Din ce este făcut un computer? Cooler - un ventilator pentru răcirea procesorului. Caracteristicile de proiectare ale dispozitivelor de calcul

Conform scopului său, un computer este un dispozitiv universal pentru lucrul cu informații. Conform principiilor designului său, un computer este un model al unei persoane care lucrează cu informații.

Calculator personal(PC) este un computer conceput pentru a servi o stație de lucru. Caracteristicile sale pot diferi de calculatoare mainframe, dar este capabil din punct de vedere funcțional să efectueze operații similare. După metoda de operare, se disting modelele PC desktop (desktop), portabile (laptop și notebook) și de buzunar (palmtop).

Hardware. Deoarece computerul oferă toate cele trei clase de metode de informare pentru lucrul cu date (hardware, software și naturale), se obișnuiește să vorbim despre un sistem informatic ca fiind format din hardware și software care lucrează împreună. Componentele care alcătuiesc hardware-ul unui computer se numesc hardware. Ei efectuează toată munca fizică cu date: înregistrare, stocare, transport și transformare, atât în ​​formă, cât și în conținut, și, de asemenea, le prezintă într-o formă convenabilă pentru interacțiunea cu metodele naturale de informare umană.

Totalitatea hardware-ului unui computer se numește configurația hardware a acestuia.

Video YouTube

Software. Programele pot fi în două stări: activ și pasiv. Într-o stare pasivă, programul nu funcționează și arată ca date, al căror conținut este informație. În această stare, conținutul programului poate fi „citit” de către alte programe, cum ar fi cărțile sunt citite și schimbate. Din acesta puteți afla scopul programului și cum funcționează. În starea pasivă, programele sunt create, editate, stocate și transportate. Procesul de creare și editare a programelor se numește programare.

Când un program se află într-o stare activă, conținutul datelor sale este considerat drept comenzi în funcție de care funcționează hardware-ul computerului. Pentru a schimba ordinea de funcționare a acestora, este suficient să întrerupeți execuția unui program și să începeți execuția altuia, care conține un set diferit de comenzi.

Setul de programe stocate pe un computer formează software-ul acestuia. Setul de programe pregătite pentru lucru se numește instalat software. Setul de programe care rulează la un moment dat sau altul se numește configurație software.

Dispozitiv de calculator. Orice computer (chiar și cel mai mare) este format din patru părți:

dispozitive de intrare

dispozitive de procesare a informațiilor

dispozitive de stocare

dispozitive de ieșire a informațiilor.

Din punct de vedere structural, aceste părți pot fi combinate într-un singur caz de dimensiunea unei cărți, sau fiecare parte poate consta din mai multe dispozitive destul de voluminoase

Configurație hardware de bază pentru PC. Configurație hardware de bază calculator personal Ei numesc setul minim de hardware suficient pentru a începe lucrul cu un computer. În timp, conceptul de configurație de bază se schimbă treptat.

Cel mai adesea, un computer personal este format din următoarele dispozitive:

Unitate de sistem

Monitorizați

Tastatură

Mouse

În plus, pot fi conectate și alte dispozitive de intrare și ieșire, de exemplu difuzoare de sunet, imprimantă, scaner...

Unitate de sistem- bloc principal sistem informatic. Conține dispozitive care sunt considerate interne. Dispozitivele conectate extern la unitatea de sistem sunt considerate externe. Termenul de echipament periferic este folosit și pentru dispozitivele externe.
Monitorizați- un dispozitiv pentru reproducerea vizuală a simbolurilor și informatii grafice. Servește ca dispozitiv de ieșire. Pentru PC-urile desktop, cele mai comune monitoare astăzi sunt cele bazate pe tuburi catodice. Seamănă vag cu televizoarele de uz casnic.
Tastatură- un dispozitiv cu tastatură conceput pentru a controla funcționarea unui computer și pentru a introduce informații în acesta. Informațiile sunt introduse sub formă de date cu caractere alfanumerice.
Mouse- dispozitiv grafic de control.

Dispozitivele interne ale unui computer personal.
Dispozitivele situate în unitatea de sistem sunt considerate interne. Unele dintre ele sunt accesibile pe panoul frontal, ceea ce este convenabil pentru schimbarea rapidă a mediilor de stocare, cum ar fi dischetele. Conectorii unor dispozitive sunt amplasați pe peretele din spate - sunt utilizați pentru conectarea echipamentelor periferice. Accesul la unele dispozitive ale unității de sistem nu este asigurat - pt munca regulata nu este necesar.

CPU. Microprocesor- microcircuitul principal al unui computer personal. Toate calculele sunt efectuate în ea. Caracteristica principală a procesorului este frecvența ceasului (măsurată în megaherți, MHz). Cu cât viteza ceasului este mai mare, cu atât performanța procesorului este mai mare. Deci, de exemplu, când frecvența ceasului Un procesor de 500 MHz îl poate schimba
afirmă de 500 de milioane de ori. Pentru majoritatea operațiunilor, un ciclu de ceas nu este suficient, astfel încât numărul de operații pe care un procesor le poate efectua pe secundă depinde nu numai de viteza de ceas, ci și de complexitatea operațiunilor.

Singurul dispozitiv despre care procesorul „o știe de la naștere” este RAM - funcționează împreună cu acesta. De aici provin datele și comenzile. Datele sunt copiate în celulele procesorului (numite registre) și apoi convertite conform conținutului instrucțiunilor. Veți obține o imagine mai completă a modului în care procesorul interacționează cu RAM în capitolele despre principiile fundamentale de programare.

RAM. RAM poate fi considerată ca o gamă largă de celule care stochează date numerice și comenzi în timp ce computerul este pornit. Volum memorie cu acces aleator măsurată în milioane de octeți - megaocteți (MB).

Procesorul poate accesa orice celulă RAM (octet) deoarece are o adresă numerică unică. Procesorul nu poate accesa un singur bit de RAM, deoarece bitul nu are o adresă. În același timp, procesorul poate schimba starea oricărui bit, dar acest lucru necesită mai multe acțiuni.

Placa de baza. Placa de bază este cea mai mare placă de circuite a unui computer personal. Conține autostrăzi care conectează procesorul cu RAM - așa-numitele autobuze. Există o magistrală de date prin care procesorul copiază datele din celulele de memorie, o magistrală de adrese prin care se conectează la anumite celule de memorie și o magistrală de comandă prin care procesorul primește comenzi de la programe. Toate celelalte autobuze sunt, de asemenea, conectate la magistralele plăcii de bază. dispozitive interne calculator. Funcționarea plăcii de bază este controlată de un chipset cu microprocesor - așa-numitul chipset.

