar vsak korak traja le trideset milijardink sekunde, izračuni pa so zelo hitri. Čeprav so vse številke v računalniku zapisane v binarnem formatu, so za lažje branje tukaj predstavljene v decimalnih mestih.

Navodila za računalnik
Operater je napisal kratek program v računalniškem jeziku BASIC. Prvi dve vrstici, oštevilčeni 10 in 20 (levo), poveta računalniku, naj izvleče številke s tipkovnice. Diagrami na desni prikazujejo, kako računalnik izvede tretji ukaz. Ta ukaz "C = A + B" pove računalniku, naj doda številki A in B, četrta vrstica pa vsebuje zaporedje, da si zapomni rezultat. Vrstica 50 zaključi program. V tem primeru je A v celici 86, B je v celici 87 in C bo v celici 88.

1. Prva navodila. Nadzorni modul sprejema ukaze z lokacij 78 in 79. Po dekodiranju ukazov ve, da mora dostaviti podatke z lokacije 86.

2. Premik prve številke. Krmilni modul kopira A - številko "3" iz celice 86 in jo postavi v enega od registrov - začasno shranjevanje za majhno količino podatkov.

3. Branje ukaza "Dodaj". Nadzorni modul prejme naslednji ukaz - ukaz add - z lokacij 80 in 81 in dekodira te ukaze.

4. Branje podatkov. Po ukazih nadzorni modul kopira vrednost B 2 z lokacije 87 in jo postavi v ALM.

5. Dodajanje podatkov. Prva številka je vzeta iz pomnilnika centralnega procesorja in poslana v ALM, kjer se izvajajo matematične operacije. Računalnik lahko doda dve številki.

6. Začasno shranjevanje. Vsota dodatka se začasno shrani v register CPU -ja, dokler krmilni modul ne prejme nadaljnjih navodil od uporabnika.

7. Seštevanje. Krmilni modul izvleče iz celice 82 ukaz za shranjevanje podatkov v pomnilniku na položaju 88, kjer bodo zlahka dostopni za nadaljnje izračune

8. Skladiščenje. Nadzorni modul vnese vsoto, številko "5", v celico 88 v skladu z ukazom in dokonča osem operacij, potrebnih za dokončanje enega sklada toogoamme.

Danes so se računalniške naprave tako trdno uveljavile v našem življenju, da se nam zdi nemogoče predstavljati naš obstoj brez njih. Vendar večina uporabnikov skoraj nikoli ne pomisli, kako delujejo vsi ti sistemi. Nato bomo preučili, kako je računalnik urejen (tako rekoč za "lutke"). Seveda ne bo šlo, če bi vse podrobno opisali in poudarili vse tehnične vidike (in večina ljudi tega ne potrebuje). Zato se bomo omejili na glavne vidike in govorili v preprostem "človeškem" jeziku.

Računalnik za lutke: osnovne komponente

Ko govorimo o napravi katere koli računalniške naprave, je treba jasno razumeti, da je v osnovi sestavljena iz strojne in programske opreme.

Strojna oprema pomeni vse povezane naprave, ki se jih lahko tako rekoč dotaknete z rokami (procesorji, pomnilniške kartice, trdi diski, monitorji, video, zvočni in zvočni adapterji, tipkovnica, miška, zunanje naprave, kot so tiskalniki, optični bralniki itd.) Itd. .). Popularno se vse te komponente včasih imenujejo "računalniška strojna oprema".

Programski del je sestavljen iz številnih komponent, med katerimi ima operacijski sistem vodilno vlogo, na podlagi katere poteka interakcija med strojno opremo in drugimi programi ter v njej nameščeni gonilniki naprav so posebni programi, s pomočjo katerih OS lahko komunicira s samo strojno opremo in jo uporablja pri opravljanju določenih nalog.

Iz tega je enostavno sklepati, da je glavno načelo delovanja računalnika katere koli vrste interakcija strojne in programske komponente. Toda to je le površna predstavitev. Ti procesi bodo opisani malo kasneje.

Računalniška strojna oprema

V strojnem delu, kot mnogi menijo, sta na prvem mestu procesor in RAM. To deloma drži. Prav oni zagotavljajo izvajanje vseh ukazov programske opreme in omogočajo zagon določenih procesov.

Po drugi strani pa, če kopate globlje, niti ena "železna" komponenta sama po sebi ni vredna ničesar, ker jo morate za uporabo nekje priključiti. In tu imajo največji pomen tako imenovane matične plošče (popularno imenovane "matične plošče") - posebne naprave, na katere so nameščene vse ostale komponente, mikrovezja itd. V tem smislu je glavno načelo računalnika (pravilno delovanje brez okvare) je pravilna povezava vseh komponent strojne opreme prek ustreznih krmilnikov v posebne reže ali priključke na sami plošči. Tu obstajajo pravila, na primer o pravilni uporabi vodilov PCI, o povezovanju trdih diskov in odstranljivih pogonov po načelu master / slave itd.

Ločeno je treba reči o pomnilniku samo za branje (ROM), na katerem so informacije zapisane kot za vedno, in pomnilniku z naključnim dostopom (RAM), ki služi za izvajanje komponent programske opreme.

Vrste programske opreme

Programsko načelo delovanja računalnika pomeni uporabo ustrezne programske opreme za opravljanje dodeljenih nalog.

Na splošno je programska oprema razdeljena v več kategorij, med katerimi je mogoče ločeno ločiti sistemsko in aplikacijsko programsko opremo. Sistemska programska oprema vključuje same operacijske sisteme, gonilnike naprav in včasih servisne pripomočke, potrebne za zagotovitev pravilnega delovanja celotnega sistema. Je tako rekoč splošna lupina, v katero so vgrajeni aplikacijski programi in aplikacije. Programska oprema te vrste je strogo osredotočena, to je osredotočena je na opravljanje določene naloge.

Ker pa govorimo točno o tem, kaj so osnovna načela računalnika v splošnem smislu, je na prvem mestu sistemska programska oprema. Nato si oglejmo, kako se zažene celoten računalniški sistem.

Lekcija informatike. Računalnik: vklopite in preverite naprave

Verjetno je veliko uporabnikov stacionarnih računalnikov opazilo, da se ob vklopu računalnika sliši značilen zvok sistemskega zvočnika. Le malo ljudi je pozorno nanj, vendar lahko po dejstvu njegovega videza sklepamo, da vse "železne" naprave delujejo normalno.

