Как работает пк: Как работает компьютер?

Содержание

Как работает компьютер?

ALMAMAT – образовательный IT-стартап, обучающий по методологии Crowd Learning & Lean Education. Обучение в ALMAMAT ориентировано на быстрое трудоустройство/аутсорсинг. Блог компании помогает новичкам сориентироваться в мире IT. В одном из предыдущих IT-ликбез постов мы разбирались с устройством компьютера. Сейчас посмотрим, как в общих чертах работает компьютер.

Компьютер – буквально «вычислитель»

Он производит последовательности вычислений и так манипулирует данными. Вычисление – это математическое преобразование входящего потока данных в исходящий.

Компьютер выполняет инструкции программ. Для этого он обрабатывает заданную изменяемую последовательность операций.

Два вопроса. Что собой представляет информация? Как ее обрабатывает машина?

Программы пишут на высокоуровневых языках программирования. Это когда текст исходного кода похож на строки англоязычного текста. Читая качественный исходный код, программист может сразу понять, что это и как работает. Компьютер читает программу по-своему. Софт под называнием транслятор (это может быть компилятор или интерпретатор) переводит понятный человеку код высокого уровня в машинный код (то есть команды из последовательностей единиц и нулей). Компиляция кода производится под особенности операционных системы, поэтому вас и спрашивают про ОСь перед загрузкой установочного файла.

Современные компьютеры массового рынка представляют информацию в виде двоичного кода (бинарного), состоящего из битов информации – 1 и 0. Бит отражает значение сигнала: 1 или 0, да или нет, истина или ложь, включено или выключено, заряжено или разряжено, есть ток или нет тока и т. д.

Как работают жесткий диск, процессор и оперативная память?

Постоянно все файлы и программы хранятся на жестком диске, накопителе информации. Его еще называют HHD и винчестер. Под корпусом 3 элемента:

1. Электромотор

Он непрерывно вращает диск с высокой скоростью, пока компьютер работает в любом режиме.

2. Непосредственно круглый жесткий диск (или несколько)

С сотнями тысяч дорожек для хранения данных и 12 секторами. Он сделан из металлического сплава и покрыт ферромагнитным слоем (с магнитными свойствами).

3. «Коромысло» / Шпиндель


Его головка намагничивает ферромагнитный слой: считывает и записывает информацию. Управляет коромыслом интегральная схема снаружи корпуса.

Как все записывается на жесткий диск? При подаче электрического тока жесткий диск движется под головкой шпинделя. В зазоре возникает магнитное поле. Головка намагничивает миллиарды микроскопических областей кристалла в ферромагнитном слое – ячейки памяти. В зависимости от электрического сигнала их «магнитный момент» оказывается в состоянии 1 или 0.

Мы вернулись к тому, с чего начали. Абсолютно все, что вы делаете, машина воспринимает как биты информации (1 или 0), как команды в виде двоичного (бинарного) кода. Что такое 1 и 0 в машинном коде? Заряженная ячейка памяти или разряженная.

Программы, загружаемые с винчестера, дают команды процессору (микросхеме с кремниевыми транзисторами). Он делает вычисления и возвращает информацию. Но не напрямую, а через оперативная память (запоминающее устройство, ОЗУ). Она временная, сбрасывается при отключении электропитания, потому что конденсаторы ОЗУ быстро теряют электрический заряд.

Широко используется сегодня модуль DRAM, разновидность устройства оперативной памяти. Это микросхема со множеством ячеек, где временно хранится информация. У них есть адреса, по которым обращается процессор. В записи информации участвуют конденсаторы и полупроводниковые транзисторы.

В основе работы оперативной памяти тоже физика: биты данных хранятся в заряженных или разряженных ячейках полупроводникового материала. Логические 1 и 0 – это изменяемое состояние конденсатора: есть заряд или нет заряда. Конденсатор в ячейке памяти – двухполюсное токопроводящее устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Зачем нужна оперативная память? Она хранит промежуточные данные запущенных программ. Без нее обмен между процессором и жестким диском был бы медленным. Если вы покупаете дешевый ноутбук с меньшей оперативной памятью, то потом узнаете, как медленно все «думает». От объема оперативной памяти зависит, сколько команд компьютер способен выполнять параллельно. На жестком диске данные хранятся постоянно, пока вы не сотрете их или не повредите диск. Оперативная память все забывает при выключении.

Координирует описанные процессы материнская плата, к которой подключены и жесткий диск, и оперативная память, и процессор.

Не надо пугаться того, что все это физика, электроника и математика. Можно в общих чертах один раз составить представление о том, как работает «магия» IT – информационных технологий. Как сформулировал писатель-фантаст Артур Кларк в одном из Трех законов Кларка, «любая достаточно развитая технология неотличима от магии». В следующем посте ALMAMAT Blog расскажет, то такое полупроводники. almamat blog

Здесь можно почитать, как устроен компьютер:

Как устроен компьютер?
IT-ликбез. Организм

Как работает компьютер

Подавляющее большинство пользователей компьютеров даже не задумывается о том, как он работает. Конечно, совсем не обязательно знать все технические аспекты ПК, однако стоит разбираться в основных принципах работы устройств.

Любой персональный компьютер делится на две составляющие: аппаратная  и программная.

К программной части относится все, что установлено на компьютере и используется для комфортной работы с ним. Это операционная система (ОС), драйвера и другое программное обеспечение. С помощью ОС и ее удобного интерфейса производится взаимодействие между аппаратной частью и пользователем. Драйвера необходимы для правильной работы подключенных устройств, таких как видеокарта, материнская плата и т.

п. 

Аппаратная часть подразумевает все реальные устройства, которые подключены в одну систему. Сюда входит монитор, системный блок и его внутренности, а также вспомогательные компоненты: наушники, колонки, мышь, клавиатура, принтер и т.д. 

Если разбираться в теме поверхностно, то можно сказать, что принцип работы ПК заключается во взаимодействии между аппаратной и программной частью с помощью привычных для пользователя инструментов. Однако за этим стоит множество самостоятельных систем, представляющих общую картину.

Программный принцип 

Как говорилось ранее, программная часть компьютера подразумевает различное программное обеспечение, которое обладает определенными функциями и устанавливается на компьютер для их выполнения. 

Всего можно выделить 3 вида программного обеспечения: системное, прикладное и системы для программирования. Каждую из них стоит рассмотреть отдельно. 

Системное программное обеспечение является самым важным в работе компьютера и без него она невозможна. Главными представителями этой категории являются операционные системы, которые упоминались ранее. С их помощью выстраивается так называемый «диалог компьютера с пользователем», происходит управление устройствами и работа с файлами. Помимо этого, сюда входят различные утилиты и драйвера. 