Adaptor video. Un adaptor video este un dispozitiv intern instalat într-unul dintre conectorii de pe placa de bază. Primele computere personale nu aveau adaptoare video. În schimb, o zonă mică a fost alocată în RAM pentru stocarea datelor video. Un cip special (controler video) a citit datele din celulele de memorie video și a controlat monitorul în conformitate cu acestea.

Pe măsură ce vă îmbunătățiți capabilități graficeÎn computere, zona de memorie video a fost separată de memoria RAM principală și, împreună cu controlerul video, a fost separată într-un dispozitiv separat, care a fost numit adaptor video. Adaptoarele video moderne au propriul procesor de calcul (procesor video), care a redus sarcina procesorului principal la construirea de imagini complexe. Procesorul video joacă un rol deosebit de important atunci când construiesc imagini tridimensionale pe un ecran plat. În timpul unor astfel de operații, el trebuie să efectueze un număr deosebit de mare de calcule matematice.

La unele modele de plăci de bază, funcțiile adaptorului video sunt îndeplinite de cipuri chipset - în acest caz se spune că adaptorul video este integrat cu placa de baza. Dacă adaptorul video este realizat ca un dispozitiv separat, se numește placă video. Conectorul plăcii video este amplasat pe peretele din spate. La el este conectat un monitor.

Adaptor de sunet. Pentru calculatoare IBM Funcționarea PC cu sunet nu a fost furnizată inițial. În primii zece ani de existență, computerele acestei platforme au fost considerate echipamente de birou și au făcut fără dispozitive de sunet. În prezent, instrumentele audio sunt considerate standard. Pentru a face acest lucru, pe placa de bază este instalat un adaptor de sunet. Poate fi integrat în chipsetul plăcii de bază sau implementat ca o placă plug-in separată numită placă de sunet.
Conectorii plăcii de sunet sunt amplasați pe peretele din spate al computerului. Pentru a reda sunetul, difuzoarele sau căștile sunt conectate la acestea. Un conector separat este destinat pentru conectarea unui microfon. Dacă aveți un program special, acesta vă permite să înregistrați sunet. Există, de asemenea, un conector (ieșire de linie) pentru conectarea la un echipament extern de înregistrare a sunetului sau de reproducere a sunetului (reportatoare, amplificatoare etc.).

HDD. Deoarece RAM-ul computerului este șters atunci când alimentarea este oprită, este necesar un dispozitiv pentru a stoca date și programe pentru o perioadă lungă de timp. În prezent, așa-numitele hard disk-uri sunt utilizate pe scară largă în aceste scopuri.
Principiul de funcționare hard disk se bazează pe înregistrarea modificărilor câmpului magnetic din apropierea capului de înregistrare.

Principal parametru dur capacitatea discului este măsurată în gigaocteți (miliarde de octeți), GB. Dimensiunea medie Dimensiunea unui hard disk modern este de 80 - 160 GB, iar acest parametru este în creștere constantă.

Unitate de dischetă. Pentru a transporta date între calculatoare la distanță Ei folosesc așa-numitele dischete. O dischetă standard (dischetă) are o capacitate relativ mică de 1,44 MB. Conform standardelor moderne, acest lucru este complet insuficient pentru majoritatea sarcinilor de stocare și transport de date, dar costul scăzut al suportului și disponibilitatea ridicată au făcut ca dischetele să fie cele mai comune medii de stocare.

Pentru a scrie și a citi datele stocate pe dischete, se folosește un dispozitiv special - o unitate de disc. Orificiul de primire a unității este situat pe panoul frontal al unității de sistem.

Unitatea CD ROM. Pentru a transporta cantități mari de date, este convenabil să folosiți CD-ROM-uri. Aceste discuri pot citi doar date scrise anterior; nu pot fi scrise pe acestea. Capacitatea unui disc este de aproximativ 650-700 MB.

Unitățile CD-ROM sunt folosite pentru a citi CD-uri. Parametrul principal al unei unități CD-ROM este viteza de citire. Se măsoară în mai multe unități. Viteza de citire aprobată la mijlocul anilor 80 este luată ca una. pentru CD-uri muzicale (CD-uri audio). Unitățile CD-ROM moderne oferă viteze de citire de 40x - 52x.
Principalul dezavantaj Unități CD-ROM- imposibilitatea inregistrarii discurilor - depasita in aparate moderne scrie o dată - CD-R. Există și dispozitive CD-RW care permit înregistrări multiple.

Principiul stocării datelor pe CD-uri nu este magnetic, precum dischetele, ci optic.

Porturi de comunicație. Pentru a comunica cu alte dispozitive, cum ar fi o imprimantă, scaner, tastatură, mouse etc., computerul este echipat cu așa-numitele porturi. Un port nu este doar un conector pentru conectarea echipamentelor externe, deși un port se termină într-un conector. Un port este un dispozitiv mai complex decât un simplu conector, având propriile microcircuite și controlat de software.

Adaptor de retea. Adaptoarele de rețea sunt necesare pentru ca computerele să poată comunica între ele. Acest dispozitiv asigură că procesorul nu trimite o nouă porțiune de date către portul extern până când adaptorul de rețea al unui computer vecin nu a copiat porțiunea anterioară în sine. După aceasta, procesatorului i se dă un semnal că datele au fost colectate și pot fi trimise altele noi. Așa are loc transferul.

Atunci când un adaptor de rețea „învață” de la un adaptor vecin că are o bucată de date, o copiază în sine și apoi verifică dacă îi este adresată. Dacă da, le transmite procesorului. Dacă nu, le pune pe portul de ieșire, de unde le va ridica adaptorul de rețea al următorului computer vecin. Acesta este modul în care datele se deplasează între computere până ajung la destinatar.

Adaptoarele de rețea pot fi încorporate în placa de bază, dar sunt instalate mai des separat, sub formă de carduri suplimentare numite plăci de rețea.