Kar se zgodi? Načelo delovanja računalnika je, da se pri napajanju na posebno mikro vezje, imenovano primarna vhodno / izhodna naprava, preizkusijo vse naprave. Najprej se odkrijejo motnje pri delovanju video adapterja, ker če ni v redu, sistem preprosto ne bo mogel prikazati vizualnih informacij na zaslonu. Šele nato se določi vrsta procesorja in njegove značilnosti, parametri RAM -a, trdi diski in druge naprave. Pravzaprav BIOS sprva shranjuje podatke o celotni strojni opremi.

Možnosti zagona

Obstaja tudi sistem za izbiro zagonske naprave (trdi disk, optični medij, naprava USB, omrežje itd.). Vsekakor je nadaljnje načelo računalnika v smislu zagona takšno, da ima naprava tako imenovani zagonski zapis, ki je potreben za zagon sistema.

Zagon operacijskega sistema

Za zagon operacijskega sistema je potreben poseben zagonski nalagalnik, ki inicializira jedro sistema, zapisano na trdem disku, in ga postavi v RAM, nato pa se nadzor nad procesom prenese na sam OS.

Poleg tega ima lahko glavni zagonski zapis prilagodljivejše nastavitve, kar daje uporabniku pravico, da izbere sistem za zagon. Če se zažene z odstranljivega medija, se z njega prebere izvršljiva zagonska koda, vendar se nalaganje v vsakem primeru izvede le, če BIOS določi izvedljivo kodo kot veljavno. V nasprotnem primeru se na zaslonu prikaže obvestilo o nezmožnosti zagona, na primer, da zagonske particije ni bilo mogoče najti. V tem primeru se včasih uporablja particijska tabela, ki vsebuje informacije o vseh logičnih pogonih, na katere je mogoče razdeliti trdi disk. Dostop do informacij je med drugim neposredno odvisen od strukture datoteke, ki se imenuje datotečni sistem (FAT, NTFS itd.).

Upoštevajte, da je to najbolj primitivna razlaga zagonskega procesa, saj je v resnici vse veliko bolj zapleteno.

Računalniški pomnilnik: izvajanje programov

Torej se je operacijski sistem zagnal. Zdaj pa se ustavimo pri vprašanjih delovanja programov in aplikacij. Za njihovo izvajanje sta odgovorna predvsem osrednji procesor in RAM, da ne omenjam gonilnikov drugih vključenih naprav.

Načelo delovanja računalniškega pomnilnika je, da ko zaženete izvedljivo datoteko programa ali drugega predmeta iz ROM -a ali izmenljivega medija, ko ima aplikacija nekakšno komplementarno vlogo, nekatere spremljajoče komponente, najpogosteje dinamične knjižnice (čeprav morda ne na voljo za preproste programe) in gonilnike naprav, ki so potrebni za delovanje.

Zagotavljajo komunikacijo med operacijskim sistemom, samim programom in uporabnikom. Jasno je, da večja je količina RAM -a, več komponent se lahko vanj naloži in hitreje bo potekala njihova obdelava. Ko so prejeti ukazi za interakcijo, prevzame centralni procesor, ki izvaja vsa računska dejanja v sistemu. Ko je aplikacija izklopljena ali ko je računalnik izklopljen, se vse komponente iz "RAM -a" raztovorijo. Vendar ni vedno tako.

Spreminjanje sistemskih parametrov

Nekateri procesi lahko trajno prebivajo v RAM -u. Zato jih je treba ročno ustaviti. V sistemih Windows se številne storitve samodejno zaženejo, vendar so za uporabnika popolnoma nepotrebne. V tem primeru se uporabi nastavitev samodejnega zagona. V najpreprostejši različici se uporabljajo programi za optimizacijo, ki čistijo nepotrebne procese, odstranjujejo računalniške smeti v samodejnem načinu. Ampak to je ločen pogovor.

fb.ru

Lekcija 3. Kako deluje računalnik

Sergej Bondarenko Glavna stran »Lekcije IT 87 komentarjev

Za uspešno »komunikacijo« z računalnikom ga je škodljivo dojemati kot črno skrinjico, ki bo kmalu dala nekaj nepričakovanega. Če želite razumeti reakcijo računalnika na vaša dejanja, morate vedeti, kako deluje in kako deluje.

V tej lekciji IT se bomo naučili, kako deluje večina računalniških naprav (ki ne vključujejo le osebnih računalnikov).

V drugi lekciji smo ugotovili, da je za obdelavo informacij, njihovo shranjevanje in prenos potreben računalnik. Poglejmo, kako se informacije obdelujejo.

Kako so podatki shranjeni v računalniku

Računalnik shranjuje, prenaša in obdeluje informacije v obliki ničel "0" in tistih "1", torej se uporabljata binarna koda in binarni številski sistem.

Na primer, decimalno število "9" vidi kot binarno število "1001".

V obliki ničel in enot so shranjeni vsi podatki, ki jih je treba obdelati, in vsi programi, ki nadzorujejo obdelavo.

Računalnik na primer vidi takšno fotografijo (samo prvi dve vrstici datoteke po 527 vrstic):

Besedilo za računalnik izgleda tako:

Danes ne bomo razumeli zapletenosti izračunov in transformacij, poglejmo postopek na splošno.

Kje so shranjeni podatki

Ko se podatki vnesejo v računalnik (zabeležijo), se shranijo na posebno napravo - napravo za shranjevanje podatkov. Običajno je naprava za shranjevanje podatkov trdi disk (trdi disk).

Ta naprava se zaradi svoje zasnove imenuje trdi disk. V notranjosti telesa je ena ali več trdih palačink (kovinskih ali steklenih), na katerih so vsi podatki (besedilni dokumenti, fotografije, filmi itd.) In nameščeni programi (operacijski sistem, aplikacijski programi, kot so Word, Excel itd.) .

Trdi disk (shranjevanje podatkov) shranjuje programe in podatke

Podatki na trdem disku se ohranijo tudi po izklopu računalnika.

Več o napravi trdega diska bomo izvedeli v eni od naslednjih lekcij IT.

Kaj obdeluje vse informacije v računalniku

Glavna naloga računalnika je obdelava informacij, to je izvajanje izračunov. Večino izračunov izvede posebna naprava - procesor. To je zapleteno mikro vezje, ki vsebuje na stotine milijonov elementov (tranzistorjev).