Прикладная часть подразумевает приложения, которые предназначены для выполнения каких-либо определенных задач. Например, это могут быть текстовые редакторы, браузеры, видеоигры и т.п. Прикладное ПО делится на ПО общего назначения и специальное ПО. К последнему относятся математические, бухгалтерские и экспертные пакеты. Общее назначение подразумевает все остальные программы. 

Остается лишь одна категория ПО — системы программирования. Тут все предельно просто. Сюда входят различные среды разработки, которые позволяют создавать новые программы на языках программирования. Это языки программирования, системы трансляции и сервисные средства.

 

Аппаратный принцип 

Некоторые неопытные пользователи считают, что наиболее важными в компьютере являются процессор и оперативная память. Однако одинаково важны практически все компоненты системного блока. При отсутствии хотя бы одного из них работа ПК будет невозможна. 

Главным компонентом является материнская плата. К ней подключаются все остальные устройства: процессор, система охлаждения (кулер или другая), оперативная память, жесткий диск, блок питания. Без этих устройств компьютер невозможно будет даже включить. Также можно подключить видеокарту, дисководы, дополнительные вентиляторы для охлаждения и сетевой модуль. 

Стоит отметить различия между оперативной и долговременной памятью. Последняя хранится на жестком диске до тех пор, пока пользователь самостоятельно не удалит ее. Оперативная же память используется только во время работы компьютера и хранит в себе данные, которые необходимы пользователю в данный момент. После выключения ПК эта память полностью очищается. 

Существует возможность активировать режим гибернации. В этот момент все данные из оперативной памяти переносятся в долговременную. Это позволяет намного быстрее включить компьютер, поскольку не нужно загружать все вновь.

Включение всей системы 

Многие замечали характерный «писк» сразу после включения персонального компьютера. Этот звук оповещает пользователя о том, что все аппаратные устройства компьютера подключены и работают в штатном режиме. 

Таким образом, когда пользователь нажимает на кнопку «Power», питание подается на микросхему материнской платы, которая максимально оперативно тестирует все подключенные модули. В первую очередь, происходит проверка работоспособности видеокарты. После этого проверяется процессор, жесткий диск, оперативная память и прочие устройства. 

В BIOS можно выбрать подходящий вариант загрузки системы. Здесь выставляется порядок носителей, которые будут по очереди проверяться на наличие загрузочной записи, которая необходима для запуска операционной системы.  OS Windows может быть установлена на съемный диск, жесткий диск и даже на USB-флешку. 

После этого начинается загрузка операционной системы. Досистемный загрузчик, который реализован на аппаратном уровне, передает данные к загрузчикам 1 и 2 уровня. После этого происходит инициализация ядра системы, которое должно быть записано на загрузочном носителе. Если ядро не найдено, то ОС не запустится. Иначе, ядро загружается и управление всеми процессами ПК передается в руки операционной системы и пользователя. 

Операционная система полностью запущена и функционирует. Теперь начинается использование установленного программного обеспечения. В первую очередь, за это отвечает центральный процессор и оперативная память. Также задействуются драйвера устройств, которые используются программой. 

При запуске исполняемого файла через ядро системы в оперативную память переносятся сопутствующие компоненты из ПЗУ. Это могут быть динамические библиотеки, которые обрабатываются для работы приложения. Чем выше количество оперативной памяти, тем больше компонентов можно загрузить в нее. Тем самым увеличивается скорость их обработки и, как следствие, скорость работы всего компьютера и программ. 

После обработки компонентов в оперативной памяти система получает определенные команды взаимодействия, которые выполняет центральный процессор. После выключения программы все данные выгружаются из оперативной памяти, однако бывают и исключения. 

Некоторые приложения запрограммированы таким образом, что они постоянно находятся в оперативной памяти. В таком случае, при необходимости их нужно выключать автоматически. Например, сюда входят различные службы Windows, которые запускаются автоматически. 

Это лишь поверхностный разбор принципа работы персональных компьютеров. На самом деле, за этим скрывается огромное количество различных систем, в которых не так легко разобраться обычному пользователю. Однако в этом и нет необходимости. Рядовому владельцу ПК будет достаточно обладать и этой информацией, если он не планирует углубляться в детали.  

comments powered by HyperComments

Как работает ПК | Компьютерная грамотность с Надеждой

Все пользователи хоть раз в жизни сталкивались с тем, что их компьютер (ноутбук, планшет, смартфон, телефонов) неожиданно завис. Читать далее »

Изучение компьютерной грамотности напоминает бесконечное движение вперед без явного финиша. Только изучил что-то одно, нужно осваивать следующее. Читать далее »

Отдаленные от центра территории нередко называют периферией. Периферия бывает не только в обыденной жизни, но и в компьютерах. Читать далее »

Быстродействие компьютера или ноутбука во многом зависит от размера его оперативной памяти. И еще от того, насколько эта память заполнена в данный конкретный момент времени. Читать далее »

Стационарные компьютеры и мобильные устройства (ноутбуки, планшеты, мобильные телефоны) могут быть в двух состояниях:

  1. когда устройство включено и работает,
  2. либо когда устройство выключено и не работает.

Читать далее »

Неизбежно наступает время, когда привычный ноутбук ломается. Или устаревает настолько, что встает вопрос о его замене. Но мы ведь с ним столько времени провели вместе… Читать далее »

Кроме обычной реальности, которая сейчас происходит за окном (точнее, за экраном нашего компьютерного устройства), благодаря современным технологиям, появились иные «миры», а именно: смешанная реальность MR,  виртуальная VR и дополненная AR. Попробуем разобраться, что есть что.

Читать далее »

Голосовой поиск используют для того, чтобы задавать вопрос поисковой системе без использования клавиатуры. Эта технология давно используется на смартфонах и планшетах, где проще сказать фразу, чем набирать ее на экранной клавиатуре. Не все знают, что также имеется голосовой поиск на компьютере. Читать далее »

Если отвечать на вопрос, кто умнее: человек или компьютер, первое, что приходит в голову, – конечно, компьютеры способны получать и обрабатывать информацию намного быстрее нас (а именно, те самые миллионы операций в секунду). Читать далее »

Вопрос о том, что такое виртуальная реальность, рассмотрим, начиная с истории становления этого понятия, затем перейдем к существующему положению дел в этой сфере и, конечно, подведем итоги. Читать далее »

Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.


Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.

Видео YouTube


Программное обеспечение. Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.

Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.

Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.


Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

устройства ввода информации

устройства обработки информации

устройства хранения

устройства вывода информации.

 Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств

Базовая аппаратная конфигурация ПК.  Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется. 

Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств:

Системный блок

Монитор

Клавиатура

Мышь

Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер...

Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование.
Монитор — устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры.
Клавиатура — клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных.
Мышь — устройство «графического» управления.

Внутренние устройства персонального компьютера.
Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку — они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен — для обычной работы он не требуется.

Процессор. Микропроцессор — основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора — тактовая частота (измеряется в мегагерцах, МГц). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора. Так, например, при тактовой частоте 500 МГц процессор может за одну секунду изменить свое
состояние 500 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от тактовой частоты, но и от сложности операций.

Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», — оперативная память — с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования.

Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов — мегабайтах (Мбайт).

Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий.

Материнская плата. Материнская плата — это самая большая плата персонального компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, — так называемые шины. Различают шину данных, по которой процессор копирует данные из ячеек памяти, адресную шину, по которой он подключается к конкретным ячейкам памяти, и шину команд, по которой в процессор поступают команды из программ. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем — так называемый чипсет.

Видеоадаптер. Видеоадаптер — внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором.

По мере улучшения графических возможностей компьютеров область видеопамяти отделили от основной оперативной памяти и вместе с видеоконтроллером выделили в отдельный прибор, который назвали видеоадаптером. Современные видеоадаптеры имеют собственный вычислительный процессор (видеопроцессор), который снизил нагрузку на основной процессор при построении сложных изображений. Особенно большую роль видеопроцессор играет при построении на плоском экране трехмерных изображений. В ходе таких операций ему приходится выполнять особенно много математических расчетов.

В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.

Звуковой адаптер. Для компьютеров IBM PC работа со звуком изначально не была предусмотрена. Первые десять лет существования компьютеры этой платформы считались офисной техникой и обходились без звуковых устройств. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой.
Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. Отдельный разъем предназначен для подключения микрофона. При наличии специальной программы это позволяет записывать звук. Имеется также разъем (линейный выход) для подключения к внешней звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуре (магнитофонам, усилителям и т.п.).

Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски.
Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки.

Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 — 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.

Дисковод гибких дисков. Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными носителями данных.

Для записи и чтения данных, размещенных на гибких дисках, служит специальное устройство — дисковод. Приемное отверстие дисковода выведено на лицевую панель системного блока.

Дисковод CD-ROM. Для транспортировки больших объемов данных удобно использовать компакт-диски CD-ROM. Эти диски позволяют только читать ранее записанные данные — производить запись на них нельзя. Емкость одного диска составляет порядка 650-700 Мбайт.

Для чтения компакт-дисков служат дисководы CD-ROM. Основной параметр дисковода CD-ROM— скорость чтения. Она измеряется в кратных единицах. За единицу принята скорость чтения, утвержденная в середине 80-х гг. для музыкальных компакт-дисков (аудиодисков). Современные дисководы CD-ROM обеспечивают скорость чтения 40х - 52х.
Основной недостаток дисководов CD-ROM — невозможность записи дисков — преодолен в современных устройствах однократной записи — CD-R. Существуют также устройства CD-RW, позволяющие осуществлять многократную запись.

Принцип хранения данных на компакт-дисках не магнитный, как у гибких дисков, а оптический. 

Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.

Сетевой адаптер. Сетевые адаптеры необходимы компьютерам, чтобы они могли обмениваться данными между собой. Этот прибор следит за тем, чтобы процессор не подал новую порцию данных на внешний порт, пока сетевой адаптер соседнего компьютера не скопировал к себе предыдущую порцию. После этого процессору дается сигнал о том, что данные забраны и можно подавать новые. Так осуществляется передача.

Когда сетевой адаптер «узнает» от соседнего адаптера, что у того есть порция данных, он копирует их к себе, а потом проверяет, ему ли они адресованы. Если да, он передает их процессору. Если нет, он выставляет их на выходной порт, откуда их заберет сетевой адаптер очередного соседнего компьютера. Так данные перемещаются между компьютерами до тех пор, пока не попадут к адресату.

Сетевые адаптеры могут быть встроены в материнскую плату, но чаще устанавливаются отдельно, в виде дополнительных плат, называемых сетевыми картами.

                                     

 

Чем отличается игровой компьютер от обычного персонального компьютера

Выбирая компьютер, следует четко представлять, какие задачи будут на него возлагаться. Дело в том, что компьютер для игр существенно отличается своими характеристиками от простого офисного ПК. Игровые устройства собираются из специально разработанных комплектующих, обеспечивающих максимально быструю обработку информации во время игры. Отличаются они и эргономичным дизайном, и наличием дополнительных возможностей. Стоят игровые компьютеры, как правило, дороже. Но даже дорогой офисный ПК будет не столь эффективен при воспроизведении современной игры.

Рассмотрим более подробно отличительные характеристики компьютера, собранного специально для игр:

Игровой ПК должен характеризоваться особым быстродействием, поэтому интегрированная видеокарта для него абсолютно не подходит. Видеокарта для геймерских компьютеров должна быть ориентирована на обработку игровой графики. Наиболее соответствуют современным игровым движкам видеокарты с GPU GeForce. Они не только обеспечивают высокую скорость вычисления, но и оснащаются эффективным охлаждением, обладают способностью синхронизации с частотой монитора и другими дополнительными функциями.

Одним из способов обеспечения высокой скорости вычислений при ведении игры является многопоточность, обусловленная количеством ядер в процессоре. Поэтому мощные игровые ПК оснащаются 6-ти или 8-ми ядерными процессорами.

Для игровых компьютеров важным является не только объем оперативки, но и пропускная способность.  Добиться ее повышения можно, обеспечив работу в многоканальном режиме, позволяющем увеличить частоту кадров на 10% при одновременном снижении нагрузки на центральный процессор на 5–10%. Поэтому нецелесообразно устанавливать плату оперативной памяти на 32 ГБ, лучше использовать вместо нее две платы по 16 ГБ.

Игровые ПК подвергаются высокой нагрузке, потому нуждаются в эффективной системе охлаждения. В самых мощных компьютерах обычная охладительная система, состоящая из кулеров, не может эффективно справиться с поставленной задачей, поэтому в них устанавливаются системы жидкого охлаждения.

Дисплей для игрового компьютера должен характеризоваться высоким быстродействием и достаточной частотой. Оптимальное быстродействие обеспечивают мониторы, разработанные на TN-матрицах, обеспечивающие время отклика 1 мс. Но такой монитор рекомендуется приобретать, если ПК планируется использовать только для игры, так как обеспечиваемый ими угол обзора (160°) неудобен для работы или просмотра фильма. Чуть меньшее быстродействие, но при этом максимальный обзор обеспечит монитор на IPS-матрице.

Комфорт ведения игры зависит, в первую очередь, от удобства пользования клавиатурой и мышкой. Сегодня можно приобрести эти устройства, рассчитанные на определенные типы игр, а также геймпады и модульные клавиатуры, которые неудобны для работы в офисе.

Выбирая компьютер для игры, обязательно уточняйте перечисленные выше характеристики, тогда вам удастся подобрать устройство, на котором будет комфортно воспроизводить самую тяжелую современную игру.

Почему ваш ПК работает так медленно?

Почему ПК работает так медленно и как это исправить

Компьютер работает слишком медленно? Узнайте, в чем причина и как повысить быстродействие ПК.

