Како компјутер и његове компоненте

Свет је активно компјутеризован. Али, у исто време, принципи рада куће, таблета и других рачунара нису увек активно проучавани од стране корисника. Размотрите главне аспекте који се односе на рачунарски уређај, његове перформансе и карактеристике функционисања програма.

Основни принципи рада рачунара

Главни задатак рачунара је рачунарство. Преостале операције и било које значајније у смислу људске потребе радње извршене на њему су деривати. Структура дотичних калкулација је вишеразинска. Проучавање ће нам помоћи да разумемо како рачунар функционише.

На најнижем нивоу, ПЦ чипови „процесирају“ битове - бинарне сигнале који се састоје од нула и јединица. Нема других бројева на овом нивоу, и на њему рачунар, напротив, не израчунава нешто, већ исправно организује низ нула и јединица. За шта? Чињеница је да 8 битова чине бајт. Што заузврат постаје основа за сљедећи ниво рачунања.

Лако је израчунати да је могући број комбинација битова у једном бајту 256, тј. 2 до 8. снаге. Зашто 2? Пошто су бројеви у биту, као што смо већ рекли, само два - 0 и 1. У пракси, комбиновање битова у бајтове омогућава да се "кодира" у потоње неке информације. На пример, слово, број или, рецимо, знак интерпункције Како компјутер ради на овом нивоу? Претвара бајтове у објекте који су практично значајни за особу на екрану - текст, пиксели, компоненте слике, звукови итд.

Следећи ниво су калкулације повезане са операцијама са информацијама које се састоје од бајтова. То јест, ако је текст, онда то може бити његово уређивање, форматирање, штампање. Ако се музика или видео репродукују, снимају итд.

То су основни принципи рада рачунара. Међутим, сваки од горе наведених нивоа не постоји одвојено од другог. Заједно они формирају рачунарску околину. Што је такође хетерогено. На основу савремених теоријских идеја у области информатике, стручњаци идентификују две компоненте оперативног окружења у којима се одвијају прорачуни - хардвер и софтвер. Проучавамо карактеристике сваког од њих.

Хардвер

Хардвер (у жаргону ИТ стручњака је хардвер, рјеђе тежак, од енглеског хардвера) су сви микро-склопови, механизми и уређаји који држе рачунар у раду. Класификација хардверских компоненти може варирати. Све зависи од специфичног типа уређаја. Што се тиче типичног "кућног" ПЦ-а, "хардвер" који је инсталиран на њему представљен је низом следећих компоненти:

1. Системска јединица. У њему се, по правилу, налазе:

• процесор;
• мотхербоард;
• видео картица;
• аудио картица;
• меморија са случајним приступом;
• хард дриве;
• ДВД или ЦД погон;
• мрежна картица.

2. Монитор.

3. Контроле - по правилу, то су тастатура и миш.

4 Перипхералс - модеми, штампачи, скенери, рутери итд.

Могуће је да су неки од наведених уређаја међусобно интегрисани. На пример, број модела матичних плоча укључује уграђену видео и аудио картицу. Много зависи од типа рачунања. На пример, начин на који таблет рачунар функционише може се разликовати од основних принципа десктоп-десктоп рачунара.

Софтвер

Следећа компонента оперативног окружења у којем се изводе прорачуни је софтвер или софтвер (који се такође назива сленг за стручњаке у софтверу). То је скуп алгоритама који вам омогућавају да управљате "гвожђем". То јест, без софтвера, хардверске компоненте рачунара нису од користи. Чак и на првом нивоу, где ПЦ обрађује нуле и оне - и тамо хардвер ради у складу са програмираним алгоритмима.

Опет, у зависности од типа рачунара, механизми за класификацију софтвера могу да варирају. У годинама када је ИТ индустрија била у повоју, постојале су читаве инжењерске дисциплине чији су студенти савладали како да науче да раде на компјутеру, који је био уређај величине гараже. Што се тиче модерних кућних рачунара, ситуација је, наравно, једноставнија. Већина типова софтвера је пријатељска, разумљива на нивоу интуиције, опремљена детаљном референцом, дизајнираном за просјечног корисника, алат за управљање. На основу идеја савремених теоретичара, програми се могу поделити на следеће главне типове:

- системски софтвер (омогућава кориснику да реши проблеме везане за функције рачунара: како да види колико ради рачунар, који програми раде, итд.);

- апликативни софтвер (дизајниран за рјешавање практичних проблема за корисника - типкање текста, цртање, програмирање, слушање музике, гледање видеа, итд.).

Међутим, не постоји јасна граница између ове двије врсте софтвера. На пример, задатак: "Како сазнати колико рачунар ради у времену?" (наизглед, типично системски) може се испоручити са примењеном сврхом. На пример, да бисте програмирали покретање програма или датотеке по распореду.