Procesor - obdeluje informacije

Program pove procesorju, kaj naj naredi v določenem času, pokaže, katere podatke je treba obdelati in kaj je treba z njimi narediti.

Shema obdelave podatkov

Programi in podatki se nalagajo iz pomnilniške naprave (trdi disk).

Toda trdi disk je razmeroma počasna naprava in če bi procesor čakal, da se informacije preberejo, nato pa po obdelavi nazaj zapisal, bi že dolgo miroval.

Zato je bila med procesorjem in trdim diskom nameščena hitrejša naprava za shranjevanje - pomnilnik z naključnim dostopom (pomnilnik z naključnim dostopom, RAM). To je majhno tiskano vezje, ki vsebuje hitre pomnilniške čipe.

RAM - pospeši dostop procesorja do programov in podatkov

Vsi potrebni programi in podatki se s trdega diska vnaprej preberejo v RAM. Med delovanjem procesor dostopa do RAM -a, bere ukaze programa, ki pove, katere podatke je treba vzeti in kako jih natančno obdelati.

Ko je računalnik izklopljen, se vsebina RAM -a vanj ne shrani (za razliko od trdega diska).

Postopek obdelave informacij

Zdaj vemo, katere naprave sodelujejo pri obdelavi informacij. Zdaj pa poglejmo celoten postopek izračuna.

Animacija računalniške obdelave informacij (IT-uroki.ru)

Ko je računalnik izklopljen, se vsi programi in podatki shranijo na trdi disk. Ko vklopite računalnik in zaženete program, se zgodi naslednje:

1. Program s trdega diska se vnese v RAM in pove procesorju, katere podatke naj naloži v RAM.

2. Procesor izmenično izvaja ukaze programa, obdeluje podatke po delih in jih vzame iz RAM -a.

3. Ko so podatki obdelani, procesor vrne rezultat izračuna v glavni pomnilnik in vzame naslednji del podatkov.

4. Rezultat programa se vrne na trdi disk in shrani.

Opisani koraki so prikazani z rdečimi puščicami v animaciji (izključno z IT-uroki.ru).

Vnos in izhod informacij

Da bi računalnik prejel informacije za obdelavo, jih je treba vnesti. Za to se uporabljajo naprave za vnos podatkov:

  • Tipkovnica (s pomočjo nje vnašamo besedilo in upravljamo računalnik);
  • Miška (z miško upravljamo računalnik);
  • Optični bralnik (sliko vnesemo v računalnik);
  • Mikrofon (snemanje zvoka) itd.

Za prikaz rezultata obdelave informacij se uporabljajo izhodne naprave:

  • Monitor (prikaz slike na zaslonu);
  • Tiskalnik (natisnite besedilo in slike na papir);
  • Akustični sistemi ali "zvočniki" (poslušanje zvokov in glasbe);

Poleg tega lahko vnašamo in iznašamo podatke v druge naprave z:

  • Zunanji pogoni (iz katerih kopiramo obstoječe podatke v računalnik):
    • bliskovni pogon,
    • zgoščenka (CD ali DVD),
    • Prenosni trdi disk,
    • disketa;
  • Računalniško omrežje (podatke iz drugih računalnikov prejemamo prek interneta ali mestnega omrežja).

Če v svoje vezje dodamo vhodno-izhodne naprave, dobimo naslednji diagram:


Vnos, obdelava in izhod podatkov

To pomeni, da računalnik deluje z ničlami ​​in enotami, in ko informacije vstopijo v izhodno napravo, se prevedejo v slike, ki smo jih vajeni (slika, zvok).

Če povzamem

Tako smo danes skupaj s spletno stranjo IT-uroki.ru izvedeli, kako deluje računalnik. Skratka, računalnik sprejema podatke iz vnosnih naprav (tipkovnica, miška itd.), Jih vnese na trdi disk, nato jih prenese v RAM in jih obdela s procesorjem. Rezultat obdelave se najprej vrne v RAM, nato na trdi disk ali neposredno v izhodne naprave (na primer monitor).

Če imate kakršna koli vprašanja, jih lahko postavite v komentarjih k temu članku.

Več o vseh napravah, navedenih v današnji lekciji, lahko izveste iz naslednjih lekcij na spletnem mestu IT-lekcije. Da ne boste zamudili novih lekcij - se naročite na novice spletnega mesta.

Kopiranje prepovedano

Naj vas spomnim, da je spletno mesto za pouk IT nenehno posodabljalo referenčne knjige:

Referenca strojne opreme

Katalog programov

Video dodatek

Danes je majhen informativni video o proizvodnji procesorjev.

P.S. V naslednji lekciji - Računalniška zunanja naprava, opis zunanjih priključkov, indikatorjev in gumbov. Ne spreglejte!

Delite s prijatelji:

Vam je bil všeč pouk IT?

Vsa sredstva gredo za kritje tekočih stroškov (plačilo za strežnik, domeno, vzdrževanje) in pripravo novega gradiva za usposabljanje (nakup potrebne programske opreme in opreme).

V družabnih omrežjih je veliko zanimivega:

IT-uroki.ru

Kako deluje računalnik?

Za sodobnega človeka je osebni računalnik tako pogosta stvar kot hladilnik ali televizor. Prenosni računalniki, tablični računalniki, stacionarni osebni računalniki so tako trdno zakoreninjeni v naših domovih, da njihova odsotnost pri večini navadnih državljanov povzroči občutek manjvrednosti in celo določen občutek lastne manjvrednosti. Toda pred kratkim, šele pred 20-25 leti, je bilo vse ravno obratno. Silikonski prijatelj je veljal za luksuz in vsi si niso mogli privoščiti takšne pridobitve.

Tehniki za popravilo osebnih računalnikov, ki so vedeli, kako računalnik deluje, so razumeli njegovo strukturo in bili seznanjeni s programsko opremo, so bili takrat zlata vredni. Ni presenetljivo, da se je srečni lastnik »čudeža 20. stoletja« po svojih najboljših močeh in sposobnostih dvignil v računalniško pismenost. Danes ni tako. Storitve vzdrževanja, popravila in prilagajanja osebnih računalnikov so postale dokaj poceni in splošno dostopne storitve. To je dobro in slabo. Dobro je, da je veliko težav odstranjenih z ramen navadnega lastnika osebnega računalnika. Slabo je, da je večina trenutnih uporabnikov precej podobnih blondinkam iz različnih humorističnih programov. Praviloma imajo precej nejasno predstavo o tem, kaj je v zaprti in rahlo brneči zadevi. In pogosto takšno stanje vodi v različne smešne in včasih neprijetne situacije.

