Как работает компьютер?

Как работает компьютер – как он устроен, схема и принципы работы, аппаратная и программная составляющая системного блока

Как работает компьютер?

В 1940-х годах, Томас Уотсон, глава корпорации IBM утверждал, что всему человечеству понадобится «около пяти компьютеров». Но уже сейчас, менее, чем через сто лет, число компьютеров и пользователей возросло до одного миллиарда! Правда и компьютеры изменились.

Если тогда это были гигантские научные машины стоимостью больше миллиона долларов за штуку, то сейчас компьютеризированы не только ПК, но и телефоны, планшеты, микроволновки и холодильники.

Но внешне различные приборы тем не менее состоят из одних и тех же чипов, цепей и транзисторов.

Принципы работы компьютера

Работу компьютера (ПК) делят на аппаратную и программную составляющие. Проще говоря, аппаратная составляющая – это те физические, реально существующие устройства ПК, а программная – это софт, программное обеспечение, которое нельзя потрогать, но которое служит для выполнения различных задач пользователя.

Программный принцип

Программная часть состоит из всех тех внутренних компонентов, которые делают работу с ним интуитивно понятной и удобной для пользователя. К ней относятся и операционная система, и различные программы, и драйвера, которые способствуют правильной работе периферийных (подключаемых) устройств.

Существуют три различных вида ПО: системное, прикладное и системы программирования. Системное подразумевает функционирование различных операционных систем, драйверов и системных утилит которые помогают выстроить «диалог» между пользователем и его устройством, управлять файлами ПК и подключенными к нему устройствами.

Прикладная часть состоит из приложений, направленных на решение поставленных задач.

Они делятся на общее программное обеспечение и на программное обеспечение специального назначения. К первому виду относятся текстовые редакторы, аудиоплееры, игры и др.

, ко второму – различные математические, профессиональные программы, используемые ограниченным кругом лиц.

Системы программирования – это разные среды разработки, необходимые для создания пользовательских программ, используя различные языки программирования, компиляторы, средства сервиса и трансляции.

  Распространенные мнения о смартфонах: правда и ложь

Аппаратный принцип

Аппаратная же схема работы – это внутренние и внешне подключаемые к ПК устройства: клавиатура, мышь, принтер, а также непосредственно системный блок со всеми своими компонентами (материнская плата, процессор, память и т.п.) и монитор.

Для правильной работы ПК важны все элементы системного блока, однако отдельно выделяют материнскую плату, к которой и подключаются практически все остальные элементы: процессор, оперативная и постоянная память, жесткий диск, видео- и звуковая карты и др. Также материнская плата включает в себя слоты расширения, транзисторы и шины, которые используются для соединения и правильной работы ее элементов.

Микропроцессор, или центральное процессорное управление – это небольшое электронное устройство, которое может выполнять сложные вычисления. По сути, все логические и арифметические операции, которые и заложены в работу ПК – это работа именно ЦПУ.

Оперативное запоминающее устройство – память, которая задействуется для выполнения конкретных задач. Она хранит данные и инструкции, которые используются микропроцессором для выполнения операций. Постоянное запоминающее устройство хранит программы, инструкции и алгоритмы, непосредственно доступные в микропроцессоре.

Как работает компьютер?

Компьютер принимает и обрабатывает данные в соответствии со специальными инструкциями, а результаты обработки отправляет на устройства вывода.

Алгоритмы (наборы команд), программы и все остальные данные хранятся в памяти компьютера, которая разделена на ячейки.

Центральное процессорное устройство включает в себя программный счетчик, который нужен для правильного порядка исполнения команд и алгоритмов.

Также в состав ЦПУ входит и модуль для контроля порядка команд при обработке данных, арифметический логический модуль, служащий для выполнения компьютером операций арифметики и логики: сложения и сравнения.

Компьютер занимается обработкой введенной (входной) информацией, ее хранением и выводом. Вся информация представляется в виде двоичного (бинарного) кода: то есть нолей «0» (ложь) и единиц «1» (истина), которые также называются логическими переменными. Выделяют следующие программные элементы работы компьютера:
  1. Входные данные: существуют различные формы ввода, такие как клавиатура и мышь, микрофон, веб-камера, сканер и др.
  2. Память / хранение: компьютер хранит все документы и файлы пользователя на жестком диске, а вот телефоны и бытовые приборы используют другие устройства – флэш-карты памяти.
  3. Обработка: она происходит с помощью процессора, которые спрятан глубоко внутри.
  4. Вывод: компьютер снабжается монитором, экран которого способен отображать графические данные, так же к ПК часто подключаются колонки для вывода аудиоинформации.

  Что такое «Мокапы» и как их использовать

Что же происходит, когда пользователь включает компьютер и запускает произвольную программу? Сначала программа, хранящаяся на жестком диске, загружается в оперативную память и сообщает процессору, какие дополнительные данные необходимо выгрузить в ОЗУ для дальнейшей работы, затем ЦПУ (центральное процессорное устройство) порционно обрабатывает взятую из ОЗУ информацию, выполняет сообщенные алгоритмы и действия, после чего результат выгружает обратно в оперативную память. Когда порции данных для обработки заканчиваются, итоговый результат загружается на жесткий диск и отправляется на хранение.