Медленная работа компьютера может превратить в настоящую проблему даже самую простую задачу. К счастью, существует несколько способов ускорить ПК и повысить его производительность.

Узнайте, как ускорить работу компьютера и предотвратить снижение его производительности со временем.

Почему компьютер тормозит?

Операционной системе необходимо управлять ресурсами вашего компьютера (оперативной памятью, местом на диске, ресурсами процессора), распределяя их между всеми работающими программами. Снижать производительность ПК может уйма вещей, но обычно замедление связано с неэффективным использованием его ресурсов.

Вот несколько причин снижения скорости работы компьютера.

  • Нехватка оперативной памяти (ОЗУ)
  • Нехватка места на диске (HDD или SSD)
  • Старый или фрагментированный жесткий диск
  • Излишнее количество фоновых программ
  • Чрезмерное количество программ автозапуска
  • Устаревшие версии ОС Windows или драйверов
  • Вредоносные программы или вирусы
  • Особые эффекты и визуальные функции

Если ваш компьютер работает медленно, прочтите нашу статью, чтобы узнать, как устранить все эти проблемы.

Как заставить компьютер работать быстрее

Перезагрузите компьютер

Если компьютер работает медленнее, чем мог бы, в первую очередь стоит попробовать его перезагрузить.

Ваша операционная система отводит пространство в оперативной памяти программам, работающим на ПК. В определенный момент вся оперативная память оказывается занята, что приводит к замедлению работы, так как операционная система начинает использовать файл подкачки.

Файл подкачки — это файл, расположенный на вашем жестком диске, который операционная система использует для обработки данных работающих программ, когда оперативная память (обычно используемая для таких целей) полностью занята. Жесткие диски (HDD) и даже намного более быстрые твердотельные накопители (SSD) работают медленнее, чем оперативная память. Поэтому скорость работы ПК значительно снижается, когда ему приходится использовать файл подкачки.

Даже простое закрытие программ, работающих на компьютере, может помочь. Но перезапуск ПК позволяет решить и несколько других проблем. После перезапуска программы не продолжат работать в фоновом режиме (подробнее об этом сказано ниже), будут установлены обновления ОС Windows, могут быть исправлены некоторые досаждавшие вам ошибки (например, утечки памяти, из-за которых программы занимали больше оперативной памяти, чем нужно).

Если вы видите, что после перезапуска компьютера автоматически запускаются какие-либо приложения, низкая производительность ПК может быть вызвана программами автозапуска. Чтобы узнать о них больше и выяснить, как не позволить им замедлять работу компьютера, перейдите к разделу этого руководства, посвященному программам автозапуска.

Очистите жесткий диск

Заполненный жесткий диск снижает скорость работы компьютера, так как у операционной системы оказывается недостаточно свободного места для надлежащей работы. Вашей операционной системе (ОС) требуется дисковое пространство, чтобы использовать файл подкачки, предотвращать фрагментацию и создавать временные файлы (подробнее об этом речь пойдет ниже).

Чтобы предотвратить замедление работы из-за переполненного жесткого диска, оставляйте свободными хотя бы 500 мегабайт (МБ). Узнать, сколько свободного места у вас осталось, можно с помощью проводника. Откройте его и на левой навигационной панели нажмите пункт «Этот компьютер». Обычно основной диск называется «Windows (C:)». Но если у вас есть другие диски, на этом экране можно узнать, сколько места осталось и на них.

Даже если у вас есть несколько дисков, стоит оставлять по 500 МБ на каждом из них, чтобы помочь операционной системе эффективнее работать с хранящимися на них файлами.

Вот несколько советов, которые помогут очистить диск и повысить производительность ПК.

  • Очистите корзину. При использовании ПК в корзине скапливаются файлы. Поэтому периодическая очистка корзины поможет поддержать производительность на должном уровне. Дважды щелкните значок корзины на рабочем столе, щелкните правой кнопкой мыши в любом месте окна и выберите пункт «Очистить корзину». Можно также щелкнуть правой кнопкой мыши сам значок корзины.
  • Удалите ненужные программы. Ненужные и нежелательные программы могут занимать место на диске и снижать скорость работы ПК. Чтобы их удалить, откройте панель управления с помощью строки поиска Windows (для перехода к ней нажмите значок Windows в нижнем левом углу экрана) и нажмите пункт «Удаление программы» в разделе «Программы». С помощью открывшегося окна удалите программы, которые вам не нужны.

Как правило, можно безопасно удалять любые сторонние программы, такие как пакетные игры и приложения для камеры. Но если в названии программы указано Microsoft или есть слово «драйвер», будет разумным поискать в Интернете информацию о такой программе и выяснить, для чего она нужна, прежде чем ее удалять. Это убережет вас от случайного удаления компонентов, необходимых для работы операционной системы.

  • Очистите папку «Загрузки». Откройте проводник и выберите папку «Загрузки» на панели быстрого доступа слева. Переместите файлы, которые вам все еще нужны, в соответствующие папки (например, «Документы»), а затем просто удалите все остальное. Если вы регулярно не очищаете эту папку, загруженные из Интернета файлы будут накапливаться, занимать место на жестком диске и замедлять работу ПК.
  • Найдите и удалите временные файлы. Это файлы, которые операционная система и другие программы используют для хранения временных данных. Например, это могут быть файлы, которые программы загружают при установке обновлений. Постепенно временные файлы могут занять огромное пространство на жестком диске. Поиск таких файлов может оказаться непростой задачей. Обычно они находятся в скрытых папках, а определить, что можно безопасно удалить, не всегда легко. Чтобы перейти к основной папке с временными файлами, нужно закрыть все работающие программы, нажать сочетание клавиш Windows + R, ввести в появившемся окне %TMP% и нажать кнопку OK. Откроется папка, содержащая большинство временных файлов на вашем ПК. Однако в ней могут находиться и файлы, которые все еще используются программами и не должны быть удалены.

Лучший способ безопасно удалить временные файлы, которые уже не нужны вашему компьютеру, — воспользоваться CCleaner или похожей программой. Она выполнит всю работу в один клик.

  • Очистите кэш браузера и удалите файлы cookie. По мере использования Интернета накапливаются файлы cookie (данные, которые посещаемые вами сайты сохраняют у вас на компьютере) и кэш (веб-страницы, которые браузер сохраняет, чтобы увеличить скорость работы с сайтами). Если регулярно их не удалять, они могут занять значительное пространство на диске. В меню настроек большинства браузеров есть функция очистки таких данных. Дополнительные сведения о файлах cookie и кэше, а также о том, как удалять их в разных браузерах, вы найдете в наших статьях «Как очистить браузер от файлов cookie» и «Что такое кэш и зачем его удалять».