Како компјутер ради у смислу интеракције хардвера и софтвера? Врло једноставно. Корисник поставља "задатак" за машину уносом података у програм помоћу контроле рачунара - тастатуре или миша. На пример: "направите црвени текст фонта" (у пракси, означите жељену област слова на екрану и кликните на одговарајућу област палете у Ворду). Програм "информише" хардвер (сложићемо се да је на монитору и видео картици) потребно да се такав део екрана прикаже црвеном бојом. Видео картица и монитор, "међусобно" међусобно, дају кориснику жељени резултат: текст на одабраном подручју постаје црвен. Наравно, све се то дешава у дјелићу секунде.

Истовремено, брзина одлучивања од стране рачунара је унапред одређена његовом посебном карактеристиком - продуктивношћу. Ако је висок, онда хардвер може узети више "налога" из програма по јединици времена, због чега корисник брже решава своје проблеме. Размотрите овај аспект.

ПЦ перформанце

Перформансе рачунара углавном зависе од нивоа технологије "гвожђе". Иако је писменост и квалитет развоја алгоритама у софтверу такође важан услов. Дешава се да нека компонента хардвера може бити високих перформанси, али програм који их "контролише" није у стању да у потпуности искористи расположиви ресурс. У архитектури модерних "кућних" рачунара за перформансе су одговорна два основна типа хардвера - процесор и РАМ. Зашто баш они?

Процессор

Како ради процесор рачунара? Који је његов главни задатак? Ради као и многе друге врсте ИЦ-ова. Силиконски кристал садржи области које су одговорне за обраду нула и јединица, комбинујући их у бајтове и затим их пребацујући у "компетентност" других хардверских компоненти (као и обрнуте операције).

Проналазак процесора постао је права благодат у компјутерској индустрији. Дуго времена, компјутери ове компоненте једноставно нису постојали: операције са бројевима су биле распоређене по различитим сегментима хардвера. Међутим, крајем шездесетих и почетком седамдесетих година прошлог века, инжењери су ипак одлучили да је најпогодније да се концентришу кључни и, у математичким терминима, најсложеније операције на једном микроскопу који је „патронизирао“ друге.

Перформансе процесора се мере брзином такта, бројем операција у секунди. Јединица за мерење је Хертз. У пракси, ако говоримо о модерним моделима микроконтролера, у правилу говоримо о стотинама милиона, око милијарде операција у секунди. Према томе, са фабричким означавањем, одговарајући индикатор перформанси процесора изражава се у мегахерцима (МХз) и гигахерцима (ГХз). Опште правило је: што је већи број, бржи ће бити "патронизовани" ПЦ чип, а самим тим и цео рачунар као целина.

Треба напоменути нијансу: модерни процесори, који обављају велики број операција, по правилу су веома врући. Како знати да ли је рачунар радио? Само треба да ставите руку на системску јединицу. Ако је приметно топло, онда је управо искључен.

Према томе, процесори морају инсталирати хладњак. У супротном, главни чип ће нестати. Како ради хладњак рачунара? Једноставно удара у процесор снажним струјом хладног ваздуха, хлади га. Снага хладњака изражава се у окретајима у минути. Што је овај индекс већи, процесор се ефикасније хлади.

РАМ

Како функционише меморија рачунара - други велики хардверски хардверски ресурс који директно утиче на његове перформансе? Чињеница је да процесор, због специфичности своје структуре, није обдарен способношћу да оперативно, тактички “запамти” рачунске операције које се изводе како би се њихови резултати користили у будућности. "Мастер" чипу је потребан "нотепад" да би се снимили подтоталови рада са бројевима.

И овај нотебоок је РАМ. Такође се зове РАМ. Или меморијски уређај са случајним приступом. Што је већи "нотепад" у смислу волумена, ефикаснија ће бити контрола остатка микроконтролера, и брже ће рачунало радити као цјелина. Главни ресурс РАМ-а је његов капацитет. Израчунава се у бајтовима - најосновнијим јединицама информација, о којима смо говорили горе. Али, ако говоримо о модерним ПЦ моделима, одговарајуће бројке су изражене у стотинама милиона и гигабајтима јединица капацитета - у мегабајтима (МБ) и гигабајтима (ГБ).

Иначе, РАМ и процесор имају низ заједничких особина. Што се тиче прве хардверске компоненте - РАМ такође има индикатор који одражава број операција у секунди. Сходно томе, што је већа, то је ефикаснија интеракција између меморије и процесора: они ће имати прилику да "истрче" истим темпом.