Например, пользователю необходимо сложить два числа А и В и получить число С. Входные числа будут определены в соответствующие ячейки ОЗУ, а еще одна будет задействована для фиксации результата С. Итак, можно выделить следующие шаги:

  1. Контрольный модуль микропроцессора выгрузит по очереди инструкции программы (в нашем случае ввод чисел А и В, их сложение и вывод суммы) и, согласно им, входные данные (числа А и В, представленные в двоичном коде). При этом число А будет рассчитано в первую очередь и помещено в ОЗУ.
  2. Число В будет отправлено непосредственно в арифметический логический модуль (АЛМ), где в дальнейшем и осуществится необходимая математическая операция.
  3. Получившийся результат зафиксируется в регистре ЦПУ в случае, если в программе не будет указания сохранить результат, или, если такие указания приводятся, то контрольный модуль поместит число С в ячейку ОЗУ.
  4. При закрытии программы результат ее выполнения сохраняется на жесткий диск компьютера.

Как работает компьютер?

Как работает компьютер?

Компьютеры стали неотъемлемой частью современного общества, находя применение во всех областях деятельности.

И если где-то на производстве, в медицине или других отраслях за функционированием компьютеров следят специалисты, то в быту их работа находится под ведомством обычных людей, зачастую не представляющих принцип действия данных устройств.

Знать принципы работы компьютера современному человеку будет, как минимум, полезно, так как он имеет с ним дело постоянно. Наша статья о том, как работают компьютеры, поможет вам устранить пробел в знаниях и повысить техническую грамотность в вопросах работы компьютеров.

Основные компоненты компьютеров

В первую очередь выделим основные компоненты, обеспечивающие функционирование компьютеров. В народе их зачастую называют «железом», но мало кто понимает, как именно эти компоненты работают. При этом отсутствие любого из них сделает работу вашего ПК невозможной.

• Блок питания, главным параметром которого является мощность и умение противостоять краткосрочным перепадам напряжения в сети.

Это единственный компонент, не участвующий в обработке информации, его единственная задача – преобразовать переменное напряжение в постоянное, которое требуется в качестве питания всем компонентам компьютера.

• Очень важный компонент с «говорящим» названием материнская плата является основой для размещения оперативной памяти, процессора и других компонентов, а также для связи их между собой посредством специальных шин-проводников.

Еще одна важная задача материнской платы – временное хранение данных, для этого на плате имеется постоянное запоминающее устройство• Насколько быстро ваш компьютер будет «думать» и выполнять поставленные задачи зависит от его процессора.

Данный компонент не зря называют «мозгом», потому что именно он совершает все вычислительные действия, являясь лишь не очень большой микросхемой, для которой требуется система охлаждения. Ведь при меньших температурах процессор работает лучше.

• Во время своей работы процессор находится в тесной связке с оперативной памятью, в которой хранится актуальная информация, требующаяся для вычислений. Именно благодаря оперативной памяти процессор направляется в своей работе в правильном направлении.

• Временную актуальную информацию оперативная память берет с жесткого диска, благодаря большой емкости являющегося хранилищем данных. Причем, по сути это даже не один, а целая система дисков с файловой системой, определяющей, где и как именно записывается информация на носителе данных.

• Большое влияние на работу и производительность компьютера оказывает видеоадаптер, который отвечает за вывод изображения на экран монитора. Современные компоненты такого вида наделены собственной оперативной памятью и процессором, что значительно улучшает их возможности. Бывают и встроенные в материнскую плату видеоадаптеры, но их производительность заметно ниже.

Такие компьютеры точно не «потянут» мощные графические редакторы или современные игры.• Для управления компьютером используются такие компоненты, как мышь и клавиатура. Именно они позволяют пользователю вводить данные и давать команды на выполнение процессору и другим компонентам.

• Для вывода результатов обработки данных в компьютере предусмотрен монитор.

Он необходим для удобства пользователей, хотя и никак не влияет на происходящие внутри компьютера процессы.

Принцип действия компьютера

Зная, какие задачи решают основные компоненты, проще представить принцип действия компьютера.

• При запуске установленной программы старт делается с жесткого диска, после чего в дело вступает оперативная память, дающая команду процессору.

• Приняв команду, «мозг» компьютера обрабатывает поступающие данные и возвращает полученный результат в оперативную память.

• Оттуда обработанная информация вновь возвращается на жесткий диск, где и сохраняется.

Как видите, для функционирования компьютера одних только основных компонентов (аппаратной части) недостаточно, требуются еще и программы (софт). Именно программы задают алгоритмы работы компьютера, служа для него инструкциями с подробным описанием последовательности действий или команд.

Причем компьютеры видят эти описания исключительно на языке чисел, а также логических и математических операций. Все данные, которые хранятся на жестком диске, представлены там в виде числовых описаний.

Причем аппаратные элементы понимают лишь информацию в виде двоичных чисел, в то время как в повседневности мы используем десятичную систему измерений.

Чтобы было понятно, приведем пример: 0 и 1 самодостаточны и в преобразовании не нуждаются, число 2 компьютер видит, как комбинацию цифр 10, 3 для него – 11, число 4=100 и так далее. Для букв этот принцип тоже действует, надо лишь обозначить порядковый номер в алфавите и записать его двоичным числом.