Как очистить браузер от файлов cookie

Если вам не удалось решить проблему с пространством на жестком диске, попробуйте перенести свои файлы и документы в облако, чтобы освободить место. Google Drive, Dropbox, OneDrive и другие подобные службы предоставляют несколько гигабайт (ГБ) для бесплатного хранения, а за ежемесячную оплату можно получить доступ к терабайтам (ТБ) свободного места. Эти службы позволяют не только очистить жесткий диск от данных и повысить производительность ПК, но и дают возможность получать доступ к файлам с любого компьютера или телефона с подключением к Интернету.

Для единовременной очистки корзины и папки «Загрузки», а также удаления временных файлов, кэша и файлов cookie из браузера можно воспользоваться программой CCleaner. Она быстро освободит пространство на жестком диске и повысит производительность ПК.

Дефрагментируйте жесткий диск

При удалении файлов с жесткого диска освобожденное пространство не является единым массивом. Место освобождается там, где находились удаленные данные. Поэтому оно разбито на множество фрагментов. Через некоторое время жесткий диск заполнится и начнут использоваться эти маленькие свободные фрагменты. В результате созданный документ или файл окажется разделен между разными сегментами диска. Компьютеру для работы с ним понадобится больше времени.

Дефрагментация жесткого диска упорядочивает разрозненные фрагменты данных на диске в доступные и хорошо организованные блоки. Если со временем скорость работы вашего ПК упала, с помощью дефрагментации можно ее увеличить. В частности, программы с файлами большого размера (видеоредакторы, игры и т. д.) вынуждают жесткий диск работать с фрагментами. В этом случае дефрагментация повысит производительность при использовании таких программ. Дополнительные сведения о преимуществах дефрагментации и инструкцию по ее выполнению на своем ПК см. в нашей статье «Как выполнить дефрагментацию компьютера». Чтобы дефрагментировать ПК без проблем, можно также воспользоваться специальным ПО, например инструментом Defraggler программы CCleaner.

Отключите фоновые программы

Медленная работа компьютера зачастую вызвана слишком большим количеством программ, работающих одновременно. Они занимают ресурсы процессора и снижают производительность ПК. Некоторые программы продолжают работать в фоновом режиме даже после закрытия или запускаются автоматически вместе с компьютером.

Чтобы увидеть программы, работающие на ПК в фоновом режиме, и узнать, сколько памяти и ресурсов процессора они занимают, откройте диспетчер задач. Для этого нажмите сочетание клавиш CTRL + ALT + DELETE.

Диспетчер задач ОС Windows 10 может открыться в упрощенном виде. В этом случае сначала нажмите кнопку «Подробнее» в нижней части окна.

Нажимая заголовки «ЦП», «Память» и «Диск», можно отсортировать работающие на компьютере программы по объему занимаемых ими ресурсов. Например, если на панели памяти значение близко к 100 % или достигает этого уровня, следует отсортировать программы по использованию памяти и закрыть ненужные.

Закрывать программы можно прямо в диспетчере задач. Для этого выберите программу и нажмите кнопку «Снять задачу» в нижнем правом углу. Но если вы не знаете, что делает программа, сначала стоит поискать информацию о ней в Интернете, чтобы случайно не остановить важные для операционной системы процессы.

Отключите программы автозапуска

Если компьютер стал работать медленнее, а времени для его загрузки требуется все больше, вероятная причина — избыточное количество программ, работающих при запуске ПК. Функция автоматического запуска вместе с компьютером есть у огромного количества программ. Это полезно, когда вы используете программу при каждом включении компьютера. Но если при запуске начинает работу слишком много программ, время загрузки ПК может серьезно увеличиться. А фоновая работа таких приложений отрицательно скажется на производительности.

В операционных системах Windows 8 и Windows 10, в отличие от ОС Windows 7, для управления программами автозапуска больше не требуется инструмент «Конфигурация системы». Теперь это можно делать прямо в диспетчере задач. Чтобы открыть его, нажмите сочетание клавиш CTRL + ALT + DELETE и выберите пункт «Диспетчер задач». Чтобы увидеть, какие программы автозапуска активны и какое воздействие они оказывают на время запуска и производительность ПК, щелкните вкладку «Автозагрузка» в верхней части окна.

Чтобы деактивировать автоматический запуск программы, выберите ее и в нижнем правом углу нажмите кнопку «Отключить». Не отключайте программы, которые действительно вам нужны, например антивирус и драйверы.

С помощью CCleaner можно также просто и безопасно управлять программами автозапуска на любом компьютере. Чтобы перейти к управлению программами автозапуска, откройте раздел «Инструменты» > «Автозагрузка» в приложении CCleaner. Затем просто нажмите кнопку «Отключить» рядом с программами, запуск которых при загрузке ПК вам не нужен.

Выполните сканирование на наличие вирусов и вредоносных программ

Вирусы и вредоносные программы замедляют работу зараженного ПК. Используйте актуальную версию антивируса и запускайте все виды сканирований, чтобы найти вирусы, которые могут снижать производительность вашего компьютера.

Увеличьте объем оперативной памяти

Оперативная память необходима компьютеру для хранения информации, которая используется операционной системой и программами непосредственно во время их работы. Этим она отличается от дисков (HDD и SSD), на которых программы и файлы хранятся в остальное время. Увеличение объема оперативной памяти — один из лучших способов повысить скорость работы и производительность ПК.

Если у вашего компьютера менее 4 ГБ оперативной памяти, его работа с большой вероятностью замедлится, когда программы будут соперничать за доступ к памяти. Когда вся оперативная память будет занята, компьютер начнет использовать вместо нее файл подкачки, расположенный на жестком диске. А диски работают намного медленнее оперативной памяти, поэтому вы заметите существенную разницу в производительности.

Если вы используете программы, которым требуется хранить большой объем информации в оперативной памяти для быстрого доступа к ней (например, игры или программы для редактирования видео), необходимо иметь хотя бы 6 ГБ ОЗУ. В этом случае компьютеру не придется слишком часто использовать файл подкачки.

Если вы пользуетесь настольным ПК, увеличение объема оперативной памяти должно быть сравнительно простой задачей. Достаточно купить новый модуль памяти и вставить его в разъем, который указан в руководстве к материнской плате. На ноутбуке такая операция может оказаться недоступной. Единственным выходом может стать покупка нового компьютера. Чтобы узнать, можно ли увеличить объем оперативной памяти вашего ноутбука, см. его руководство.

Замените жесткий диск

Если компьютер запускается, открывает файлы и загружает игры очень долго, внушительного увеличения производительности можно добиться, сменив жесткие диски на твердотельные накопители. В отличие от жестких дисков, компоненты которых должны вращаться для считывания данных, твердотельные накопители не имеют подвижных деталей. Данные хранятся на подключенных друг к другу полупроводниках, в результате чего устройство работает со скоростью света. При запуске жесткому диску требуется время, чтобы дойти до необходимой скорости вращения. Твердотельный накопитель приступает к работе мгновенно, поэтому данные считываются гораздо быстрее, а скорость работы ПК значительно возрастает.