Заузврат, процесор има и уграђену РАМ меморију. Назива се "кеш меморија". Што више - што ће мање "мастер" чип имати разлог да "одврати" главну РАМ меморију, то ће бити продуктивнији рад рачунара у целини.

Како да убрзам рад рачунара? Први метод је да се на њега инсталира процесор или РАМ са што већим индикаторима по основним карактеристикама. Наравно, у неким аспектима су важни и параметри и друге хардверске компоненте - иста графичка картица, тврди диск. Али кључни елементи који утичу на перформансе су процесор и меморија. Ако су њихове моћи ниске, онда карактеристике других типова "гвожђа" неће бити битне. Истовремено, биће корисно знати које врсте задатака обављају поједине хардверске компоненте “одговорне” за процесор.

Видео картица

Почнимо са графичком картицом. Она је одговорна за визуализацију калкулација, представљање њихових резултата кориснику. Занимљиво је да видео картица има свој процесор и меморију. Штавише, у смислу карактеристика (учесталост и обим), у неким случајевима они могу чак и премашити "надмоћне" компоненте. А то је потпуно нормално, на основу задатака додељених видео картици. Чињеница је да модерне рачунарске игре захтевају веома високе перформансе рачунара. Ресурси главног процесора и меморије једноставно не могу бити довољни за потребне прорачуне. Стога, модерне графичке картице заузимају значајан дио операција, због чега обрада података иде брже. Резултат задовољава - игра не "успорава" и не "виси".

Стога, питање како направити компјутер ради брже може бити посебно важно ако ПЦ има застарјелу графичку картицу са скромним карактеристикама.

Перформансе ове хардверске компоненте се мере истовремено у тактној фреквенцији - мегахерци и гигахерци, ау количини интерне меморије - мегабајта и гигабајта. Међутим, као што смо већ рекли, једноставно замена једне видео картице са другом обично није довољна. Кључне хардверске компоненте перформанси рачунара су процесор и меморија. Могуће је да ће се морати промијенити и на моћније, након графичке картице.

Монитор

Како компјутерски монитор? Чињеница је да сама графичка картица, као и процесор, функционише на нивоу "нула и оних". Наравно, особа не може разумјети одговарајући скуп бројева. Монитор је уређај који је дизајниран да "преводи" сигнале са графичке картице у симболе и слике које разумемо. Како проверити како рачунар ради? У већини случајева, једноставно укључите монитор. Ако постоји слика, онда све функционише нормално. Историјски гледано, дотична хардверска компонента је претходила појављивању многих других - посебно, истог процесора. Са становишта практичне корисности рачунара, улога монитора је изузетно важна и очигледна је. По правилу, карактеристике ове компоненте не утичу директно на перформансе. Монитор је пасивна врста хардвера који делује као посредник између машине и корисника. Међутим, његова величина може понекад бити важна. Премали монитор може бити незгодан за рјешавање корисничких задатака.

Два главна критеријума за стандардизацију су резолуција и величина дијагонале. Први је изражен у пикселима, или "тачке" - број елемената појединачне слике на екрану хоризонтално и вертикално. Други је обично у инчима, али понекад у центиметрима.

Хард дриве

Изнад, рекли смо да процесору можда треба нотепад за снимање тактичких резултата операција. Хард диск, који се назива и "хард диск", јесте ово је ресурс гдје се подаци биљеже на континуираној основи. Нека врста "нотебоок" процесора. Практично значајан за особу, резултати процесорских прорачуна су датотеке: текст, графика, мултимедија. Они се чувају на чврстом диску.

Главна карактеристика ове хардверске компоненте је волумен. Изражава се, по аналогији са принципима имплементираним у РАМ-у, у бајтовима. У пракси, у мегабајтима, гигабајтима и чак терабајтима. Према томе, што је већи број слика, што одражава величину чврстог диска, више датотека може бити постављено. Још један показатељ перформанси "тврдог диска" - број окретаја у минути. Чињеница је да је то буквално диск, који се окреће око своје осе. Што се брже, то ефикасније пишу или читају датотеке.

Равнотежа знања и вјештина

Познавање основних принципа рада рачунара - један од услова како научити радити на компјутеру. У многим случајевима, корисници су ограничени на овладавање вјештинама одређених програма, а не размишљају о томе како се испоставља да овај тип софтвера ради тако добро. Наравно, осим горе наведених аспеката, постоји велики број интересантних области које се могу истражити. На пример, они који дају одговор на питање како напајање рачунара, модем, мрежна картица штампачи, жичани и Ви-Фи интерфејси, итд. Али, имајући основно знање о компонентама ПЦ хардвера, увек је лако разумети карактеристике функционисања било које друге врсте хардвера.