Благодаря двоичной системе создатели компьютеров значительно упростили задачу по обработке и хранению информации.

Это же привело к появлению единиц хранения данных под названием «бит» – тот объем информации, который может быть выражен одним нулем или единицей. Например, «нет или да», «выключено или включено» и другие простейшие вопросы.

Но столь простые вопросы встречаются редко, поэтому и стали использовать байты – информацию, группирующуюся из 8 бит.

Заключение

Как видите, для функционирования компьютера необходимо выполнение многих условий. При этом его принцип действия максимально прост и основан на упрощенной системе исчисления.

В некоторых случаях компьютер может работать, но для пользователя этого будет недостаточно, так как одних лишь электрических процессов в исправной аппаратной части не хватит, чтобы начать работу с ним.

Это лишь физическое функционирование, но «жить» компьютер начинает после установки программного обеспечения. Только после этого наступает логический этап в жизни компьютера, который знаком каждому.

Источник

Урок 3. Как работает компьютер

Как работает компьютер?
Сергей Бондаренко        страница » IT-Уроки        107 комментариев

Для успешного «общения» с компьютером вредно воспринимать его как черный ящик, который вот-вот выдаст что-то неожиданное. Чтобы понимать реакцию компьютера на Ваши действия, нужно знать как он устроен и как работает.

В этом IT-уроке узнаем, как работает большинство вычислительных устройств (к которым относятся не только персональные компьютеры).

Во втором уроке мы разобрались, что компьютер нужен для обработки информации, её хранения и передачи. Посмотрим же, как происходит обработка информации.

Как хранится информация на компьютере

Компьютер хранит, передаёт и обрабатывает информацию в виде нолей «0» и единиц «1», то есть используется двоичный код и двоичная система счисления.

Например, десятичное число «9» он видит как двоичное число «1001».

В виде нолей и единиц хранятся и все данные, которые необходимо обработать, и все программы, которые руководят процессом обработки.

Например, фотографию компьютер видит так (только первые две строчки файла из 527 строк):

Так человек видит изображение:Компьютер видит набор «0» и «1»(первые две строчки файла):
1111 1111 1101 1000 1111 1111 1110 00000000 0000 0001 0000 0100 1010 0100 01100100 1001 0100 0110 0000 0000 0000 00010000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 00010000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 00001111 1111 1101 1011 0000 0000 0100 00110000 0000 0000 0011 0000 0010 0000 00100000 0011 0000 0010 0000 0010 0000 0011

 А текст для компьютера выглядит так:

Человек видит текст:Компьютер опять видит набор «0» и «1»:
IT-uroki.ru0100 1001 0101 0100 0010 1101 0111 01010111 0010 0110 1111 0110 1011 0110 10010010 1110 0111 0010 0111 0101

Сегодня мы не будем разбираться в тонкостях вычислений и преобразований, посмотрим на процесс в общем.

Где хранится информация

Когда информация занесена в компьютер (записана), то она хранится на специальном устройстве – накопителе данных. Обычно накопитель данных – это жесткий диск (винчестер).

Жестким диском это устройство называется из-за конструкции. Внутри его корпуса находится один или несколько твердых блинов (металлических или стеклянных), на которых и хранятся все данные (текстовые документы, фотографии, фильмы и т.д.) и установленные программы (операционная система, прикладные программы, как Word, Excel, и др.).

Жесткий диск (накопитель данных) хранит программы и данные

Информация на жестком диске хранится и после выключения компьютера.

Подробнее об устройстве жесткого диска мы узнаем в одном из следующих IT-уроков.

Что обрабатывает всю информацию в компьютере

Основная задача компьютера – обрабатывать информацию, то есть выполнять вычисления. Большую часть вычислений выполняет специальное устройство – процессор. Это сложная микросхема, содержащая сотни миллионов элементов (транзисторов).

Процессор – обрабатывает информацию

Что в данный момент времени делать процессору говорит программа, она указывает, какие данные необходимо обработать и что с ними нужно сделать.

Схема обработки данных

Программы и данные загружаются с накопителя (жесткого диска).

Но жесткий дискотносительно медленное устройство, и если бы процессор ждал, пока будет считываться информация, а потом записываться после обработки обратно, то он бы долго оставался без дела.

Поэтому между процессором и жестким диском установили более быстрое запоминающее устройство – оперативную память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Это небольшая печатная плата, на которой находятся быстрые микросхемы памяти.

Оперативная память – ускоряет доступ процессора к программам и данным

В оперативную память заранее считываются с жёсткого диска все необходимые программы и данные. Во время работы процессор обращается к оперативной памяти, считывает команды программы, которая говорит какие данные нужно взять и как именно их обработать.

При выключении компьютера содержимое оперативной памяти не сохраняется в ней (в отличие от жесткого диска).

Процесс обработки информации

Итак, теперь мы знаем, какие устройства участвуют в обработке информации. Посмотрим теперь на весь процесс вычислений.

Анимация процесса обработки информации компьютером (IT-uroki.ru)

Когда компьютер выключен, все программы и данные хранятся на жестком диске. При включении компьютера и запуске программы, происходит следующее:

1. Программа с жесткого диска заносится в оперативную память и сообщает процессору, какие загрузить данные в оперативную память.

2. Процессор поочередно выполняет команды программы, порциями обрабатывая данные, взяв их из оперативной памяти.