Если вы пользуетесь настольным ПК, покупка и установка твердотельного накопителя не должна стать проблемой. В Интернете можно найти множество руководств по выбору и установке подходящего модуля SSD. Но для владельцев ноутбуков замена жесткого диска может быть действительно сложной или вовсе невыполнимой задачей. У многих новых ноутбуков уже установлены твердотельные накопители. Это стоит учитывать, размышляя о том, не пришла ли пора обновить ноутбук.

Установите системные обновления

Для поддержания максимальной производительности ПК важно устанавливать все новые обновления ОС Windows и драйверов. Обновления для ОС Windows и драйверов улучшают производительность, поэтому использование старых версий может вызывать замедление работы ПК. Управлять обновлениями компьютера можно в меню «Параметры».

  • Откройте меню «Пуск» Windows и нажмите значок «Параметры», расположенный слева.
  • Нажмите пункт «Обновление и безопасность».
  • На открывшейся странице можно увидеть, не пропустили ли вы обновления ОС Windows, а также действия, которые нужно в таком случае предпринять.

Переустановите ОС Windows

Если все вышеперечисленное не помогло, стоит попробовать переустановить ОС Windows, прежде чем покупать новое оборудование. Если вы уже используете компьютер некоторое время, с большой вероятностью на нем скопились программы и файлы, которые теперь вам не нужны. Удаление их по отдельности может помочь, но только удаление и последующая повторная установка ОС Windows позволит обрести уверенность в том, что вы ничего не упустили. Все параметры и версии драйверов вернутся к первоначальному состоянию.

Не забудьте сделать резервные копии всех важных файлов, прежде чем приступать к переустановке ОС Windows: эта процедура удаляет все данные с жесткого диска. Можно воспользоваться собственным инструментом ОС Windows. Чтобы его найти, введите запрос «Служба архивации» в поисковое поле рядом с меню «Пуск». Кроме того, вы можете сохранить свои файлы в облачных службах, речь о которых шла выше.

Другие проблемы со скоростью работы компьютеров с ОС Windows 10

В операционной системе Windows 10 появилось несколько особых эффектов и визуальных функций (например, анимации и тени), которые используют ресурсы процессора. Их отключение может повысить производительность системы с Windows 10.

  • Введите запрос «Производительность» в поисковое поле ОС Windows и выберите элемент «Настройка представления и производительности системы».
  • На вкладке визуальных эффектов нажмите «Обеспечить наилучшее быстродействие», а затем кнопку «Применить». Все ненужные визуальные функции будут отключены и прекратят замедлять работу ПК с ОС Windows 10.

Часто вместе с ОС Windows 10 установлены приложения по умолчанию. Если они вам не нужны, их можно удалить, чтобы освободить место на диске и повысить производительность. Часть из них можно удалить так же, как любую другую программу (об этом речь шла выше). Но некоторые удалить напрямую не удастся.

Чтобы обеспечить безопасность и повысить производительность компьютера, рекомендуем воспользоваться программой CCleaner. CCleaner поможет сделать посещение сайтов более безопасным, удаляя журналы браузера и средства онлайн-отслеживания, избавит вас от ненужных файлов, занимающих ценное место на диске, позволит обновить программное обеспечение и привести свой ПК в оптимальную форму. Скачать CCleaner можно здесь.

Электронный учебник по информатике - Урок 2: Устройство персонального компьютера.

Компьютер – это устройство для сбора, обработки, хранения и вывода информации.

Компьютер называется персональным, потому что за ним работает один человек и использует удобные для него устройства ввода вывода информации.

Компьютер состоит из следующих блоков:


1. Монитор – выводит информацию пользователю. Бывают черно-белые и цветные (отличают размером диагонали и размером минимальной точки на экране).


2. Клавиатура – вводит информацию в компьютер при помощи клавиш.


3. Мышь – перемещает указатель мыши по экрану и вводит команды пользователя.


4. Системный блок – содержит электронную «начинку» компьютера (мозги).

В системном блоке находятся:


a) Процессор - организует процесс исполнения программ, выполняет арифметические и логические операции.

Главные характеристики процессора:

  • поколение, к которому он принадлежит;
  • тактовая частота в Мега Герцах (миллионов колебаний в секунду).

Поколения процессоров.
(через дефис указана тактовая частота в МГц)

б) Память – хранит данные и программы.

Виды памяти:

ВЗУ (внешнее запоминающее устройство)
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) – хранит программы и данные во время работы компьютера, при выключении компьютера информация разрушается.
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – информация закладывается на заводе-изготовителе и впоследствии не изменяется. Она необходима для первоначальной загрузки компьютера.

Устройство, считывающее и записывающее информацию на дискеты называется дисковод.
Жесткие диски (винчестеры) содержат значительно больше информации и работают быстрее, чем гибкие диски, находятся внутри системного блока, содержат от 1 до 100 Гбайт информации.
Компакт-диски содержат большое количество информации (до 750 Мб), долговечны, удобны. Бывают музыкальные и с программным обеспечением. Устройство для их считывания называется дисковод CD-ROM.

Кроме процессора и памяти в системном блоке находятся электронные платы, обеспечивающие и расширяющие возможности ПК:

  • видео-плата - изображение для монитора;
  • звуковая плата - звук для колонок;
  • внутренний модем - связь по телефонной линии, выход в Internet;
  • сетевая плата - обмен данными между компьютерами, объединенными в локальную сеть и др.

Это устройства, подключаемые к ПК.


1. Принтер – печатает на бумаге.

    Бывает:
    1) матричный – печатает иголками через красящую ленту;
    2) струйный – разбрызгивает краску по листу бумаги;
    3) лазерный – наносит специальный порошок на бумагу с помощью лазерных лучей.


Принтеры всех этих видов бывают: черно-белые и цветные.

2. Сканер - вводит рисунки и тексты в компьютер. Бывает: ручной и планшетный .


3. Модем - соединяет компьютер с телефонной линией. Бывает: внешний и внутренний.


4. Звуковые колонки - воспроизводят звуки и мелодии. Компьютер оборудованный звуковыми колонками и звуковой платой называется мультимедийным. Мультимедиа – это объединение звука и видео.

a) Порядок работы с принтером Epson LX–300 (матричный, формат А4 - узкий)

  1. Включить принтер (сверху на корпусе принтера).
  2. Проверить левую направляющую, она должна быть установлена по метке (рис. 3).
  3. Заправить бумагу, прижимая к левой направляющей. Она автоматически «заедет» в принтер.
  4. Дать команду с компьютера: Файл ® Печать ® ОК.
  5. Достать бумагу: удерживая кнопку LF/FF.