Zakaj ga potrebujem?

Tipičen primer iz življenja. Računalnik se je prenehal nalagati. Po uvodnem zaslonu proizvajalca matične plošče se pojavi napis z nekaj takega: "Napaka trdega diska". Ducat vklopa in izklopa računalnika ni imel učinka. Odstranitev stranskega pokrova in pregled notranjosti prav tako nista pripeljala do nič - zdelo se je, da je vse nedotaknjeno, lesketajoče se in vrteče, vendar se ni želelo zagnati! Obstaja le en izhod - na izlet k specialistu, saj je računalnik postal član družine, nepogrešljiv pomočnik, okno v velik svet in brez njega je življenje sivo in dolgočasno.

Ko pridete k mojstru in razložite situacijo, boste v večini primerov slišali: "Pusti, jutri ali pojutrišnji boš prišel." Ko se prikažete ob določenem času in plačate določen znesek za popravila (včasih zelo velika), odletite domov srečni in veseli, da se hitro potopite v svet Minecrafta ali se takoj vključite v burne razprave na svojem najljubšem forumu. Hkrati se popolnoma ne zavedate, da je bila celotna težava odpravljena v dveh sekundah po odprtju ohišja. Dovolj je bilo samo pritisniti na kabel trdega diska, da se bolj tesno prilega v režo na trdem disku. Zaradi stalnih vibracij je spontano malo prišel iz priključka. Izkazalo se je, da je to dovolj za izgubo stika. To je vse.

Zakaj je prišlo do take situacije, v kateri delujete kot prevarana stranka? Odgovor je nedvoumen. Vaše popolno nepoznavanje načel dela in naprave računalnika je pripeljalo do tako žalostnega konca. Ko se likalnik izklopi, najprej preverite, ali je napajalni kabel skočil iz vtičnice. Zakaj v opisanem primeru niste storili enako? Odgovor smo dali v dveh stavkih zgoraj. Zato bomo v tem članku izvedli majhen izobraževalni program o načelih računalnika in njegove naprave, tako da se v prihodnosti nikoli ne boste znašli v podobni situaciji.

Na vsebino

Sestavni deli

Za začetek bomo na kratko in čim bolj preprosto opisali glavne komponente, ki sestavljajo računalnik. V naš izbor nismo vključili veliko dodatnih naprav. To presega glavno idejo članka - razvrstiti, kako deluje osebni računalnik. V bistvu so navedena tista vozlišča, brez katerih je nemogoče delati na tem. Izjemoma so bili dodani le opisi zvoka, miške in telesa. Seveda lahko brez njih. Vendar v tem primeru ni treba govoriti o udobnem delu.

Procesor (CPU - centralna procesna enota)

Srce in možgani računalnika. Vsa obdelava informacij pade na ta kos silicija (procesor je izdelan iz tega minerala). Odloča, daje ukaze. Na splošno pravi direktor.

Opomba. Ne pozabite, da je procesor zelo vroč fant. Zato je potrebno dodatno hlajenje tega velikega šefa.

Pomnilnik z naključnim dostopom (RAM)

Skoraj v celoti drži svojega imena. Z majhno spremembo. Za razliko od, na primer, človeškega spomina, informacije v RAM -u najdejo le začasno zatočišče. Točno toliko, kolikor potrebuje generalni direktor. Ne pozabite - kup CPE in OP sta neločljiva. Vse informacije se najprej vnesejo v OP in šele nato jih procesor prebere. In obratno - od procesorja do RAM -a in nato do predvidenega namena.

Procesor neposredno komunicira samo z različnimi krmilniki.

Video kartica (adapter, VC)

PC za oftalmološki živec. On je tisti, ki fantastične sanje o procesorju spremeni v resnične vizualne podobe.

Trdi disk (trdi disk, trdi disk)

Skladišče, baza, skladišče - poimenujte kar želite. Glavna stvar, ki ustreza glavni ideji, je prostor za shranjevanje informacij.

Zvočni krmilnik

Čip, kodek: imen je veliko, bistvo je isto - zvok in slušni aparat. Seveda, da boste začutili (slišali) njegovo delo, boste potrebovali dodatne zvočnike ali slušalke, vendar so to podrobnosti.

Tipkovnica in miška

Sestavni deli, ki nam omogočajo, da svoje želje sporočimo računalniku. Slikovito povedano, to je podaljšek naših rok, s pomočjo katerega komuniciramo s svojim železnim prijateljem.

Matična plošča (MB)

Osnova vsega, planet, na katerem so vsi zgoraj navedeni prebivalci računalnika ali so z njim povezani prek kablov, zank. Je kot rodovitno polje za sadovnjak. Ona jih hrani in podpira, združuje v eno skupnost. Če MB zboli, bo zbolel celoten računalnik in na žalost zelo pogosto njegova bolezen ogroža smrt celotne računalniške ekipe, ki se nahaja v sistemski enoti (prenapetost, ki opeče matično ploščo, pogosto vodi v smrt vseh vozlišč povezan z njim).

Napajalnik (PSU)

Vir energije. Morda najpomembnejši element. Brez tega se nič ne bo preprosto začelo.

Sistemska enota (ohišje)

Lupina, v katero so zapakirane vse zgoraj navedene komponente. Na splošno bo računalnik deloval brez njega, vendar je kot bi tekel bos po snegu - mrzel je, moker in neprijeten, z eno besedo - neprijetno.

Monitor (lahko ga zamenjate s televizorjem)

Tu je vse jasno. Brez tega preprosto ne bomo videli, kaj nam je računalnik hotel povedati, sami pa ne bomo mogli začeti dialoga.

Zdaj, ko imamo osnovno razumevanje strukture računalnika, lahko začnemo preučevati njegovo delo. Poskusimo ugotoviti, kako vse to vpliva.