3. Когда данные обработаны, результат вычислений процессор возвращает в оперативную память и берет следующую порцию данных.

4. Результат работы программы возвращается на жесткий диск и сохраняется.

Описанные шаги показаны красными стрелками на анимации (эксклюзивно от сайта IT-uroki.ru).

Ввод и вывод информации

Чтобы компьютер получил информацию для обработки, её нужно ввести. Для этого используются устройства ввода данных:

  • Клавиатура (с помощью неё мы вводим текст и управляем компьютером);
  • Мышь (с помощью мыши мы управляем компьютером);
  • Сканер (заносим изображение в компьютер);
  • Микрофон (записываем звук) и т.д.

Для вывода результата обработки информации используются устройства вывода данных:

  • Монитор (выводим изображение на экран);
  • Принтер (выводим текст и изображение на бумагу);
  • Акустические системы или «колонки» (слушаем звуки и музыку);

Кроме того, мы можем вводить и выводить данные на другие устройства с помощью:

  • Внешних накопителей(с них мы копируем уже имеющиеся данные в компьютер):
    • флэшка,
    • компакт-диск (CD или DVD),
    • переносной жесткий диск,
    • дискета;
  • Компьютерной сети (получаем данные с других компьютеров через Интернет или городскую сеть).

Если в нашу схему добавить устройства ввода-вывода, то получится вот такая диаграмма:

Ввод, обработка и вывод данных

То есть компьютер работает с ноликами и единичками, а когда информация поступает на устройство вывода, она переводится в привычные нам образы (изображение, звук).

Подводим итог

Итак, сегодня мы вместе с сайтом IT-uroki.ru  узнали, как работает компьютер. Если кратко, то компьютер получает данные с устройств ввода (клавиатура, мышь и т.д.

), заносит их на жесткий диск, затем передает в оперативную память и обрабатывает с помощью процессора.

Результат обработки возвращается сначала в оперативную память, затем либо на жесткий диск, либо сразу на устройства вывода (например, монитор).

Урок 1: Что такое компьютер? Устройство компьютера

Как работает компьютер?

Что такое компьютер? Виды компьютеров

Какие виды работ выполняет компьютер?

Устройства компьютера

Что такое процессор?

Устройства ввода и вывода информации в компьютер

Виды памяти компьютера

Что такое видеокарта?

Что такое системный блок и для чего он нужен?

В XXI веке компьютеры встречаются во всех сферах нашей жизни. Почти в каждом доме есть компьютер, но как он работает?

Что такое компьютер?

XXI век – это время невероятных открытий. Время мобильных телефонов, Интернета. Время, когда услуги и товары приходят в нашу жизнь и наш дом через онлайн-сервисы. Когда появился сотовый телефон, были не только поклонники этого устройства, но и противники. А сегодня гаджеты незаменимы.

Прародителем этих изменений стал компьютер. Дадим определение.

Компьютер – универсальное электронное устройство для обработки данных. Универсальный он потому, что способен осуществлять поиск, обработку, передачу и хранение различных сведений из мира информации.

Виды компьютеров

Благодаря различиям во внешнем виде, а также возможностям и предназначениям выделяют следующие виды персональных компьютеров: настольные и переносные.

К переносным компьютерам относятся ноутбуки. Они могут работать где угодно, имеют маленькие размеры и вес. Можно решить, что они гораздо лучше стационарных, однако это не совсем так. Во-первых, ноутбуки существенно дороже обычных компьютеров. А во-вторых, без подключения к электричеству они работают не более 10 часов.

Применение компьютера в современной жизни

Применение компьютера в различных сферах способно адаптировать умственные нагрузки человека к большим объемам информации. Это помощник как для школьника, так и для специалиста любой профессии. Компьютеры помогают регулировать работу медицинских учреждений, магазинов, образовательных учреждений, киностудий, научных лабораторий, банков и типографий.

Примеры применения компьютеров в быту:Функции компьютера:
  • стиральная машина с электронным управлением;
  • медицинские приборы домашнего пользования (например, тонометр);
  • «умный» холодильник;
  • система охраны;
  • система освещения;
  • система расхода электроэнергии;
  • отопительная система;
  • онлайн-заказ услуг;
  • автоматизированное управление микроклиматом;
  • образование, досуг и хобби.
  • рисовать;
  • управлять объектами;
  • проводить профилактику и диагностировать болезни;
  • измерять загрязненность атмосферы;
  • собирать гидрометеоданные;
  • воспроизводить высококачественный звук и фильмы;
  • читать и анализировать данные различного содержания;
  • выходить в международную сеть Интернет;
  • находить нужные сведения.

Применение компьютера в современной жизни связано с решением разных задач. Например, можно создать специальную мультимедийную программу при помощи приложения PowerPoint. Результат можно применить для создания:

  • графической продукции (стилизации, специальная обработка, 3D – графика и т.д.);
  • мультипликационных фильмов;
  • аудиозаписей и их обработка;
  • видеоклипов;
  • телевизионных эффектов;
  • работа с тренажерами. 

Примеры применения компьютеров в различных сферах вытекают из возможностей компьютера:

Счет и черчение на компьютере позволяет совершать Расчеты → Выполнять чертежи → Изготавливать детали по готовым чертежам на станках с числовым программным управлением → так появляются автоматические линии → Создаются цеха – автоматы → и даже заводы – автоматы.

