Kako računalo i njegove komponente

Svijet je aktivno kompjuteriziran. No, u isto vrijeme, principi rada kuće, tableta i drugih računala nisu uvijek aktivno proučavani od strane korisnika. Razmotrite glavne aspekte koji se odnose na računalo, njegovu izvedbu i značajke funkcioniranja programa.

Osnovni principi rada računala

Glavni zadatak računala je računalstvo. Preostale operacije i bilo koje značajnije u smislu ljudske potrebe radnje izvršene na njemu su izvedenice. Struktura dotičnih kalkulacija je višerazinska. Proučavanje će nam pomoći da shvatimo kako računalo funkcionira.

Na najnižoj razini, PC čipovi "procesiraju" bitove - binarni signali koji se sastoje od nula i jedinica. Na toj razini nema drugih brojeva, a na njemu računalo, naprotiv, ne izračunava nešto, nego pravilno raspoređuje niz nula i jedinica. Zašto? Činjenica je da 8 bitova tvori bajt. Što zauzvrat postaje osnova sljedeće razine izračunavanja.

Lako je izračunati da je mogući broj kombinacija bitova u jednom bajtu 256, dakle 2 do 8. snage. Zašto 2? Budući da su brojevi u malo, kao što smo rekli gore, samo dva - 0 i 1. U praksi, kombiniranje bitova u bajtove omogućuje vam da "kodirate" u potonje neke informacije. Primjerice, slovo, broj ili, recimo, znak interpunkcije Kako računalo radi na ovoj razini? Pretvara bajtove u objekte koji su praktično značajni za osobu na zaslonu - tekst, pikseli, komponente slike, zvukovi itd.

Sljedeća razina je izračun povezan s operacijama s informacijama koje se sastoje od bajtova. To jest, ako je tekst, onda to može biti njegovo uređivanje, oblikovanje, ispis. Ako se glazba ili videozapis reproduciraju, snimaju itd.

To su osnovna načela rada računala. Međutim, svaka od gore navedenih razina ne postoji odvojeno od druge. Zajedno oni čine računalnu okolinu. Što je također heterogeno. Na temelju modernih teorijskih ideja u području informatike, stručnjaci identificiraju dvije komponente operativnog okruženja u kojima se odvijaju kalkulacije - hardver i softver. Proučavamo značajke svakog od njih.

hardver

Hardver (u žargonu IT stručnjaka je hardver, rjeđe tvrdi, s engleskog hardvera) su sva mikrokrugova, mehanizmi i uređaji koji održavaju rad računala. Klasifikacija hardverskih komponenti može varirati. Sve ovisi o određenoj vrsti uređaja. Što se tiče tipičnog "kućnog" računala, "hardver" koji je instaliran na njemu predstavljen je skupom sljedećih komponenti:

1. Sustav jedinica. U njemu se, u pravilu, nalaze:

• procesor;
• matična ploča;
• video kartica;
• zvučna kartica;
• memorija s izravnim pristupom;
• tvrdi disk;
• DVD ili CD pogon;
• mrežnu karticu.

2. Monitor.

3. Kontrole - u pravilu, to je tipkovnica i miš.

4. periferija - modemi, pisači, skeneri, usmjerivači itd.

Moguće je da su neki od navedenih uređaja međusobno integrirani. Na primjer, broj modela matičnih ploča uključuje ugrađenu video i audio karticu. Mnogo toga ovisi o vrsti računalstva. Na primjer, način na koji tablet računalo funkcionira može se razlikovati od osnovnih načela desktop računala.

softver

Sljedeća komponenta operativnog okruženja u kojem se izvode proračuni je softver ili softver (koji se također naziva sleng za stručnjake za softver). To je skup algoritama koji vam omogućuju upravljanje "željezom". To jest, bez softvera, hardverske komponente računala nemaju nikakvu korist. Čak i na prvoj razini, gdje PC obrađuje nule i one - i tamo hardver radi prema programiranim algoritmima.