Na vsebino

Vklopiti

Življenjska doba računalnika se začne, ko pritisnete gumb za vklop na ohišju. Napajalna enota, priključena na splošno električno omrežje, se zažene in pretvori vhodnih 220 V v tiste, ki so potrebne za računalnik: 3,3 V; 5V; 12 V. Po tem tok teče skozi žice od napajalne enote do matične plošče in se že začne distribuirati: komu sploh dati. Vzporedno, ne glede na SN, v našem vezju napaja le trdi disk. Nato se začne naslednja stopnja.

Začne se samopreizkus (POST), ki je sestavljen iz naslednjega:

  • preverjanje prisotnosti vseh naprav, zabeleženih v BIOS -u;
  • preskušanje pravilnega delovanja teh naprav;
  • izvajanje posameznih ukazov, ki se nahajajo v bliskovnem pomnilniku tega najpomembnejšega mikrovezja.

Upoštevajte, da je tukaj zelo kratek opis začetnih korakov računalnika. Pravzaprav jih je veliko več in so veliko bolj zapletene. Toda za navadnega uporabnika je dovolj, da razume pomen dogajanja. Med preskusi se je video adapter vklopil med prvimi. Skozi kabel začne prikazovati sliko na zaslonu monitorja, osebno pa lahko opazujemo nadaljnje testiranje, z ustrezno nastavitvijo v BIOS -u (privzeto je običajno prikazan zaslon za brizganje proizvajalca MB).

Po končanem začetnem testiranju in inicializaciji vseh naprav, priključenih na matično ploščo, začne procesor nalagati operacijski sistem. Prav tako morate vedeti, da je skoraj od prvih korakov vsa interakcija CPE -ja z drugimi elementi računalnika zgrajena prek RAM -a, zato je veliko odvisno od njegove uporabnosti, kakovosti in hitrosti dela.

Opomba. Če samopreizkus ne uspe ali ne deluje, vas bo računalnik obvestil z določenim piskom. Pomene takšnih signalov je mogoče zlahka najti na internetu ali v posebni literaturi.

Na vsebino

Nalaganje operacijskega sistema

Tako sta bila začetna raziskava in preverjanje uspešni. Lahko se spoprimete s tem, za kaj je šlo - z zagonom operacijskega sistema. CPU iz BIOS -a prebere, katera naprava je prva na zagonskem seznamu (v našem diagramu je ena - to je trdi disk), in začne iskati zagonsko kodo MBR (master boot record), ki se običajno nahaja v prvi fizični sektor trdega diska. To pomeni, da je trdi disk računalnika aktivno povezan z delom. Tu se področje vpliva BIOS -a konča in nastopi MBR.

Ta prijatelj se nanaša na nalagalnik operacijskega sistema, ki se nahaja tudi v prvem sektorju aktivne particije trdega diska. Naj pojasnimo. Prvi sektor aktivne particije ne bo nujno fizično prvi sektor trdega diska. Po obdelavi podatkov iz nalagalnika operacijskega sistema procesor daje zagon sistemskim datotekam, ki so že neposredno v pristojnosti operacijskega sistema.

Lahko bi rekli, da procesor ni tako velik šef - dela le tisto, kar mu govorijo navodila. Prav. Kje ste videli šefa, ki ne potrebuje navodil?

Delo v samem OS na splošno temelji na istem principu kot zagonska dejanja. CPE sprejema kode navodil od aplikacij, jih obdeluje in prikaže rezultate na zaslonu monitorja. Seveda vse to povemo na skrajno poenostavljen in primitiven način. Dejansko se obdeluje ogromno informacij, v katere so vključene vse komponente računalnika. RAM neprestano prejema podatke, od katerih se nekateri takoj raztovorijo (z uporabo), nekateri pa lahko ostanejo v predpomnilniku, dokler računalnik ni izklopljen.

Informacije, zapisane na magnetnih ploščah trdega diska, ki se vrtijo z neverjetno hitrostjo (5200 in 7200 vrt / min - današnji standard), se nenehno zahtevajo od različnih programov. Podatki, prejeti prek RAM-a, gredo v procesor, kjer nato prehajajo skozi najzahtevnejšo arhitekturo sodobnih večjedrnih procesorjev, ki se na izhodu zložijo v jasno rešitev ali ukaz. Video kartica, ki ima svoje procesorje, nič manj zapletene od osrednjega procesorja in svoj zelo hiter pomnilnik, ne zaostaja za vsem tem pandemonijem. Konec koncev se na monitorju prikaže končni rezultat dela celotnega računalnika, kar je preprosto nemogoče brez video adapterja.

Da bi vsaj približno ocenili obseg dela samo enega centralnega procesorja, predstavljamo naslednje kazalnike za daleč od novega predstavnika Intela - Core 2 Quad Q6600 (2400 MHz), ki ima 4 jedra: v vrhuncu aktivnosti je ta starec uspe izvesti 38,4 milijarde operacij na sekundo. Verjetno je človeškim možganom tako težko uresničiti takšno podobo, kot si predstavljajo neskončnost vesolja.

Na vsebino

Priprave na zaustavitev

No, počasi, počasi smo prišli do zadnje stopnje računalnika - zaustavitve. Pravilni izklop računalnika mora biti abeceda za vsakega uporabnika. Ni težko. Zaprite vse programe in kliknite gumb "Start", v meniju, ki se prikaže, kliknite vrstico "Zaustavitev".

S tem se bo vaše sodelovanje na koncu računalniške seje končalo. Ostalo bo naredil sam:

  • zaprite aplikacije, ki se izvajajo v ozadju;
  • bo RAM -u ukazal, da je "zabava končana in čas je, da odstranite steklenice", s tem bo izbrisan RAM rezidenčnih programov (skrbno shranjevanje podatkov) in različnih smeti (tudi programske opreme);
  • bo pravilno zaustavil plošče trdega diska;
  • bo izvedel še en celoten kompleks o skrbnem izklopu različnih naprav, niti ne sluti, da bo luč ugasnila;
  • No, zadnji, ki je zapustil dvorano, je video adapter, ki obrne stikalo za njim.