Печать текста → создание статей → создание газет и журналов → выпуск книг.

Рисование → оформление газет и журналов → оформление буклетов → типографические работы рекламного характера.

Рисование → движение рисунков → мультипликация → эффекты в художественных фильмах.

Обработка звука → синтезаторы звуков → аудиозаписи → видеоклипы.

Игры → тренажеры → стендовые тренажеры (самолетные, ракетные и т.д.)

Устройства компьютера

Из каких основных устройств состоит персональный компьютер? Давайте ответим на этот вопрос.

Компьютер состоит из следующих устройств:

устройства ввода информации в компьютер (микрофон, мышь, джойстик, клавиатура, сканер);

устройство обработки (процессор);

устройства вывода (наушники, монитор, колонки, принтер);

устройства хранения (жесткий диск, оперативная память).

Что такое процессор?

Дадим определение процессору. Процессор – устройство, управляющее вычислениями, от него подаются команды всем частям компьютера.

Тактовая частота процессора, разрядность, и адресное определяют характерные особенности процессора.

Частота процессора определяет быстродействие компьютера, это объем операций, производимых за 1 секунду. Единица измерения – мегагерцы.

Разрядность процессора влияет на производительность. Высокая разрядность дает высокую производительность. 

Если заглянуть в открытый системный блок современного компьютера, то ты вряд ли смог увидеть процессор, он изолирован системой охлаждения. Для охлаждения используются кулер и радиатор.

Адресное пространство – диапазон адресов памяти, с которыми работает процессор при решении задач.

Следующий вопрос, что такое ядро процессора?

Ядро процессора – это устройство, которое выполняет все логические и арифметические операции, и содержит следующие функциональные блоки:

  • переключение между задачами,
  •  получение и передача команд,
  •  распределение нагрузок между блоками,
  •  сохранение результатов.

Количество ядер в процессоре позволяет параллельно решать несколько задач без потери скорости на их выполнение.

Процессор занимает главенствующее положение среди всех остальных устройств.

Устройства ввода и вывода информации в компьютер

Основными устройствами ввода и вывода информации в компьютер являются: клавиатура, мышь, монитор, колонки.

Что такое компьютерная мышь?

Мышь — это внешнее устройство компьютера. С помощь мыши пользователь компьютера оперирует другими устройствами, выбирает пункты меню, двигает указатель, рисует фигуры путем нажатия сигнальных клавиш.

Существуют следующие виды мыши для компьютера: проводные и беспроводные мыши. Беспроводные мыши обладают большей мобильность, однако, нуждаются в источнике питания.

Геймер, человек, играющий в видеоигры, внимательно относится к выбору мыши. Подбирать мышь геймеру стоит по руке и отвечая на вопрос: «Во что я буду играть?». Можно уверенно не рекомендовать геймеру беспроводные мыши, так как батарейка может сесть во время онлайн-игры.  

У ноутбука есть дополнительное устройство тачпад, которое выполняет роль компьютерной мыши. Это сенсорная панель, встроенная в ноутбук. При наличии тачпада отсутствие мыши (или ее плохая работа, заторможенность) на ноутбуке не является проблемой.

Что такое клавиатура?

Это устройство ввода информации в компьютер, которое позволяет осуществлять ручной ввод данных, отдавать команды, двигать курсор по экрану. Помогают в этом клавиши с буквами, цифрами и символами. Вне зависимости от внешнего вида все клавиатуры устроены примерно одинаково: на печатной плате располагаются кнопочные устройства, соответствующие расположению реальных клавиш.

Виды клавиатур для компьютера различны, одна из последних разработок – световая клавиатура, которая выглядит как небольшой прибор и устанавливается на столе.

Джойстик

Дополнительное устройство компьютера джойстик используется для обучения специальным программам, а также для компьютерных игр. Джойстики могут быть двух видов: настольные и ручные. Джойстик можно наклонять в любую сторону. Если джойстик наклонить вправо, то объект на экране будет двигаться вправо, если влево – то влево, если от себя – то вверх, а если к себе – то вниз.

Сканер

Сканеры – внешние устройства компьютера, делятся на ручные и планшетные. Ручной сканер можно увидеть в супермаркетах, его используют для считывания штрих-кода. Сканер считывает напечатанные на бумаге данные. Данные со сканера в электронном виде можно использовать для дальнейшей работы.

(Источник)

Колонки, наушники и микрофоны

Являются внешней частью акустической (звуковой) системы. Их характеристики определяют качество воспроизводимого звука.

Все виды колонок устроены достаточно просто и представляют собой коробки, в которые установлены один или несколько динамиков. Если динамик один, то звук проходит через него полностью, не разделяясь на частоты.

Соответственно, если звуки разделить по группам частот и направить каждую группу в соответствующий динамик, то получится более чистое и красивое звучание. В современных звуковых системах каждая группа частот направлена в свою колонку.

Это сделано для того, чтобы не возникали посторонние шумы и скрипы.

Наушники не являются важным устройством при пользовании домашним компьютером. Они могут понадобиться, если ты желаешь ощутить звуковые эффекты на полную мощность, или прослушивать музыку, не мешая окружающим.