Ce e un calculator. Un computer, după cum sugerează și numele (în engleză cuvântul calculator venit din cuvânt calcula– numără, calculează) – acesta este un dispozitiv de calcul. De fapt, computerul nu poate face nimic altceva decât să numere, să numere mult și rapid. Diverse dispozitive periferice de ieșire, cum ar fi un monitor, o imprimantă, un echipament audio, o cameră web etc. sunt pur și simplu capabili să transforme rezultatele acestor calcule în moduri diferite în semnale pe care le putem înțelege. Diverse dispozitive de intrare (tastaturi, dispozitive de indicare, tablete etc.) sunt angajate în sarcina inversă: conversia influențelor externe în calculatorul de înțeles seturi de comenzi și date. Ceva fără un computer pur și simplu nu poate exista este CPUși un dispozitiv de stocare (memoria computerului). Primul poate număra, iar al doilea poate stoca datele sursă și rezultatele calculelor. Calculatorul efectuează calcule conform unui program preinstalat în el. Oamenii scriu programe, dar sarcina computerului este să le execute. Vom vorbi despre asta mai în detaliu la sfârșitul materialului, dar acum pe scurt despre forma în care un computer percepe informațiile.

Partea 1. Caracteristici de prezentare a informațiilor pe un computer

Unitatea minimă de informație pentru un computer este un bit., care poate lua două valori. Una dintre valori este considerată egală cu 1, iar cealaltă 0. La nivel hardware (hardware-ul computerului), o unitate de informație este reprezentată de declanșatoare - o clasă de dispozitive electronice care au capacitatea de a rămâne într-una din două. state mult timp. Tensiunea de ieșire a unor astfel de dispozitive electronice poate avea două valori, dintre care una este asociată cu zero și cealaltă cu una. Dacă doar semiconductorii ar putea fi folosiți pentru a crea ușor și eficient dispozitive electronice, capabil să fie, de exemplu, în trei sau patru stări pentru o perioadă lungă de timp, atunci un bit ar fi considerat o unitate de informație care necesită trei sau mai multe sensuri diferite. Deoarece computerele moderne sunt construite pe baza declanșatorilor, ele folosesc un sistem de numere binar.

Ce este un sistem numeric. Un sistem numeric este un mod de reprezentare informatii numerice, definit printr-un set de caractere. Suntem familiarizați cu sistemul numeric zecimal, reprezentat printr-un set de numere de la 0 la 9. Un computer are nevoie de două caractere pentru a reprezenta informații: 0 și 1. De ce este așa - am încercat să răspund puțin mai sus când am descris natura de declanșatoare - baza hardware a computerelor moderne. Cum sunt reprezentate numerele în diverse sisteme Voi arăta numere folosind exemplul sistemelor zecimal, binar și hexazecimal. Acesta din urmă este utilizat pe scară largă în programarea de nivel scăzut deoarece este mai compact decât binarea, iar numerele prezentate în hexazecimal pot fi ușor convertite în al doilea și invers.

Sistem de numere zecimale „SI10”: (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9). Sistem de numere binar „SI2”: (0,1) Sistem de numere hexazecimale „SI16”: (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E, F) (simbolurile A, B, C, D, E și F sunt folosite pentru a reprezenta numerele 10, 11, 12, 13, 14 și 15)

Deci, un exemplu: să vedem cum este reprezentat numărul 100 folosind aceste sisteme.

„SI10”: 100= 1*100 +0*10+0*1 „SI2”: 01100100=0*128+ 1*64 +1*32 +0*16+0*8+1*4 +0*2+0*1 „SI16”: 64=6*16+4*1

Totul este diferit sisteme de numere poziționale cu diferite bază. Sistemele numerice poziționale sunt acele sisteme în care contribuția la valoare totală din fiecare cifră este determinată nu numai de valoarea acestei cifre, ci și de poziția acesteia. Exemplu Nu Sistemul numeric pozițional este sistemul roman cu L,X,V,I. Constatăm că valoarea numărului, care se notează în sistem pozițional notația cu o bază specifică se calculează după cum urmează:

N=D 0 *B 0 +D 1 *B 1 +…+D n-1 *B n-1 +D n *B n, unde D i este valoarea cifrei de pe locul i, începând de la 0, iar B este baza sistemului numeric. Nu uitați că B 0 =1.

Cum se transformă un număr din hexazecimal în binar și invers. Este simplu, convertiți fiecare cifră din sistemul hexazecimal în 4 cifre ale sistemului binar și scrieți rezultatul succesiv, fie de la stânga la dreapta, fie de la dreapta la stânga. Dimpotrivă: spargi număr binar pe tetrade(4 cifre strict de la dreapta la stânga) și înlocuiți fiecare tetradă separat cu unul dintre simbolurile sistemului numeric hexazecimal. Dacă ultima tetradă se dovedește a fi incompletă, completați-o cu zerouri în stânga. Exemplu:

1010111100110 -> 0001(1).0101(5).1110(14).0110(6) -> 15E6

Pentru a înmulți sau a împărți rapid un număr la baza sistemului numeric, pur și simplu mutați toate cifrele la stânga (înmulțire) și la dreapta (diviziune). Înmulțiți cu 2 in sistem binar se numesc numere schimba la stânga(0 se adaugă la sfârșit), iar împărțirea întregului cu 2 este schimba la dreapta(ultimul caracter este eliminat). Exemplu:

11011(27) > 1101(13)

Unități informatice computerizate. CU unitate minimă informatii in tehnologia calculatoarelor mi-am dat seama - este o bataie. Dar setul minim adresabil de informaţii este nu o bătaie, dar octet– un set de informații reprezentat de 8 biți și, ca urmare, capabil să stocheze 256 (2 8) valori diferite. Ce înseamnă set minim adresabil de informații? Aceasta înseamnă că întreaga memorie a computerului este împărțită în secțiuni, fiecare având propria sa adresă (număr de secvență). Dimensiune minima o astfel de secțiune este un octet. Desigur, simplific imaginea, dar acest moment o astfel de reprezentare este suficientă. De ce 8 biți? Acest lucru s-a întâmplat istoric și pentru prima dată a fost folosită adresarea pe 8 biți (octeți). calculatoare Compania IBM. Probabil că le-a fost convenabil ca o unitate de informație să poată fi reprezentată cu ușurință prin exact două caractere ale sistemului numeric hexazecimal. Acum să risipim miturile despre cantitatea de date notate de aproape toată lumea cu cuvinte familiare. kilobyte, megaoctet, gigabyte, terabyte etc.