Zakaj bi na ta način izklopili računalnik? Zakaj, na primer, ne da bi se preveč naprezali, vzemite in izvlecite kabel iz vtičnice, kot z istim likalnikom? Prepovedano je. Računalnik ni železo in tak "barbarski" izklop se zelo boleče odziva na njegovo zdravje. In če sprva to ne bo opazno, se bo zagotovo nekoč - poslabšanje dobrega počutja - vsekakor pokazalo. Tu je nekaj razlogov, zakaj računalnika ne bi smeli postaviti v isto vrstico kot likalnik. Nenaden izpad električne energije povzroči naslednje težave:

  • programi se takoj izbrišejo iz RAM -a, brez shranjevanja;
  • Trdi disk bo zmrznil v položaju, v katerem ga bo ujela apokalipsa, in to ni dobro - zasnovano je tako, da se morajo vsi deli, ki se gibljejo v njem, ustaviti na strogo določenih mestih;
  • nepričakovano izginotje električne energije škodljivo vpliva na različna mikrovezja, kondenzatorje itd.

Obstajajo primeri, ko je nenaden izklop računalnika privedel do fizične okvare posameznih komponent. Prvi zaključek: računalnika NIKOLI ne izklapljajte tako, da "izvlečete napajalni kabel".

Zdaj, ko veste, kako deluje računalnik, bo komunikacija z njim postala veliko bolj produktivna. Ko za nekaj sekund zmrzne in zašumi s trdim diskom, se vam ne bo treba vrteti na stolu. Vedeli boste, da računalnik ni zamrznil ali umrl. Gre le za izmenjavo podatkov med procesorjem in trdim diskom ali pa, če govorimo v bolj razumljivem jeziku, računalnik napeto razmišlja, kako bi najbolj pravilno in natančno rešil nalogo, ki je pred njim postavljena. Ne bomo se upirali in dokončali članek s sloganom: "Medsebojno razumevanje med človekom in inteligentnim strojem je jamstvo za dolgo in produktivno sodelovanje." Vso srečo!

TheDifference.ru

Kako deluje računalnik - Računalniška strojna oprema

Stran ustvarjena: 2011-03-23, posodobljeno: 2017-06-04

V tem članku bomo poskušali odgovoriti na vprašanja: - kaj je to; kaj je sistemska programska oprema; voznik - kaj je to; kaj je krmilnik

Kako deluje računalniški sistem

Pred začetkom našega članka bi se morali dotakniti načel računalniškega sistema o tem, kaj je treba storiti po vklopu računalnika.

Vse, kar ste prej kupili v računalniški trgovini in smo prej na kratko pregledali, najpogosteje imenujemo računalniška "strojna oprema" (ta slengovski izraz najpogosteje uporabljajo računalniki), pa tudi strojna komponenta računalniškega sistema (ta tako se ljudje, ki se ukvarjajo z znanostjo).

"Strojno opremo" računalnika najpogosteje primerjajo z mrtvim, bolje rečeno, z njegovim telesom (no, če ne tako mračno, potem vsaj spalno). Zdi se, da je to vaš računalnik, vendar je doslej absolutno neuporabno veliko elektronsko vezje, ker ne opravlja svoje glavne funkcije. Da bi lahko "oživili" vaš računalnik (vdihnili življenje spalnemu ali mrtvemu telesu), moramo pridobiti programsko opremo (programsko opremo ali računalniške programe), ki bo ustrezala vašemu računalniku. Računalniški sistem mora razkriti ves svoj ogromen potencial, ki ga ima človek, le pod vplivom programov, ki ustrezajo vaši "strojni opremi".

Aplikacija in sistemska programska oprema

Najbolj priljubljen način distribucije programske opreme je seveda internet ali CD -ji (DVD -ji ali CD -ji). Aplikacijska programska in sistemska programska oprema sta dve bistveno različni kategoriji, na katero lahko razdelimo programsko opremo.

Aplikacijska programska oprema

Aplikacijska programska oprema

Uporabniška programska oprema so tisti programi, ki jih uporabnik prenese (ali namesti) na svoj računalnik, nato pa uporabnik začne z njimi delati. Vzemite na primer programsko opremo Microsoft Office (Power Point, Excel, Word), ki so programi za delo s predstavitvami, preglednicami ali besedilnimi dokumenti. Mimogrede, vsaka igrača, ki ste jo namestili, je tudi aplikacijska programska oprema. Aplikacijska programska oprema deluje neposredno z uporabnikom in mora opraviti tudi eno ali drugo aplikacijsko nalogo.

Sistemska programska oprema

Sistemska programska oprema so programi, ki so namenjeni nadzoru delovanja računalnika in njegove zunanje opreme. To je BIOS, gonilnik ali operacijski sistem. Sistemska programska oprema pogosteje sodeluje s "strojno opremo" računalnika in "razlaga", kako in kaj je treba storiti z vhodnimi informacijami.

V trenutku, ko se računalnik vklopi, se začne napajati poseben čip BIOS (imenovan tudi osnovni vhodno-izhodni sistem), ki nadzoruje začetno obremenitev računalniške strojne opreme. Določanje vaše konfiguracije računalniškega sistema (kakšno zunanjo opremo ste povezali, tudi kaj je del računalniškega sistema), pa tudi testiranje računalniških vozlišč in sistema, vse to se zgodi med zagonom računalniškega sistema. In šele nato se začne nalaganje operacijskega sistema (najpogosteje uporabniki izberejo točno eno od različic sistema Windows). Ko ste kupili računalnik, bi morali že imeti nameščen operacijski sistem. Windows mora končno nastaviti celoten sistem, nato pa mora vso strojno opremo v računalniku spraviti v delovno stanje. Vse nadaljnje delo računalnika poteka pod nadzorom sistema Windows.

Krmilnik

Vsa zunanja oprema mora biti povezana z glavnim računalniškim sistemom (grobo rečeno s procesorjem) prek posebnih krmilnikov (natančneje, oprema mora biti na sistemski enoti povezana z ustreznim priključkom; zaradi tega lahko rečemo, da je oprema mora biti preko priključka priključen na krmilnik). Krmilnik je elektronsko vezje, ki je posebej zasnovano za njegovo napravo.

Voznik

Voznik

Če želite, da lahko krmilnik pravilno usklajuje delovanje priključene zunanje naprave in računalnika, je treba naložiti ustrezne gonilnike. Voznik je poseben nadzorni program, ki mora krmilniku "povedati", kako in kaj naj naredi. Gonilnike najpogosteje morajo napisati razvijalci perifernih naprav in jim morajo biti tudi priložene. Na primer, ko kupite optični bralnik ali tiskalnik, morate v škatli najti CD z gonilniki, ki jih morate namestiti v računalnik, da bo oprema pravilno delovala.