Микрофон может понадобиться в случае, если у твоего компьютера имеется специальное устройство, позволяющее воспринимать ые команды.

Монитор

Что такое монитор? Это устройство вывода информации, отображающее зрительную информацию, а также происходящие процессы. Монитор позволяет увидеть, что происходит при движении мыши или нажатии клавиш.

Выделяют несколько видов мониторов для компьютеров. Мониторы предыдущего поколения, на основе электронно – лучевой трубки, напоминают телевизор. Самыми востребованными стали жидкокристаллические мониторы.

Их отличают небольшой размер и вес.

Последняя новинка – монитор с теплочувствительным (сенсорным) экраном.

Недавно ученые разработали гибкие мониторы, изображение на которых создается с помощью живых молекул, расположенных между двумя слоями тонкой пленки и изменяющих свою структуру под воздействием электричества.

Принтер

Принтер печатает найденные или полученные сведения на бумаге. Наименований принтеров сегодня уже сотни. Они делятся на матричные, струйные и лазерные. Каждый из этих видов может иметь свои особенности и дополнительные функции.

Когда компьютеры только появились, многие думали, что в скором времени работа с бумагами станет ненужной, а вся информация будет храниться на дисках. Однако, бумажные распечатки остаются самыми надежными, а принтеры еще долго будут оставаться важным устройством.

 
(Источник)

Виды памяти компьютера

К видам памяти компьютера относятся оперативная память и жесткий диск.

Оперативная память — это разновидность внутренней памяти компьютера, представляющая собой плату с рядом микросхем, которая хранит данные во время работы компьютера. Чтобы решить все поставленные задачи, необходим хороший объем оперативной памяти.

Жесткий диск, или винчестер, – это устройство памяти компьютера, которое позволяет долговременно хранить данные. При выключении питания потеря данных на винчестере не происходит.

Винчестер получил такое название, потому что первый жесткий диск был рассчитан на два устройства емкостью 30 мегабайт каждое. Обозначение такого диска записывалось 30/30 каждое, что соответствовало обозначению известного охотничьего ружья винчестер. Это название очень понравилось компьютерщикам и быстро прижилось.

Минимальной единицей является бит памяти.

Устройствами внешней памяти компьютера являются переносной жесткий диск, карты памяти, CD, DVD.

Что такое видеокарта?

Чтобы информация, поступающая в компьютер, могла быть представлена в виде изображений, необходима видеокарта. Что делает видеокарта? карта управляет работой монитора, создает на нем изображение по инструкции, получаемой от процессора. Современным компьютерам требуются на столько мощные видеокарты, что их приходится оснащать системой охлаждения.

Что такое системный блок и для чего он нужен?

Сердцем компьютера является системный блок, который нужен для совмещения основных и дополнительных компонентов компьютера.

Системный блок объединяет в корпусе блок питания, видеокарту, дисковод, винчестер, материнскую плату, различные порты и оперативную память.

У ноутбуков системный блок совмещен с клавиатурой, а порты для подключения располагаются сбоку.

 Изображения взяты с фотостоков: unsplash.com и freenagestock.com

Зачем мне это?

Типичный пример из жизни. Перестал грузиться компьютер. После заставки от производителя материнской платы появляется надпись примерно такого содержания: «Hard disk drive failure». Десяток включений и выключений ПК эффекта не дали.

Снятие боковой крышки и осмотр внутренностей тоже ни к чему не привели – вроде все цело, блестит и крутится, а грузиться не хочет! Выход один – собираться в поход к специалисту, ибо компьютер стал членом семьи, незаменимым помощником, окном в большой мир и без него жизнь сера и уныла.

Придя к мастеру и объяснив ситуацию, в большинстве случаев вы услышите: «Оставляйте, зайдете завтра-послезавтра».

Появившись в назначенное время и заплатив энную сумму за ремонт (иногда очень немаленькую), вы счастливый и радостный летите домой, чтобы быстрее окунуться в мир «Майнкрафта» или сходу ввязаться в жаркие споры на вашем любимом форуме. При этом вы совершенно не подозреваете, что вся проблема лечилась в течение двух секунд после открытия корпуса.

Достаточно было только надавить на HDD-кабель, чтобы он плотнее вошел в гнездо на жестком диске. От постоянной вибрации он самопроизвольно чуть-чуть вышел из разъема. Этого оказалось достаточно для потери контакта. Вот и все.

Почему возникла подобная ситуация, в которой вы выступаете обманутой стороной? Ответ однозначный. Ваше полное незнание принципов работы и устройства PC привели к такому печальному финалу.

Когда у вас отключается утюг, первое, что вы делаете, – это проверяете шнур питания: не выскочил ли он из розетки. Почему вы не сделали то же самое в описанном случае? Ответ мы дали двумя предложениями выше.

Поэтому в данной статье мы проведем маленький ликбез на тему принципов работы компьютера и его устройства, чтобы в будущем вы никогда не попадали в подобное положение.

Компоненты

Для начала коротко и как можно проще опишем основные компоненты, входящие в состав ПК. Мы не включили в нашу подборку многие дополнительные устройства.

Это выходит за рамки основной идеи статьи – разложить по полочкам принцип работы персонального компьютера. В основном перечислены те узлы, без которых невозможно на нем работать. В виде исключения добавлены только описания аудио, мыши и корпуса.