Opet, ovisno o tipu računala, mehanizmi za klasificiranje softvera mogu varirati. U godinama kada je IT industrija bila u povojima, postojale su cijele inženjerske discipline čiji su studenti ovladali kako naučiti raditi na računalu, koje je bilo uređaj veličine garaže. Što se tiče suvremenih kućnih računala, situacija je, naravno, jednostavnija. Većina vrsta softvera je prijateljska, razumljiva na razini intuicije, opremljena detaljnom referencom, dizajnirana za prosječnog korisnika, alat za upravljanje. Na temelju ideja suvremenih teoretičara, programi se mogu podijeliti na sljedeće glavne vrste:

- sustavski softver (omogućuje korisniku rješavanje problema vezanih uz funkcije računala: kako vidjeti koliko računalo radi, koji programi rade, itd.);

- aplikacijski softver (namijenjen rješavanju praktičnih problema za korisnika - upisivanje teksta, crtanje, programiranje, slušanje glazbe, gledanje videozapisa itd.).

Međutim, ne postoji jasna granica između ove dvije vrste softvera. Na primjer, zadatak: "Kako saznati koliko računalo radi na vrijeme?" (naizgled, tipično sistemski) može se isporučiti s primijenjenom svrhom. Na primjer, kako biste programirali pokretanje programa ili datoteke po rasporedu.

Kako računalo funkcionira u smislu interakcije hardvera i softvera? Vrlo jednostavno. Korisnik postavlja "zadatak" za stroj unosom podataka u program pomoću kontrole računala - tipkovnice ili miša. Na primjer: "napravite crveni tekst fonta" (u praksi, označite željeno područje slova na zaslonu i kliknite na odgovarajuće područje palete u Wordu). Program "informira" hardver (složit ćemo se da na monitor i grafičku karticu) da je potrebno prikazati takav dio zaslona u crvenoj boji. Grafička kartica i monitor, "međusobno djelujući", daju korisniku željeni rezultat: tekst na odabranom području postaje crven. Naravno, sve se to događa u djeliću sekunde.

Istodobno, brzina odlučivanja računala unaprijed je određena njegovom posebnom karakteristikom - produktivnošću. Ako je visoka, onda hardver može uzeti više "narudžbi" iz programa po jedinici vremena, što rezultira bržim rješavanjem problema. Razmotrite ovaj aspekt.

PC performanse

Performanse računala uglavnom ovise o razini tehnologije "željeza". Iako je pismenost i kvaliteta razvoja algoritama u softveru također važan uvjet. Događa se da neka komponenta hardvera može biti visokih performansi, ali program koji ih "kontrolira" ne može u potpunosti iskoristiti raspoloživi resurs. U arhitekturi modernih "kućnih" računala za izvedbu su odgovorna dva osnovna tipa hardvera - procesor i RAM. Zašto baš oni?

procesor

Kako radi procesor računala? Koji je njegov glavni zadatak? Ona radi kao i mnoge druge vrste ICS. Silikonski kristal sadrži područja odgovorna za obradu nula i jedinica, kombinirajući ih u bajtove, a zatim ih prenoseći u "kompetentnost" drugih hardverskih komponenti (kao i obrnute operacije).

Izum procesora postao je prava blagodat u računalnoj industriji. Dugo vremena, računala ove komponente jednostavno nisu postojala: operacije s brojevima su bile distribuirane na različitim dijelovima hardvera. No, krajem šezdesetih i početkom 1970-ih inženjeri su ipak odlučili da je bolje usmjeriti ključ i, u matematičkim terminima, najsloženije operacije na jednom mikro-krugu koji je „patronisao“ druge.