Na tej stopnji bomo verjetno dokončali teorijo arhitekture osebnih računalnikov.

sd-company.su

Kako deluje računalnik. 1. del Kaj je računalnik in iz česa je računalnik.

Pogosto ob omembi besede "tehnologija" večina ljudi začne razmišljati o računalnikih, saj ima skoraj vsak vidik našega življenja nekakšno računalniško sestavino. Različne naprave v naših domovih imajo vgrajene mikroprocesorje, čipe in druge elemente računalnikov, prisotne so v naših televizorjih, avtomobilih, pralnih strojih, mikrovalovnih pečicah itd., Toda računalnik, na katerega vsi najprej pomislijo, je običajno osebni računalnik ali osebni računalnik .

Računalnik je instrument za splošno uporabo, zgrajen okoli majhnega mikroprocesorja. Računalnik ima veliko različnih delov - pomnilnika, trdega diska, modema in drugih - ki imajo en skupen cilj - dokončati nalogo. To pomeni, da lahko v računalniku počnete različne stvari. Z njim lahko ustvarjate in urejate dokumente, pošiljate e -poštna sporočila, igrate igre in brskate po internetu ter še veliko drugih stvari.

Računalniki vodijo svojo zgodovino v sedemdeseta leta prejšnjega stoletja, ko je moški z imenom Edward Roberts začel prodajati računalniške komplete na osnovi mikroprocesorskega čipa, ki ga je razvil Intel. Roberts je svoj računalnik poimenoval Altair 8800 in je razstavljene komplete prodajal po 395 dolarjev. Na presenečenje mnogih takrat pametnih ljudi so kompleti postali takojšen hit in začela se je doba osebnega računalnika.

Nekaj ​​let kasneje je dvojec Steve Jobs in Steve Waznieck izdal računalnik Apple II in od takrat dalje je priljubljenost osebnega računalnika res vzletela. Temu so sledili tudi drugi proizvajalci in kmalu so izšli računalniki Commodore, Atari in Texas Instruments. Kot lahko vidite, IBM po debiju Apple II sploh ni prišel v igro.

Danes, ko nekdo govori o osebnem računalniku, misli na stroj, ki deluje v operacijskem sistemu Microsoft Windows z mikroprocesorjem, združljivim s x86-64, vendar računalniki Apple Macintosh - tehnično spadajo pod osebni računalnik, večina vas ne bi poklicala osebnega računalnika, čeprav začetek računalniške tehnologije ostaja pri Appleu.

V tem članku bom govoril o osebnem računalniku na splošno, o njegovih različnih delih, ki so vključeni v sestavo. Spoznali boste različne komponente in njihovo medsebojno delovanje v glavnem operacijskem procesu.

Oglejmo si glavne sestavine tipičnega namiznega računalnika:

1. Centralna procesna enota (CPU) - mikroprocesor "možgani" računalniškega sistema se imenujejo centralna procesna enota. To je mikro vezje, ki vsebuje celoten računalniški mehanizem. CPU uporablja jezik sestavljanja kot svoj materni jezik. CPU spremlja vse, kar počne računalnik.

2. Spomin - spletno shranjevanje informacij. Visoka hitrost prenosa podatkov je potrebna, ker je pomnilnik priključen neposredno na mikroprocesor. V računalniku obstaja več posebnih vrst pomnilnika:

3. Pomnilnik z naključnim dostopom (RAM) - uporablja se za začasno shranjevanje podatkov, s katerimi računalnik trenutno dela;

4. Pomnilnik samo za branje (ROM) je trajna vrsta pomnilnika, ki ga računalnik uporablja za pomembne podatke, ki se med delovanjem ne spreminjajo. Osnovni vhodno -izhodni sistem (BIOS) je vrsta ROM -a, ki se uporablja v vseh računalnikih za nastavitev začetnega prenosa podatkov, ko je računalnik vklopljen.

5. Predpomnjenje - shranjevanje pogosto dostopnih podatkov v izjemno hitrem RAM -u, ki se poveže neposredno s CPE -jem.

6. Navidezni pomnilnik - prostor na trdem disku, ki se uporablja za začasno shranjevanje podatkov in nalaganje v RAM in iz njega kot delovne informacije.

7. Flash pomnilnik je polprevodniška naprava za shranjevanje, ki ne potrebuje dodatnih naprav in hrani podatke tudi po izklopu računalnika.

8. Matična plošča (matična plošča) je glavno tiskano vezje, na katero so priključene vse druge notranje komponente, kot so CPE, pomnilnik itd. Matična plošča lahko vsebuje različne komponente, ki so vgrajene vanj ali povezane prek dodatnih rež. zvočno kartico, video kartico itd.)

9. Napajalnik je električni pretvornik, ki uravnava električno energijo, ki jo porabi računalnik.

10. Trdi disk - zmogljivost za trajno shranjevanje velikih količin informacij, kot so programi, dokumenti, igre itd. Tradicionalni trdi diski vsebujejo premične dele - notranje diske ("palačinke"), na katerih shranjujejo podatke. Disk vrti palačinke za pisanje in branje podatkov. Nekateri novejši trdi diski temeljijo na pomnilniku flash brez gibljivih delov. Ti pogoni se imenujejo pogoni SSD.

11. Operacijski sistem - glavna programska oprema, ki uporabniku omogoča interakcijo prek vmesnika z računalnikom.

12. Diskovni pogon z vgrajenim krmilnikom (IDE, SATA I, II, III).

13. Krmilnik je primarni vmesnik za trdi disk, pogon CD-ROM in pogon diskete.

14. Pospešena grafična vrata (AGP, PCI-E I, II)-zelo hitra povezava, ki jo grafična kartica uporablja za komunikacijo z računalnikom prek vmesnika.

15. Zvočna kartica - uporablja jo računalnik za snemanje in predvajanje zvoka, pretvarjanje analognega zvoka v digitalne informacije, tako naprej kot nazaj.

16. Video kartica - Pretvori slikovne podatke iz računalnika v obliko, ki je prikazana na zaslonu monitorja. Sodobne grafične kartice imajo svoje zmogljive procesorje (imenovane GPU - grafična procesorska enota). GPU obravnava operacije, ki bi jih CPU opravil v odsotnosti.