Рис. 3. Схема установки направляющих.

b) Порядок работы с принтером Epson LX-1050+ (матричный, формат А3 – широкий)

  1. Включить принтер (слева на корпусе принтера).
  2. Проверить левую направляющую, она должна быть установлена по метке (рис. 3).
  3. Заправить бумагу, прижимая к левой направляющей.
  4. Нажать кнопку ON LINE (на принтере) – бумага «заедет» в принтер, загорится индикатор ON LINE – принтер готов к печати.
  5. Дать команду с компьютера: Файл ® Печать ® ОК.
  6. Достать бумагу из принтера: нажать ON LINE (индикатор ON LINE погаснет), нажать LOAD/EJECT.
Тест №2 по теме «Устройство Персонального Компьютера»

Как работают ПК | HowStuffWorks

Чтобы увидеть, как работает ПК, давайте начнем с частей, которые составляют машину. Следующие компоненты являются общими для ПК в том порядке, в котором они обычно собираются:

Корпус - Если вы используете ноутбук, корпус компьютера включает клавиатуру и экран. Для настольных ПК корпус обычно представляет собой коробку с подсветкой, вентиляционными отверстиями и местами для подключения кабелей. Размер корпуса может варьироваться от небольших настольных до высоких башен. Более крупный корпус не всегда означает более мощный компьютер; важно то, что внутри. Сборщики ПК проектируют или выбирают корпус в зависимости от типа материнской платы, которая должна поместиться внутри.

Материнская плата - Основная печатная плата внутри вашего ПК является его материнской платой. Все компоненты внутри и снаружи каким-то образом подключаются через материнскую плату. Остальные компоненты, перечисленные на этой странице, являются съемными и, следовательно, заменяемыми без замены материнской платы. Однако несколько важных компонентов прикреплены непосредственно к материнской плате.К ним относятся дополнительный металлооксидный полупроводник (CMOS), в котором хранится некоторая информация, например системные часы, когда компьютер выключен. Материнские платы бывают разных размеров и стандартов, наиболее распространенными на момент написания этой статьи являются ATX и MicroATX. Исходя из этого, материнские платы различаются по типу съемных компонентов, для работы с которыми они предназначены внутри, и по тем портам, которые доступны для подключения внешних устройств.

Блок питания - Помимо CMOS, которая питается от сменной батареи CMOS на материнской плате, каждый компонент вашего ПК зависит от его источника питания.Блок питания подключается к источнику питания определенного типа, будь то батарея в случае мобильных компьютеров или розетка в случае настольных ПК. В настольном ПК вы можете увидеть блок питания, установленный внутри корпуса, с разъемом для кабеля питания снаружи и несколькими подключенными кабелями внутри. Некоторые из этих кабелей подключаются непосредственно к материнской плате, а другие подключаются к другим компонентам, таким как диски и вентиляторы.

Центральный процессор (ЦП) - ЦП, часто называемый просто процессором, представляет собой компонент, содержащий микропроцессор.Этот микропроцессор является сердцем всех операций ПК, а производительность как аппаратного, так и программного обеспечения зависит от производительности процессора. Intel и AMD - крупнейшие производители процессоров для ПК, хотя на рынке вы найдете и другие. Две распространенные архитектуры ЦП - 32-битная и 64-битная, и вы обнаружите, что определенное программное обеспечение полагается на это различие архитектуры.

Оперативная память (RAM) - Даже самому быстрому процессору требуется буфер для хранения информации во время ее обработки.Оперативная память предназначена для процессора, как столешница для повара: она служит местом, где ингредиенты и инструменты, с которыми вы работаете, ждут, пока вам не понадобится их взять и использовать. Для быстрого ПК необходимы как быстрый процессор, так и большой объем оперативной памяти. Каждый компьютер имеет максимальный объем ОЗУ, который он может обрабатывать, а слоты на материнской плате указывают тип ОЗУ, который требуется ПК.

Приводы - Накопитель - это устройство, предназначенное для хранения данных, когда оно не используется. На жестком диске или твердотельном накопителе хранится операционная система и программное обеспечение ПК, которые мы рассмотрим более подробно позже.В эту категорию также входят оптические приводы, например, те, которые используются для чтения и записи CD, DVD и Blu-ray. Накопитель подключается к материнской плате в зависимости от типа используемой технологии контроллера накопителя, включая старый стандарт IDE и новый стандарт SATA.

Устройства охлаждения - Чем больше компьютер обрабатывает, тем больше тепла он выделяет. ЦП и другие компоненты могут выдерживать определенное количество тепла. Однако, если ПК не охлаждается должным образом, он может перегреться, что приведет к дорогостоящему повреждению его компонентов и схем.Вентиляторы - это наиболее распространенное устройство, используемое для охлаждения ПК. Кроме того, ЦП покрыт металлическим блоком, называемым радиатором, который отводит тепло от ЦП. Некоторые серьезные пользователи компьютеров, такие как геймеры, иногда имеют более дорогие решения для управления теплом, например системы с водяным охлаждением, предназначенные для удовлетворения более высоких требований к охлаждению.

Кабели - - Все компоненты, которые мы упомянули до сих пор, соединяются с помощью некоторой комбинации кабелей. Эти кабели предназначены для передачи данных, питания или того и другого.Компьютеры должны быть сконструированы таким образом, чтобы кабели аккуратно складывались внутри корпуса и не перекрывали поток воздуха через него.

ПК обычно намного больше, чем эти основные компоненты. Далее мы рассмотрим порты и периферийные устройства, которые позволяют вам взаимодействовать с компьютером, и то, как вы можете добавить еще больше компонентов, используя слоты расширения.

Как работают компьютеры? Простое введение

Как работают компьютеры? Простое введение

Реклама

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 12 апреля 2020 г.

Это был, вероятно, худший прогноз в истории. история. Еще в 1940-х годах Томас Уотсон, глава гигантской корпорации IBM, по общему мнению, предсказывал что миру потребуется не более «примерно пяти компьютеров». Шесть десятилетий спустя и мировая популяция компьютеров сейчас выросла примерно до одного миллиарда машин!

Честно говоря, Ватсон, компьютеры сильно изменились за то время. В 1940-х они были гигантскими научных и военных гигантов по заказу правительства в стоимость в миллионы долларов за штуку; сегодня большинство компьютеров даже не узнаваемы как таковые: они встроены во все, от микроволновых печей до мобильных телефонов и цифровых радио.Что делает компьютеры достаточно гибкими, чтобы работать во всех этих разная техника? Почему они так феноменально полезны? И как именно они работают? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: НАСА управляет одними из самых мощных в мире компьютеры - но они просто супер-увеличенные версии одного вы используете прямо сейчас. Фото Тома Чиды любезно предоставлено НАСА.

Что такое компьютер?

Фото: Компьютеры, которые раньше занимали огромную комнату, теперь удобно помещаются на вашем пальце !.