1 kilobyte (kb) = 2 10 octeți = 1024, nu 1000 octeți. 1 megaoctet (MB) = 2 20 octeți = 1048576 octeți = 1024 kiloocteți, nu 1000.000 octeți. 1 gigabyte (GB) = 2 30 octeți, 1 terabyte (TB) = 2 40 octeți etc.

Partea 2. Structura computerului

Cum funcționează un computer?. Sau În ce constă computerul. Narațiunea ulterioară va fi structurată după cum urmează. O descriere a dispozitivului computer va fi prezentată pe diverse niveluri. La primul nivel voi schița principalele componente calculator modern, la al doilea și la nivelul următor voi descrie fiecare parte a acesteia mai detaliat. Pentru a găsi rapid informațiile de care aveți nevoie, utilizați următoarea navigare.

Nivelul 1. Structura generală a computerului

Unitate de sistem

Unitatea de sistem computerizată este aceeași cutie din care iese cablul de alimentare, la care sunt conectate monitorul, tastatura, mouse-ul și imprimanta și în care sunt introduse CD-uri, unități flash și alte dispozitive externe. Putem spune că toate dispozitivele care sunt conectate la unitatea de sistem din exterior sunt dispozitiv periferic– realizarea sarcinilor secundare de calculator. Ei bine, unitatea de sistem în sine conține toate cele mai valoroase și necesare lucruri: sursa de alimentare, placa de bază a sistemului și unitatea centrală de procesare (CPU) - „creierul” computerului. Și, de asemenea, module pentru controlul dispozitivelor periferice (controlere), plăci video și de sunet, o placă de rețea și modem, rute de transport pentru transmiterea informațiilor (autobuze) și multe altele utile. Cu toate acestea, toate acestea sunt valabile în primul rând pentru gospodării și calculatoare de birou. De exemplu, privind un laptop, este greu de spus unde se termină unitate de sistem, și începe periferice. Toată această împărțire este arbitrară, mai ales că există și comunicatori, tableteși alte dispozitive de calcul portabile.

Această categorie include toate dispozitivele care vă permit să introduceți informații într-un computer. De exemplu, tastatură, mouse, joystick, cameră web și touch screen permiteți unei persoane să facă acest lucru, iar un cititor de CD-uri sau un cititor de carduri de memorie citește pur și simplu informațiile de pe mediile externe în mod automat. Dispozitivele de intrare includ adesea doar mijloace pentru introducerea umană a informațiilor, în timp ce toate celelalte sunt apelate unități medii externe date.

Acestea sunt dispozitive care sunt concepute pentru a afișa rezultatele calculelor computerizate. Monitorul afișează informații grafic în format electronic, imprimanta face aproape același lucru, dar pe hârtie, iar sistemul audio reproduce informațiile sub formă de sunete. Toate acestea sunt mijloace părere cu o persoană ca răspuns la introducerea de informații prin intermediul dispozitivelor de intrare.

Alte dispozitive

Această categorie include orice dispozitive conectate la un computer, de la carduri flash și portabile hard disk-uri, la modemuri (inclusiv wi-fi), routere etc. Clasificarea dispozitivelor este o sarcină ingrată, deoarece poate fi făcută în moduri complet diferite și puteți avea întotdeauna dreptate. De exemplu, un modem încorporat cu greu poate fi clasificat ca un dispozitiv periferic, deși un modem extern îndeplinește exact aceleași funcții. Un modem este un dispozitiv pentru organizarea comunicațiilor între computere și nu contează unde se află. Același lucru se poate spune despre placa de rețea. Un hard disk este, în primul rând, un dispozitiv de stocare nevolatil care poate fi fie intern, fie extern. Clasificarea de mai sus a echipamentelor informatice se bazează în primul rând pe locația fizică a unui anumit dispozitiv într-un computer personal clasic și abia apoi pe scopul acestuia. Acesta este doar un mod de clasificare și nimic mai mult.

Nivelul 2. Umplerea unității de sistem a unui computer modern

În primul rând, câteva cuvinte despre viteza computerului. Această proprietate este caracterizată de viteza de ceas și performanța sistemului. Cu cât sunt mai mari, cu atât computerul funcționează mai repede, dar acestea nu sunt sinonime. Performanţă al oricărei componente ale sistemului este numărul de operații elementare pe care le efectuează pe secundă. Frecvența ceasului– aceasta este frecvența impulsurilor de sincronizare furnizate la intrarea sistemului de către generatorul de impulsuri de ceas, care, la rândul său, determină numărul de execuții secvenţial operații pe unitatea de timp. Dar productivitatea poate fi crescută prin oferirea capacității de a efectua operațiuni de bază paralel la aceeași viteză de ceas, așa cum este exemplificat de arhitecturile CPU cu mai multe nuclee. Astfel, este necesar să se evalueze nu numai viteza de ceas la care funcționează procesorul, ci și arhitectura acestuia.

Acum despre componentele computerului. Cu carcasa si alimentarea, cred ca totul este clar si fara comentarii. Sistem placa de baza si procesorul central- Aceasta este inima computerului și ei sunt cei care gestionează procesele de calcul. O poveste mai detaliată despre ei mai jos. Cauciucuri este un mijloc de transmitere a informațiilor între diverse dispozitive informatice. Anvelopele sunt împărțite în magistrala de control, care transmit coduri de comandă; autobuze de adrese, care, după cum sugerează și numele, servesc la transmiterea adresei unui set de argumente definite de contextul comenzii sau adresa la care ar trebui plasat rezultatul; Și magistralele de date, care transmit direct datele în sine - argumente și rezultate ale execuției comenzii. Controlorii sunt dispozitive cu microprocesor concepute pentru gestionând dur discuri, unități de stocare externe și alte tipuri de dispozitive. Controllerele sunt intermediari între infrastructura procesorului central și dispozitiv specific conectat la computer. HDD este un dispozitiv de stocare a informațiilor nevolatil. Nevolatilitatea unui dispozitiv de stocare este capacitatea acestuia de a nu pierde informații după o întrerupere a curentului. Pe lângă datele utilizatorului, hard disk-ul conține codul programului sistem de operare, inclusiv drivere diverse dispozitive. Driver de dispozitiv este un program care își controlează controlerul. Sistem de operare, de exemplu Microsoft Windows, controlează toate dispozitivele prin drivere care au o înțelegere interfata software. Driverele sunt de obicei dezvoltate de furnizorii de componente de calculator separat pentru fiecare tip de sistem de operare. De asemenea, unitatea de sistem nu se poate descurca fără un sistem de răcire și un panou de control care vă permite să porniți și să opriți computerul.