Performanse procesora mjere se brzinom takta, broj operacija u sekundi. Mjerna jedinica ovdje je Hertz. U praksi, ako govorimo o modernim modelima mikro-krugova, u pravilu govorimo o stotinama milijuna, o milijardama operacija u sekundi. Stoga, s tvorničkim označavanjem, odgovarajući pokazatelj performansi procesora izražava se u megahercima (MHz) i gigahercima (GHz). Opće je pravilo: što je veći broj, brži će biti "pokroviteljski" PC čip, a time i cijelo računalo u cjelini.

Treba napomenuti nijanse: moderni procesori, koji obavljaju veliki broj operacija, u pravilu su vrlo vrući. Kako znati da li računalo radi? Vi samo trebate staviti ruku na jedinicu sustava. Ako je primjetno toplo, onda je upravo isključen.

Dakle, procesori trebaju instalirati hladnjak. Inače će glavni čip izgorjeti. Kako radi hladnjak računala? Jednostavno puca na procesor snažnim strujanjem hladnog zraka, hladi ga. Snaga hladnjaka izražava se u okretajima u minuti. Što je viši indeks, učinkovitije se procesor hladi.

ram memorija

Kako funkcionira memorija računala - još jedan veliki PC hardverski resurs koji izravno utječe na njegovu učinkovitost? Činjenica je da procesor zbog osobitosti svoje strukture nema sposobnost operativnog, taktičkog "memoriranja" računskih operacija koje se izvode kako bi se njihovi rezultati koristili u budućnosti. “Master” čipu je potreban “notepad” kako bi se zabilježili podzbrojevi rada s brojevima.

I ovo je prijenosno računalo RAM. Također se naziva RAM. Ili memorijski uređaj s izravnim pristupom. Što je veći "notepad" u smislu volumena, učinkovitija će biti kontrola ostatka mikrokontrolera, a brže će računalo raditi kao cjelina. Glavni resurs RAM-a je njegov kapacitet. Izračunava se u bajtovima - vrlo osnovnim jedinicama informacija, o kojima smo raspravljali gore. No, ako govorimo o modernim modelima osobnih računala, odgovarajuće brojke se izražavaju u stotinama milijuna i gigabajtima jedinica kapaciteta - u megabajtima (MB) i gigabajtima (GB).

Usput, RAM i procesor imaju niz zajedničkih značajki. Što se tiče prve hardverske komponente - RAM također ima pokazatelj koji odražava broj operacija u sekundi. Sukladno tome, što je veći, to je učinkovitija interakcija između memorije i procesora: oni će imati priliku "istrčati" istim tempom.

S druge strane, procesor također ima ugrađenu RAM memoriju. To se zove "cache memorija". Što više - manje "master" čip će imati razloga "odvratiti" glavnu RAM-u, a produktivniji će biti rad PC-a kao cjeline.

Kako ubrzati rad računala? Prva metoda je instalacija procesora ili RAM-a na njega sa što većim pokazateljima po osnovnim karakteristikama. Naravno, u nekim aspektima parametri su također važni i druge hardverske komponente - ista grafička kartica, tvrdi disk. Ali ključni elementi koji utječu na performanse su procesor i memorija. Ako su njihove ovlasti niske, onda karakteristike drugih vrsta "željeza" neće biti bitne. Istovremeno, bit će korisno znati koje vrste zadataka obavljaju pojedine hardverske komponente “odgovorne” procesoru.

Video kartica

Počnimo s grafičkom karticom. Ona je odgovorna za vizualizaciju izračuna, prezentirajući svoje rezultate korisniku. Zanimljivo je da grafička kartica ima vlastiti procesor i memoriju. Štoviše, u smislu karakteristika (učestalost i volumen), u nekim slučajevima mogu čak i premašiti "nadmoćne" komponente. A to je potpuno normalno, na temelju zadataka dodijeljenih grafičkoj kartici. Činjenica je da moderne računalne igre zahtijevaju vrlo visoke performanse računala. Resursi glavnog procesora i memorije jednostavno ne mogu biti dovoljni za potrebne izračune. Stoga suvremene grafičke kartice zauzimaju značajan dio operacija, zbog čega obrada podataka ide brže. Rezultat zadovoljava - igra ne "usporiti" i ne "objesiti".