Без них, конечно, можно обойтись. Однако в этом случае ни о какой комфортной работе говорить не приходится.

Процессор (CPU – Central Processing Unit)

Сердце и мозг компьютера. Вся обработка информации ложится на этот кусочек кремния (процессор изготавливается из этого минерала). Он принимает решения, он отдает команды. В общем, настоящий генеральный директор.

Примечание. Следует учитывать, что процессор – очень горячий парень. Поэтому дополнительное охлаждение этого большого начальника обязательно.

Оперативная память (ОП)

Почти полностью соответствует своему названию. С маленькой поправкой. В отличие, например, от человеческой памяти, информация в оперативке находит только временное прибежище.

Ровно настолько, насколько это нужно гендиректору. Запомните – связка CPU и ОП неразрывна. Любая информация помещается сначала в ОП и только потом считывается процессором.

И наоборот – от процессора в оперативную память, а дальше уже по назначению.

Напрямую процессор общается только с различными контроллерами.

карта (адаптер, VC)

Глазной нерв ПК. Именно он превращает фантастические сны процессора в реальные зрительные образы.

Жесткий диск (винчестер, HDD)

Склад, база, хранилище – называйте, как хотите. Главное, чтобы отвечало основной идее, – место для хранения информации.

контроллер

Чип, кодек: названий много, суть одна – звуковой и слуховой аппарат. Конечно, для того чтобы прочувствовать (услышать) его работу, потребуются дополнительно колонки или наушники, но это уже детали.

Клавиатура и мышь

Компоненты, которые позволяют передавать наши желания компьютеру. Образно говоря, это продолжение наших рук, при помощи которых мы общаемся с нашим железным другом.

Материнская плата (motherboard, МВ)

Основа всего, планета, на которой расположены или связаны с ней через кабели, шлейфы все вышеперечисленные обитатели компьютера. Она как плодородная нива для фруктового сада. Она их питает и поддерживает, объединяет в одно сообщество.

Если MB заболеет, то заболеет весь ПК, и, к сожалению, очень часто ее болезнь грозит гибелью всему компьютерному коллективу, находящемуся в системном блоке (скачок напряжения, сжигающий материнскую плату, зачастую приводит к смерти всех узлов, подключенных к ней).

Блок питания (БП)

Источник энергии. Пожалуй, самый необходимый элемент. Без него просто ничего не запустится.

Системный блок (корпус)

Оболочка, в которую упакованы все вышеперечисленные компоненты. По большому счету, PC будет работать и без него, но это все равно что бегать по снегу босиком – холодно, мокро и неприятно, одним словом – некомфортно.

Монитор (может заменяться ТВ)

Тут все понятно. Без него мы просто не увидим, что хотел сказать нам ПК, и сами не сможем начать диалог.

Теперь, когда мы получили базовое представление об устройстве компьютера, можно приступать к изучению его работы. Постараемся проследить, как же все это взаимодействует.

Включение

Жизнь ПК начинается после того, как вы нажали кнопку питания на корпусе. Стартует БП, подключенный к общей электросети, он преобразует поступающие 220 В в нужные для компьютера: 3,3 В; 5 В; 12 В.

После этого ток бежит по проводам от БП к материнке, и она уже начинает распределять: кому что дать в первую очередь. Параллельно, независимо от МВ, получает питание в нашей схеме только HDD.

Потом начинается следующий этап.

Первичная загрузка

Само собой, первым включается в работу процессор. В отличие от реальной жизни, в компьютере без главного начальника не обойтись. CPU созванивается с микросхемой BIOS (basic input/output system — «базовая система ввода-вывода»), расположенной на MB, и получает от нее инструкцию по дальнейшим действиям.

Начинается самотестирование (POST), и заключается оно в следующем:

  • проверка наличия всех устройств, записанных в BIOS;
  • тестирование этих устройств на предмет правильной работы;
  • выполнение отдельных команд, находящихся во флеш-памяти этой важнейшей микросхемы.

Учтите, здесь дано очень краткое описание первоначальных шагов работы ПК. На деле их значительно больше и они гораздо сложнее. Но рядовому пользователю достаточно понимать смысл происходящего.

В ходе прохождения тестов одним из первых запускается видеоадаптер.

Через кабель он начинает выводить изображение на экран монитора, и мы можем воочию наблюдать дальнейшее тестирование, при соответствующей настройке в BIOS (по умолчанию обычно выводится заставка от производителя MB).

Закончив первоначальное тестирование и инициализацию всех устройств, подключенных к материнской плате, процессор приступает к загрузке операционной системы. Также следует знать, что практически с первых шагов все взаимодействие CPU с другими элементами ПК строится через оперативную память, поэтому от ее исправности, качества и скорости работы многое зависит.

Примечание. Если в процессе самотестирования возникают сбои и неполадки, компьютер сообщит вам об этом определенным звуковым сигналом. Значения таких сигналов можно легко найти в интернете или в специальной литературе.

Загрузка операционной системы

Итак, первоначальный опрос и проверка прошли успешно. Можно вплотную заняться тем, ради чего все затевалось, – запуском ОС.