Nivelul 3. Cum funcționează un computer

Cum sunt reprezentate datele pe computer. Toate datele pentru un computer sunt un set de numere. Cum sunt stocate cele pozitive? numere întregi, v-am spus chiar de la început. Datele, care pot fi pozitive sau negative, stochează semnul (0-plus, 1-minus) în primul bit (primul bit). Despre funcțiile de stocare numere reale Nu voi intra în detalii, dar ar trebui să știți asta numere reale sunt reprezentate pe calculator folosind mantisaȘi expozanti. Mantisa este o fracție proprie (numărătorul este mai mic decât numitorul) în care prima zecimală este mai mare decât zero (în sistemul binar, aceasta înseamnă că prima zecimală este 1). Valoarea numerelor reale este calculată prin formula D=m*2 q, unde m este mantisa și q este exponentul egal cu log 2 (D/m). În memorie, computerul stochează nu mantisa în sine, ci partea sa semnificativă - zecimale. Cu cât sunt mai multe cifre (biți) alocate pentru mantise, cu atât este mai mare acuratețea reprezentării datelor reale. Exemplu:

Numărul de PI în sistem zecimal notația arată cam așa: PI=3.1415926535... Să reducem numărul la forma Fracțiunea corespunzătoare, înmulțit cu 10 la puterea corespunzătoare: PI=3,1415926535 = 0,31415926535*10 1 =m*10 q, unde m=0,31415926535, q=1.

Astfel, am reprezentat un număr real ca două numere întregi, deoarece pentru a stoca mantisa este suficient să stocați doar zecimale (31415926535). Trebuie avut în vedere că atât mantisa cât și exponentul pot fi fie pozitive, fie numere negative. Dacă numărul este negativ, atunci mantisa este negativă. Dacă numărul este mai mic de o zecime, atunci exponentul este negativ (în sistemul zecimal). În sistemul numeric binar, exponentul este negativ dacă numărul este mai mic de 0,5. Acum să încercăm să facem același lucru în sistemul de numere binar.

Să rotunjim puțin numărul inițial: PI 10 = 3,1415 = 3 + 0,1415 Deci, 3 în sistemul binar este 11. Acum să ne ocupăm de partea fracțională. 0,1415= 0 *0.5+0 *0.25+1 *0.125+…= 0 *2 -1 +0 *2 -2 +1 *2 -3 +... Ca rezultat, obținem aproximativ următoarele: PI 2 =11,001001000011=0,11001001000011*2 2 =m*2 q, unde m=0,11001001000011 și q=2.

Acum ar trebui să devină clar ce am vrut să spun prin acuratețea reprezentării numerelor reale. Pe mantise au fost cheltuite 14 cifre, iar pentru numărul PI a fost posibil să se salveze doar câteva zecimale (în sistemul numeric zecimal). De asemenea, atunci când lucrați pe un computer, puteți întâlni următoarea formă de scriere a unui număr:

6.6725E-11 Nu este nimic mai mult decât 6.6725*10 -11 Text este o secvență de caractere și fiecare personaj are propriile sale cod numeric. Există mai multe codificări de text. Cele mai cunoscute și utilizate codificări de text sunt ASCII și UNICODE. Arte grafice este o succesiune de puncte, fiecare dintre ele corespunzând o anumită culoare. Fiecare culoare este reprezentată de 3 numere întregi: componentele culorilor roșu (roșu), verde (verde) și albastru (albastru) palete RGB. Cu cât sunt mai multe cifre alocate pentru stocarea culorilor, cu atât este mai mare gama de culori pe care o puteți opera. Video este doar o secvență de cadre statice. Există tehnologii de compresie video care, de exemplu, zone separate videoclipul este stocat ca un cadru și o secvență de delte - diferențele dintre cadrele ulterioare și cel precedent. Cu condiția ca cadrele învecinate să nu difere în absolut toate punctele (de exemplu, animație), această abordare vă permite să economisiți volume totale material. Sunet este un semnal care poate fi convertit din reprezentare analogică în mod digital eşantionare şi cuantificare (digitizare). Desigur, digitizarea va duce la o pierdere a calității, dar acesta este prețul sunetului digital.

Cum este organizat procesul de calcul. Placa de baza- Acest placă de circuit imprimat, pe care este instalat CPU (CPU). De asemenea, prin conectori speciali, module RAM, o placă video, placa de sunetși alte dispozitive. Placa de bază este o legătură de agregare în arhitectura unui computer modern. Placa de baza este echipata controler de sistem (podul de Nord ), care asigură comunicarea între procesorul central și RAM și controlerul grafic, precum și controler periferic (podul de sud), responsabil pentru comunicarea cu controlerele dispozitivelor periferice și stocarea numai în citire. de nord și Podul de Sudîmpreună formează chipset-ul plăcii de bază- a ei set de bază microcircuite RAM sau memorie cu acces aleatoriu ( RAM) este o memorie de computer volatilă care stochează programul executabil și datele programului în sine. Cantitatea de RAM afectează performanța computerului, deoarece RAM este cea care determină cantitatea de informații procesate la un moment dat. Memorie numai pentru citire (ROM) este energie Nu memorie dependentă de computer care stochează cele mai importante informații pentru acesta, inclusiv programul descărcare inițială computer (înainte de a încărca sistemul de operare) – BIOS(sistem de bază de intrare/ieșire - sistem de bază I/O). Datele ROM sunt de obicei scrise de producătorul plăcii de bază. Placa video- Acest auto-plata cu propriul procesor și propria RAM (memorie video), concepute pentru a converti rapid informațiile grafice într-o formă care poate fi afișată direct pe ecran. Procesorul plăcii video este optimizat pentru lucrul cu grafică, inclusiv procesare Grafică 3D. Astfel, procesorul plăcii video scutește procesorul central de acest tip de muncă. Cu cât este mai mare cantitatea de memorie video, cu atât mai rapid și mai des computerul este capabil să actualizeze datele de pe ecran și cu atât este mai largă gama de culori care pot fi utilizate. O unitate centrală de procesare (CPU) poate consta din mai multe procesoare, fiecare dintre ele capabil să execute propriul program în paralel cu celelalte. Anterior, procesorul și nucleul procesorului erau sinonime. În zilele noastre, un procesor poate consta din mai multe procesoare, iar fiecare procesor poate consta din mai multe nuclee. Miez microprocesorul este unitate logică aritmetică (ALU), controler de bază și set registre de sistem. ALU, după cum sugerează și numele, poate efectua operații pe numere încărcate în registre. Un set de registre este folosit pentru a stoca adresa comenzii curente (comenzile sunt stocate în RAM, iar registrul IP (Instruction Pointer) indică către comanda curentă), adresele datelor încărcate pentru a executa comanda și datele în sine. , inclusiv rezultatul comenzii. Nucleul, de fapt, controlează întreg acest proces, executând comenzi de procesor de nivel scăzut. Astfel de comenzi includ încărcarea datelor în registre, execuția operatii aritmetice, compararea valorilor a două registre, trecerea la instrucțiunea următoare etc. Microprocesorul însuși comunică cu RAM prin controlerul RAM. Deși timpul de acces la RAM este mult mai scurt decât, de exemplu, timpul de acces la informații de pe un hard disk, acest timp devine totuși vizibil în timpul calculelor intensive. Pentru a organiza stocarea datelor, al căror timp de acces ar trebui să fie minim, se folosește memoria cu acces ultra-aleatoriu (memorie cache).