17. Vrata - V računalniški strojni opremi so vrata vmesnik, ki računalniku omogoča komunikacijo s periferno opremo.

18. Ura v realnem času - vsak računalnik ima uro, ki vsebuje vibrirajoči kremenov kristal. S sklicevanjem na to uro se lahko vse komponente v računalniku pravilno sinhronizirajo.

19. Dodatna baterija in pripadajoči pomnilnik - CMOS in CMOS baterija omogočata računalniku shranjevanje informacij, tudi če je odklopljen od omrežja 220V. Baterija zagotavlja neprekinjeno napajanje pomnilnika CMOS.

20. Ventilatorji, hladilniki in hladilni sistemi so sestavni deli računalnika, ki so potrebni za odvajanje toplote, saj lahko pregrevanje računalniških elementov vpliva na njegovo delovanje ali celo pregreje in izgubi funkcionalnost.

V naslednjem članku vam bom povedal o interakciji računalnika s svetom okoli njega, o tem članku pa lahko razpravljate na forumu.

Računalnik Je elektronska naprava, ki deluje z informacijami in podatki. Lahko shranjuje informacije, obdeluje, sprejema, prenaša itd. Verjetno že veste, da lahko z računalnikom delate z dokumenti, e-pošto, igrate igre, brskate po spletu, pa tudi delate s preglednicami, predstavitvami, gledate videoposnetke in še veliko več.

V tej lekciji bomo odgovorili na osnovna vprašanja, ki jih imajo začetniki, na primer, kaj je računalnik in kakšne vrste računalnikov obstajajo.

Strojna in programska oprema

Preden nadaljujete, morate vedeti o dveh pomembnih stvareh: to je strojna oprema računalnika ali z drugimi besedami "strojna oprema" in programska oprema ali samo programi, s katerimi vsakodnevno opravljamo kakršna koli opravila v računalniku.

Vsa vaša dejanja v računalniku so povezana s strojno in programsko opremo. Na primer, trenutno gledate to spletno stran in se učite uporabljati Spletni brskalnik(programska oprema) in na desni roki držite miško(strojna oprema), s katero se lahko preprosto premikate po straneh.

Vrste in vrste računalnikov

Ko večina ljudi sliši besedo računalnik, pomisli na osebni računalnik ali prenosni računalnik. Računalniki pa so vseh oblik in velikosti, ki v našem vsakdanjem življenju opravljajo različne funkcije. Ko dvigujete gotovino z bankomata, ko vaša živila prehajajo skozi bralnik cen v supermarketu ali ko uporabljate kalkulator. Vse to so tudi računalniki, vendar le drugačne vrste in namena.

Namizni računalniki

Namizne računalnike uporabljamo v službi, doma, v šoli, knjižnici itd. Lahko so majhne, ​​srednje, velike in jih običajno najdemo na mizi. Sestavljen je iz tipkovnice, miške, monitorja in sistemske enote. Preberite več o tem, kaj računalnik sestavlja.

Večino namiznih računalnikov je enostavno nadgraditi in razširiti ali dodati nove dele. Druga prednost namiznih računalnikov je njihova cena. Če primerjate namizni računalnik in prenosnik z enako funkcionalnostjo, boste najverjetneje ugotovili, da je namizni računalnik cenejši.

Prenosni računalniki

Druga vrsta računalnikov so prenosni računalniki. Njihova prednost je, da delujejo na baterije in so bolj kompaktni, mobilni in jih je zato mogoče uporabljati skoraj povsod.

Ker je prenosni računalnik manjši od namiznega računalnika, bo težje dostopati do notranjih komponent. To pomeni, da ne morete tako enostavno posodobiti ali dodati novih delov kot pri namiznem računalniku.

Tablični računalniki

Tablični računalniki ali preprosto "tablični računalniki". So še bolj kompaktni in mobilni kot prenosni računalniki. Namesto tipkovnice in sledilne ploščice se za tipkanje in navigacijo uporablja zaslon na dotik. iPad je primer tabličnega računalnika.

Tablični računalnik ne more popolnoma nadomestiti vašega domačega računalnika ali prenosnega računalnika, ker lažje bo zagnati programe in delati z dokumenti na prenosnem ali namiznem računalniku. Če pa želite samo igrati igre, brskati po družabnih omrežjih, poslušati glasbo in gledati videoposnetke, potem je tablični računalnik za vas lahko odlična zamenjava za računalnik.

Strežniki

Strežnik je računalnik, ki služi drugim računalnikom v omrežju. Številna podjetja in podjetja imajo datotečne strežnike za shranjevanje informacij. Strežnik je lahko videti kot navaden namizni računalnik ali pa je veliko večji.

Strežniki igrajo pomembno vlogo pri. Shranjujejo spletne strani, spletna mesta, fotografije in video posnetke. Odgovorni so za njihovo varnost in čas nalaganja v brskalnik.

Druge vrste računalnikov

Obstaja veliko naprav, ki so večinoma tudi specializirani računalniki, čeprav nanje ne mislimo vedno kot na računalnike. Tu je nekaj primerov:

  • Mobilni telefoni: Danes vam lahko ponudijo številne funkcije, ki so jih prej lahko izvajali le v računalniku, na primer igranje iger, gledanje filmov itd. Ti telefoni se imenujejo pametni telefoni.
  • Igralne konzole: Specializirana vrsta računalnika za igranje video iger. Čeprav niso tako zmogljivi kot namizni računalniki, lahko mnogi opravljajo naloge, kot so brskanje po spletu in internetni video.
  • Televizorji: Številni televizorji zdaj vključujejo programe in aplikacije, ki omogočajo brskanje po internetu ali gledanje filmov na spletu.

Osebni računalniki so na voljo v dveh različicah: osebni in računalniki Mac. Oba sta popolnoma funkcionalna, vendar izgledata drugače.

PC: Prvi tak računalnik se je imenoval Računalnik IBM ki je izšel leta 1981. Potem so druga podjetja začela proizvajati podobne računalnike. Danes je to najpogostejša vrsta računalnika in uporablja operacijski sistem Microsoft Windows.

Mac: Te računalnike je leta 1984 začela proizvajati Apple Inc. So prvi računalniki z grafičnim uporabniškim vmesnikom (GUI). Uporabljajo operacijski sistem Mac OS X.


© 2021 toreents.ru Glive. Rdečica in rdeče lise. Akne in mozolji. Strije. Brazgotine.