CPU считывает из BIOS, какое устройство стоит первым в списке загрузки (в нашей схеме оно одно – это HDD), и начинает искать код загрузки MBR (master boot record, главная загрузочная запись), который обычно находится в первом физическом секторе HDD.

То есть к работе активно подключается винчестер компьютера. На этом сфера влияния BIOS заканчивается, и в дело вступает MBR.

Этот товарищ обращается к загрузчику операционной системы, который тоже находится в первом секторе активного раздела жесткого диска. Уточним.

Первый сектор активного раздела совсем не обязательно будет являться первым сектором HDD физически.

После обработки данных с загрузчика ОС процессор дает отмашку на старт системных файлов, которые уже непосредственно входят в компетенцию операционной системы.

Вы можете сказать, мол, процессор не такой уж и большой начальник – он делает только то, что ему предписывают инструкции. Правильно. А где вы видели начальника, которому не нужны инструкции?

Работа с приложениями

Загрузив системные файлы в оперативную память (не забыли? все идет через ОП), процессор читает пути и действия, там прописанные, и, естественно, досконально их выполняет. В результате перед нами предстает привычный и хорошо обжитый интерфейс нашей ОС.

Работа в самой ОС, в общем-то, строится по тому же принципу, что и загрузочные действия. CPU получает коды-инструкции от приложений, обрабатывает их и выводит результаты на экран монитора. Конечно, все это мы рассказываем предельно упрощенно и примитивно.

На деле идет обработка огромных массивов информации, в которой участвуют все компоненты ПК. В оперативную память беспрерывно поступают данные, часть которых мгновенно выгружается (по использованию), а часть может оставаться в кеше до выключения компьютера.

К информации, записанной на магнитных пластинах жесткого диска, которые вращаются на бешеных скоростях (5200 и 7200 об/мин – сегодняшний стандарт), идут постоянные запросы от различных программ.

Полученная информация через оперативную память поступает в CPU, где, в свою очередь, проходит через сложнейшую архитектуру современных многоядерных процессоров, складываясь на выходе в четкое решение или команду.

Не отстает от всего этого столпотворения и видеокарта, имеющая свои CPU, не менее сложные, чем центральный процессор, и свою очень быструю память. Ведь конечный результат труда всего ПК появляется на мониторе, что без видеоадаптера просто невозможно.

Чтобы хоть приблизительно оценить объем работы только одного центрального процессора, приведем следующие показатели для далеко уже не нового представителя Intel – Core 2 Quad Q6600 (2400 МГц), имеющего в своем составе 4 ядра: в пиковой активности этот старичок успевает произвести 38,4 млрд операций в секунду. Наверное, человеческому мозгу осознать подобную цифру так же тяжело, как представить бесконечность Вселенной.

Подготовка к выключению

Ну вот, потихоньку, не спеша, мы подобрались к заключительному этапу работы компьютера – выключению. Правильное выключение компьютера должно быть азбукой для любого пользователя. Оно несложное. Закройте все программы и нажмите программную кнопку «Пуск», в появившемся меню щелкните на строчке «Завершение работы».

На этом ваше участие в завершении рабочего сеанса ПК закончится. Все остальное он сделает сам:

  • закроет приложения, действующие в фоновом режиме;
  • даст команду оперативной памяти о том, что «вечеринка закончена и пора убирать бутылки», это очистит оперативную память от резидентных программ (аккуратно сохранив данные) и различного мусора (тоже программного);
  • правильно остановит пластины HDD;
  • проведет еще целый комплекс по бережному отключению различных устройств, даже не подозревающих, что вот-вот погаснет свет;
  • ну и последним покинет зал видеоадаптер, щелкнув за собой выключателем.

Почему именно так следует выключать компьютер? Почему бы, например, сильно не напрягаясь, взять и выдернуть шнур из розетки, как у того же утюга? Нельзя. Компьютер не утюг и такое «варварское» выключение отзывается очень болезненно на его здоровье.

И если первоначально это и не будет заметно, то, будьте уверены, когда-нибудь оно – ухудшение самочувствия – обязательно себя проявит. Перечислим несколько причин, по которым не следует ставить компьютер в один ряд с утюгом.

Внезапное отключение питания приводит к следующим проблемам:

  • из оперативной памяти программы удаляются мгновенно, без всякого сохранения;
  • HDD замрет в том положении, в котором его застанет апокалипсис, а это нехорошо – он так устроен, что все движущиеся в нем детали должны останавливаться в строго отведенных для этого местах;
  • неожиданное исчезновение электричества пагубно сказывается на различных микросхемах, конденсаторах и т. д.

Известны случаи, когда резкое отключение ПК приводило к физическому выходу из строя отдельных комплектующих. Вывод один: НИКОГДА не отключайте компьютер путем «выдергивания шнура из розетки».

Теперь, когда вы знаете, как работает компьютер, общение с ним станет значительно более продуктивным. Когда он замрет на несколько секунд, шурша винчестером, вам не нужно будет беспокойно ерзать на стуле. Вы будете знать, что компьютер не завис и не умер.

Просто идет обмен данными между процессором и жестким диском или, говоря более понятным языком, – компьютер напряженно думает, как наиболее правильно и точно решить поставленную перед ним задачу.

Не удержимся и закончим статью лозунгом: «Взаимопонимание между человеком и умной машиной – залог долгого и продуктивного сотрудничества». Удачи!
Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.