Cine sau ce controlează procesul de calcul. Procesul de calcul, așa cum am spus la început, este controlat de un program de calculator. Programele sunt scrise în diverse limbi programare și cel mai adesea în . Principal nivel inalt sunt: ​​declararea variabilelor tipuri variate, efectuarea de operații aritmetice și logice, declarații condiționaleși cicluri. O persoană care programează într-un limbaj de nivel înalt nu trebuie să se gândească la modul în care informațiile pe care le procesează sunt reprezentate în computer. Toate calculele sunt descrise în principal în sistemul numeric zecimal familiar lui. Programatorul îl definește în forma în care îi este convenabil. Are la dispoziție un arsenal serios de ready-made componente software, soluții și tehnologii de programare: , instrumente organizaționale, servicii de lucru cu etc. și așa mai departe. Mai departe, programe speciale, numite compilatoare, traduc textul programului în Codul mașinii– într-un limbaj de comandă înțeles de procesorul central al computerului. Puteți, de exemplu, să vedeți cum arată un program într-un limbaj de programare de nivel înalt pe paginile acestui site și cum arată un program într-o limbă nivel scăzut, aproape de codul mașinii (), vezi mai jos (acest program afișează doar mesajul „Bună ziua, lume”).

386 .model flat, stdcall opțiune casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib .data msg db "Hello, world", 13, 10 len equ $-msg .data? scris dd? .code start: push -11 call GetStdHandle push 0 push OFFSET scris push len push OFFSET msg push eax call WriteFile push 0 call ExitProcess terminare start

O declarație într-un limbaj de nivel înalt este transformată în zeci sau chiar sute de linii de cod de mașină, dar deoarece acest lucru se întâmplă automat, nu este nevoie să vă faceți griji pentru acest lucru. Când programul începe, sistem de operareîi alocă unul separat, încarcă codul mașinii în RAM, inițializează registrele (adresa primei instrucțiuni este plasată în registrul IP) și începe procesul de calcul.

Cred că în cadrul acestui material poate fi completată povestea despre cum funcționează un computer modern. Acum știi în schiță generală, în ce constă și cum funcționează, iar detaliile le puteți găsi cu ușurință pe Internet.

Un computer personal a fost de mult prezent prezent în aproape fiecare familie. Mulțumită dezvoltare rapida tehnologie și electronică, computerele care ocupau încăperi întregi în urmă cu doar 40-50 de ani se potrivesc acum destul de bine pe un birou. Omul modern nu mai percepe a avea un computer personal în casă ca pe un lux; astăzi este un instrument de muncă, un centru de divertisment și un mijloc de căutare informatie necesara. Fiecare utilizator ar trebui să știe din ce părți este compus un computer, astfel încât atunci când îl face upgrade sau îl predă pentru reparații, să nu devină o victimă. vânzători fără scrupule sau reparatori și cheltuiește fondurile investite cât mai eficient posibil.

Structura generală a computerului

Orice computer modern este format din dispozitive externe conectate (periferice) și module interne situat în unitatea de sistem. Perifericele includ imprimante, monitoare, mouse-uri, tastaturi și multe alte dispozitive care sunt conectate la unitatea de sistem computerizată și sunt separate structural de aceasta. Care sunt principalele părți ale unui computer?

Depinde de scopul pentru care este utilizat un anumit computer personal. În mod convențional, acestea pot fi împărțite în funcție de sarcinile pe care le rezolvă în birou, multimedia, stații de lucru și jocuri. Prezența sau absența unor componente în interiorul unității de sistem depinde de scopul în care este utilizat PC-ul. Mai jos vom analiza mai detaliat din ce părți este compus un computer. Acest lucru este foarte important de știut, deoarece există componente de bază de care nu te poți lipsi, precum și cele care nu sunt prezente în fiecare computer personal.

Din ce părți este compus un computer?

Primul lucru pe care îl vedem când ne uităm la un computer personal este carcasa, în interiorul căruia, de fapt, părțile interne rămase sunt fixate. Carcasele computerelor variază în dimensiune și, în consecință, dimensiunea standard a plăcilor de bază acceptate. În continuare, vom arunca o privire mai atentă asupra elementelor care sunt ascunse în interiorul carcasei PC-ului.

Placa de baza

Baza întregului computer, fără de care niciun PC nu poate funcționa, este placa de bază. Se întâmplă să fie legăturăîntre restul computerului. Ea joacă rolul sistem nervos, transmitând semnale de la creier - procesor către restul PC-ului. Plăcile de bază diferă în funcție de dimensiune (mATX, ATX, E-ATX, ITX etc.), socket (socket în care este introdus procesorul), tip de memorie acceptată (DDR, DDR2, DDR3, DDR4), prezență și număr de sloturi ( interfețe sau magistrale) pentru conectarea tuturor tipurilor de plăci de expansiune (plăci video, rețea, sunet etc.).