Stoga, pitanje kako ubrzati rad računala može biti posebno važno ako računalo ima zastarjelu grafičku karticu sa skromnim karakteristikama.

Učinkovitost ove hardverske komponente mjeri se istovremeno u frekvenciji takta - megahertz i gigahertz, te u količini interne memorije - megabajta i gigabajta. Međutim, kao što smo rekli gore, jednostavno zamjena jedne grafičke kartice s drugom obično nije dovoljna. Ključne hardverske komponente performansi računala su procesor i memorija. Moguće ih je, nakon video-kartice, promijeniti i na moćnije.

monitor

Kako monitor računala? Činjenica je da sama grafička kartica, poput procesora, funkcionira na razini "nula i onih". Naravno, osoba ne može razumjeti odgovarajući skup brojeva. Monitor je uređaj koji je dizajniran za "prevođenje" signala iz grafičke kartice u simbole i slike koje razumijemo. Kako provjeriti kako računalo funkcionira? U većini slučajeva, jednostavno uključite monitor. Ako postoji slika, onda sve funkcionira normalno. Povijesno gledano, dotična hardverska komponenta prethodila je pojavljivanju mnogih drugih - osobito istog procesora. Sa stajališta praktične korisnosti računala, uloga monitora je izuzetno važna i očigledna je. U pravilu, obilježja ove komponente ne utječu izravno na izvedbu. Monitor je pasivni "željezni" tip koji djeluje kao posrednik između stroja i korisnika. Međutim, njezina veličina može ponekad biti važna. Premali monitor može biti nezgodan za rješavanje korisničkih zadataka.

Dva glavna kriterija za standardizaciju su rezolucija i veličina dijagonale. Prvi se izražava u pikselima, ili "točke" - broj elemenata pojedinačne slike na zaslonu vodoravno i okomito. Drugi je obično u inčima, ali ponekad u centimetrima.

Tvrdi disk

Iznad smo rekli da je procesoru možda potreban notes za bilježenje taktičkih rezultata operacija. Tvrdi disk, koji se naziva i "tvrdi disk", jest ovo je resurs gdje se podaci bilježe na kontinuiranoj osnovi. Neka vrsta "prijenosnog" procesora. Praktično značajan za osobu, rezultati procesorskih izračuna su datoteke: tekst, grafika, multimedija. Spremljene su na tvrdi disk.

Glavna značajka ove hardverske komponente je volumen. Izražava se, po analogiji s načelima implementiranim u RAM-u, u bajtovima. U praksi, u megabajtima, gigabajtima i čak terabajtima. Sukladno tome, što je veći lik, koji odražava veličinu tvrdog diska, to se više datoteka može smjestiti. Drugi pokazatelj performansi "hard disk" - broj okretaja u minuti. Činjenica je da je to doslovno disk, koji se okreće oko svoje osi. Što su datoteke brže, to se bolje pišu ili čitaju.

Ravnoteža znanja i vještina

Poznavanje osnovnih principa rada računala - jedan od uvjeta kako naučiti raditi na računalu. U mnogim slučajevima korisnici su ograničeni na ovladavanje vještinama određenih programa, a ne razmišljaju o tome kako se ispostavlja da ova vrsta softvera dobro funkcionira. Naravno, osim gore opisanih aspekata, postoji veliki broj zanimljivih područja koja se mogu istražiti. Na primjer, oni koji daju odgovor na pitanje kako napajanje računala, modem, mrežnu karticu pisača, žičnih i Wi-Fi sučelja, itd. No, s osnovnim znanjem o računalnim hardverskim komponentama, uvijek je lako razumjeti značajke funkcioniranja bilo koje druge vrste hardvera.