CPU

Unitatea centrală de procesare este inima și creierul oricărui computer. Procesează toate datele care provin de la rularea programelor și gestionează fluxul acestor date. Procesoarele, pe lângă producător (cel mai mare - Intel și AMD), diferă în frecvența ceasului - cel mai important parametru care arată numărul de operațiuni efectuate pe secundă, numărul de nuclee (numărul de procesoare angajate în procesarea paralelă a datelor situate în un caz fizic), tipul de RAM suportat și proiecta(priză). Orice procesor are nevoie de răcire, prin urmare, privind în interiorul unității de sistem, veți vedea un radiator cu un ventilator, care este complet presat cu zăvoare speciale pe placa de bază și nu permite procesorului să se supraîncălzească.

RAM

Conceput pentru a stoca informații de care procesorul ar putea avea nevoie cât mai repede posibil(aici sunt plasate datele despre programele care rulează, serviciile sistemului de operare etc.). Spre deosebire de hard disk-urile, acestea necesită o sursă de alimentare pentru a stoca informații, adică atunci când computerul este oprit, toate informațiile din RAM sunt șterse (de aceea, dacă computerul este oprit neplanificat, datele software open source nu sunt salvati).

RAM diferă ca tip (DDR,SO-DIMM DDR3 etc.), frecvență, registru (pentru servere) sau nu.

HDD

Hard disk este un dispozitiv pentru stocarea informațiilor. Spre deosebire de RAM, memorie grea Discul este nevolatil, ceea ce vă permite să salvați date chiar și atunci când opriți computerul. În prezent sunt 2 în uz tipuri variate unități cu stare solidă: HDD (hard disk) și SSD (solid Drive de stat). Principalele sunt volumul ( suma maxima informații care pot fi scrise pe disc) și viteza de citire/scriere.

Placa video

O placă video este un dispozitiv pentru afișarea imaginilor de la un computer pe un ecran de monitor. Plăcile video pot fi încorporate (nucleul video este încorporat în chipsetul plăcii de bază sau procesorul central) și externe, care sunt conectate la placa de bază a computerului printr-un conector special PCI-Express. De regulă, plăcile video încorporate au caracteristici destul de mediocre și sunt concepute pentru a lucra cu aplicații de birou, pentru a viziona videoclipuri și jocuri nesolicitante. Principalele caracteristici ale plăcii video sunt frecvența GPUși memorie, lățimea magistralei și dimensiunea memoriei video.

Placa de sunet

Placa de sunet este un dispozitiv conceput pentru ieșire semnal sonor la dispozitive externe (căști, microfon, difuzoare acustice etc.) În marea majoritate a computerelor, placa de sunet este lipită la placa de bază. Dar există și plăci de sunet externe care diferă mai mult de cele încorporate calitate superioară sunetul reprodus.

card LAN

O placă de rețea este un dispozitiv care este necesar pentru a conecta un computer la o rețea cu alte computere, făcând posibil schimbul de informații cu de mare vitezăîntre ele. La fel ca și placa de sunet, în computerele moderne placa de rețea este lipită la placa de bază.

unitate de putere

Alimentare - un dispozitiv care convertește energia dintr-o rețea electrică de uz casnic în energie electrică cu parametrii dați necesare pentru funcționarea tuturor părților computerului. Principalele caracteristici ale unei surse de alimentare sunt puterea și eficiența acesteia. Este important ca puterea să fie suficientă pentru a opera toate modulele plug-in, în caz contrar sarcini de vârf computerul se va opri pur și simplu.

Mai sus ne-am uitat la ce părți este compusă unitatea de sistem computerizat. Fără aceste dispozitive, niciun computer nu poate funcționa pe deplin. Dar, pe lângă ele, multe alte dispozitive pot fi conectate în interiorul unității de sistem prin diverse interfețe, cum ar fi porturi suplimentare pentru conectarea dispozitivelor externe (USB, LPT etc.), tunerelor TV, sunetului și plăci de rețea. Dar nu sunt obligatorii și sunt folosite doar dacă este necesar.

Piese externe ale computerului

Când răspundem la întrebarea din ce părți este compus un computer, ar trebui să menționăm și dispozitivele externe. Acestea includ un monitor, tastatură, mouse, cameră video și sistem audio. Monitoarele diferă în funcție de diagonală, tipul matricei și iluminarea de fundal utilizată ( despre care vorbim despre monitoarele cu cristale lichide, deoarece monitoarele cu tuburi catodice nu mai sunt produse și sunt aproape universal înlocuite cu monitoare TFT mai avansate din punct de vedere tehnologic), rata de reîmprospătare a imaginii. De asemenea la dispozitive externe calculatorul include numeroase mijloace de intrare și ieșire diverse informatii: imprimante, scanere, MFP, proiectoare, joystick-uri etc.

Concluzie

În acest articol am analizat în ce constă un computer personal. Informatica la scoala ofera cunostinte mai detaliate si mai cuprinzatoare. Studiind-o, veți putea înțelege principiile de bază ale asamblarii unui PC cu propriile mâini. Dar pentru a aprofunda esența muncii și a funcționării, de exemplu, pentru a înțelege din ce părți constă magistrala computerului, se recomandă să studiați specificații echipament, care depășește domeniul de aplicare al acestui articol.

În acest articol ne vom uita în detaliu la ce elemente constă un computer personal, cum arată totul și ce funcție îndeplinește. Acest articol este mai potrivit pentru utilizatorii începători, dar și mai mult utilizatori experimentați Cu siguranță vor putea găsi ceva pentru ei înșiși.

Mai întâi de toate, să definim un computer:

Computer personal, PC (din engleză personal computer, PC) sau PC (personal electronic Mașină de calcul) - microcomputer desktop cu caracteristici operaționale aparat de uz casnicși funcționalitate universală.

Computerul a fost creat inițial ca o mașină de calcul, dar PC-ul este folosit și în alte scopuri - ca mijloc de accesare retele de informatiiși ca platformă pentru jocuri multimedia și pe calculator.

Un computer personal obișnuit care se află acasă sau la serviciu este format din următoarele părți:

• Unitate de sistem;
• Monitor;
• Dispozitive de introducere a informațiilor;
• Dispozitive suplimentare sau periferice (imprimantă, scaner, cameră web etc.);

Unitate de sistem

Componenta principală a oricărui computer este unitatea de sistem. Unitățile de sistem sunt tipuri diferite, atât ca design, cât și ca dimensiune. Orizontală și verticală.

Unitatea de sistem conține toate componentele unui computer modern, ceea ce face ca computerul să funcționeze.

Elementele principale ale unității de sistem:

• Cadru;
• Unitate de putere;
• Placa de baza;
• CPU;
• RAM;
• Placa video;
• placă de sunet;
• HDD;
• Unitate disc ( unitate optică);
• Sistem de răcire;

Toate elementele sunt strâns legate între ele și funcționează ca un întreg.

Să ne uităm la fiecare element mai detaliat.

Cadru

Carcasa unității de sistem - înveliș exterior unitatea de sistem a unui computer personal, care protejează elementele interne de impact fizic. Locuinta are mare importanță Pentru funcționare stabilă calculator. De exemplu, un sistem de răcire bine conceput în interiorul carcasei este cheia pentru funcționarea stabilă a computerului și o garanție împotriva supraîncălzirii.

unitate de putere

Pentru ca toate elementele unității de sistem să funcționeze, avem nevoie de o sursă de alimentare. După cum sugerează și numele, sursa de alimentare furnizează energie electrică tuturor componentelor unității de sistem. În acest moment, cele mai populare surse de alimentare din punct de vedere al puterii sunt: ​​450, 500 și 600 W. Pe calculatoare puternice, care le includ pe cele de gaming, sunt instalate mai mult blocuri puternice nutriție.

Placa de baza

Placa de bază este o placă complexă de circuite imprimate multistrat și cea mai mare placă a unității de sistem. sarcina principală placa de bază este de a conecta toate elementele într-un singur sistem de calcul.

CPU

Procesorul, pe placa de bază, este responsabil pentru efectuarea tuturor operațiunilor de calcul și procesarea informațiilor. Indiferent cât de banal ar suna, cu cât procesorul este mai bun și mai nou (și, prin urmare, mai scump), cu atât va efectua mai rapid și mai mult volum de operațiuni. Cu toate acestea, cel mai mult procesor puternic nu garanteaza lucru rapid computer, în timp ce componentele rămase ale unității de sistem sunt foarte depășite.

RAM

Memoria cu acces aleatoriu sau RAM este un dispozitiv de memorie cu acces aleatoriu. Se dorește să fie temporar și rapid depozitare accesibilă date pentru transmitere către procesor pentru prelucrare. De exemplu, rulează programeîn fundal sau modul ascuns, clipboard etc. Cu cât este mai multă RAM instalată pe computer, cu atât te poți aștepta să funcționeze mai repede.

Placa video

O placă video, la fel ca o placă de bază, este o placă complexă de circuite imprimate multistrat care este introdusă într-un conector de pe placa de bază. Placa video poate fi fie incorporata (integrata) fie externa, sub forma unei placi separate. Funcția principală a unei plăci video este de a genera și afișa o imagine pe ecranul unui computer. Puterea plăcii video integrate este adesea suficientă doar pentru utilizare aplicații de birouși navigarea pe internet.

Placa de sunet

Placă de sunet – procesează și emite sunet în difuzoarele computerului. Sunt momente când placa de sunet încorporată eșuează sau utilizatorul nu este mulțumit de calitatea sunetului compozițiilor, atunci este instalată o placă de sunet externă.

HDD

Hard disk sau dispozitiv de stocare magnetic dur discurile sunt un dispozitiv de stocare conceput pentru a stoca informații. Pe hard disk sunt stocate toate datele și este instalat sistemul de operare. sistem Windows(Linux). În prezent, unitățile SSD câștigă popularitate.

Conduce

În zilele noastre discurile devin din ce în ce mai puțin populare; au fost înlocuite cu Unități flash USB. Dar există momente în care o unitate de disc sau, așa cum se mai numește, o „unitate optică” este pur și simplu necesară. Când trebuie să citiți ceva de pe un disc, instalați Windows sau drivere pe computer.

Sistem de răcire

Sistemul de răcire este un sistem de ventilatoare care servește la îndepărtarea aerului cald din componentele unității de sistem și la furnizarea de aer rece din mediul extern.

Continuarea articolului:

Dispozitiv de calculator. În ce constă computerul. Partea 2. Periferice.

Fiecare copil cunoaște cuvântul computer!

Iată computerul: monitor, mouse, tastatură și unitatea de sistem:

Principalele părți ale computerului - procesorul și memoria - sunt conținute în interiorul unității de sistem. Iar monitorul, tastatura și mouse-ul sunt dispozitivele de intrare și ieșire ale computerului.

De la tastatură și mouse-ul computerului intra text și comenzi. Pe monitorul unui computer afișează text și desene. Acesta este motivul pentru care aceste dispozitive sunt numite dispozitive de intrare și ieșire ale computerului.

	Acesta este un monitor. Arată ca un televizor. Calculator afișează texte și desene pe ecranul său. Un monitor este un dispozitiv de ieșire. Litera „K” din figură desemnează în mod convențional un computer, iar săgeata arată că informațiile este afisat de la computer la monitor.
	Aceasta este o tastatură. Este folosit pentru a seta ( intrare) text: De la tastatură poți introduce comenzile, de exemplu, folosesc tastele săgeți pentru a controla eroul de pe ecran: Tastatura este un dispozitiv de intrare. Săgeata din figura din stânga indică faptul că informațiile de la tastatură introdus la calculator.
	Acesta este un mouse de computer. Mișcarea mouse-ului este repetată de o săgeată pe ecranul monitorului. Această săgeată este cursorul. Mouse-ul are butoane pe care le puteți face clic - setați ( introduce) comenzi. Un mouse este un dispozitiv de intrare.
	Aceasta este o unitate de sistem. Contine: procesor („creierul” computerului); dispozitive de stocare(„memoria” computerului).
	Dacă deschideți unitatea de sistem, puteți vedea procesorul și memoria computerului.
	Figura arată aproximativ acele informații de la tastatură și mouse introdus la computer și de la computer - este afisat la monitor. Tastatura și mouse-ul sunt dispozitivele de intrare ale computerului. Monitorul este un dispozitiv de ieșire.
	Vorbim despre introducerea informațiilor într-un computer și scoaterea lor de pe un computer. Apare întrebarea: unde exact sunt introduse informațiile și unde sunt scoase? Ce dispozitiv de pe computer stochează informații? Desigur ca este memoria calculatorului! Informațiile intră în memoria computerului de la tastatură și mouse. Din el este afișat pe monitor.