Компьютер - это электронная машина, которая обрабатывает информацию - другими словами, слова, информационный процессор: он принимает необработанная информация (или данные) на одном конце, хранит ее до тех пор, пока готов поработать с ним, жует и немного хрустит, а затем выплевывает результаты на другом конце. У всех этих процессов есть имя. Получение информации называется вводом, хранение информации более известно как память (или хранилище), информация о жевании также известна как обработка, и выдача результатов называется выводом.

Представьте, если бы компьютер был человеком. Предположим, у вас есть друг, который действительно хорошо разбирается в математике. Она настолько хороша, что все, кого она знает, отправляют свои математические задачи на ее. Каждое утро она идет к своему почтовому ящику и находит кучу новые задачи по математике ждут ее внимания. Она накапливает их на себе стол, пока она начинает смотреть на них. Каждый день она снимает письмо вершина стопки, изучает проблему, прорабатывает решение и нацарапает ответ на обороте. Она ставит это в конверте, адресованном тому, кто прислал ей оригинал проблема и вставляет ее в свой выходной лоток, готовый к отправке.Затем она переезжает в следующее письмо в стопке. Вы видите, что ваш друг работает прямо как компьютер. Ее почтовый ящик - это ее вклад; куча на ее столе это ее память; ее мозг - это процессор, который вырабатывает решения к проблемам; а выходной лоток на ее столе - это ее продукция.

Как только вы поймете, что компьютеры - это ввод, память, обработка и вывод, весь мусор на вашем столе станет более понятным:

Artwork: компьютер работает, комбинируя ввод, хранение, обработку и вывод.Все основные части компьютерной системы задействованы в одном из этих четырех процессов.

  • Вход : клавиатура и мышь, для Например, это просто единицы ввода - способы ввода информации в ваш компьютер, который он может обрабатывать. Если вы используете микрофон и программное обеспечение для распознавания голоса, это другая форма ввода.
  • Память / хранилище : Ваш компьютер, вероятно, хранит все ваши документы и файлы на жестком диске: огромный магнитная память. Но небольшие компьютерные устройства, такие как цифровые фотоаппараты и мобильные телефоны используют другие виды памяти, такие как карты флэш-памяти.
  • Обработка : процессор вашего компьютера (иногда известный как центральный процессор) является микрочип закопан глубоко внутри. Он работает невероятно усердно и дает невероятно жарко в процессе. Вот почему на вашем компьютере немного вентилятор уносит прочь - чтобы мозг не перегрелся!
  • Выход : Ваш компьютер, вероятно, имеет ЖК-экран. способен отображать графику с высоким разрешением (очень детализированную), и, возможно, также стереодинамики. У вас может быть струйный принтер на вашем столе тоже, чтобы сделать более постоянная форма выпуска.

Что такое компьютерная программа?

Как вы можете прочитать в нашей длинной статье по истории компьютеров, первая компьютеры были гигантскими вычислительными машинами, и все, что они когда-либо действительно это были "решающие цифры": решать долго, сложно или утомительно математические задачи. Сегодня компьютеры работают с гораздо большим разнообразием проблемы, но все они, по сути, являются расчетами. Все компьютер делает, помогая вам редактировать фотографию, которую вы сделали с цифровой камерой для отображения веб-страница связана с тем или иным способом манипулирования числами.

Фото: Калькуляторы и компьютеры очень похожи, потому что оба работают, обрабатывая числа. Однако калькулятор просто вычисляет результаты расчетов; и это все, что он когда-либо делал. Компьютер хранит сложные наборы инструкций, называемых программами, и использует их для выполнения гораздо более интересных вещей.

Предположим, вы смотрите на цифровую фотографию, которую вы только что сделали краской или программа для редактирования фотографий, и вы решаете, что хотите ее зеркальное отображение (в другими словами, переверните это слева направо). Вы, наверное, знаете, что фото состоит из миллионы отдельных пикселей (цветных квадратов), расположенных в виде сетки шаблон. Компьютер хранит каждый пиксель в виде числа, поэтому цифровой фотография действительно похожа на мгновенное упорядоченное упражнение в рисовании числа! Чтобы перевернуть цифровую фотографию, компьютер просто переворачивает последовательность чисел, поэтому они идут справа налево, а не слева направо. верно. Или предположим, что вы хотите сделать фотографию ярче. Все вы имеют для этого нужно сдвинуть маленький значок «яркость».Затем компьютер работает через все пиксели, увеличивая значение яркости для каждого из них скажем, на 10 процентов, чтобы сделать все изображение ярче. Итак, еще раз, проблема сводится к числам и расчетам.

Компьютер отличается от калькулятора тем, что он может работать. все само по себе. Вы просто даете ему свои инструкции (называемые программой) и он идет, выполняя долгую и сложную серию операций, все сам по себе. Еще в 1970-х и 1980-х годах, если вы хотели домашний компьютер чтобы сделать что угодно, вам нужно было написать свою маленькую программу сделать это.Например, прежде чем вы могли написать письмо на компьютере, вам нужно было написать программу, которая будет читать буквы, которые вы набираете на клавиатуры, сохраните их в памяти и отобразите на экране. Написание программы обычно занимало больше времени, чем ее выполнение. было то, что вы изначально хотели сделать (написать письмо). Симпатичный вскоре люди начали продавать программы, такие как текстовые редакторы, чтобы спасти вас необходимость писать программы самостоятельно.

Сегодня большинство пользователей компьютеров полагаются на заранее написанные программы, такие как Microsoft Word и Excel или загрузите приложения для своих планшетов и смартфоны, не особо заботясь о том, как они туда попали.(Приложения, если вы когда-нибудь задумывались, - это просто очень аккуратно упакованный компьютер. программ.) Вряд ли кто-нибудь уже пишет программы, что очень жаль, потому что это очень весело и очень полезно. Большинство людей рассматривают свои компьютеры как инструменты, которые помогают им выполнять работу, а не как сложные электронные машины они должны предварительно запрограммировать. Некоторые скажут, что это тоже хорошо, потому что у большинства из нас есть дела поважнее, чем компьютер. программирование. Опять же, если мы все полагаемся на компьютерные программы и приложения, кто-то должен напишите их, и эти навыки необходимы, чтобы выжить.К счастью, недавно был возрождение интереса к компьютерному программированию. «Кодирование» (неофициальное название программирования, поскольку программы иногда называют «кодом») снова преподается в школах с помощью простого в использовании программирования такие языки, как Scratch. Растет движение любителей, связанных создавать собственные гаджеты, такие как Raspberry Pi и Arduino. Клубы кода, где волонтеры обучают детей программированию, возникают по всему миру.

В чем разница между программным и аппаратным обеспечением?

Прелесть компьютера в том, что он может запускать текстовый редактор. минуту, а через пять секунд программа для редактирования фотографий.В другом слова, хотя мы не думайте об этом так, компьютер можно перепрограммировать как сколько угодно раз. Вот почему программы еще называют программным обеспечением. Они "мягкие" в том смысле, что они не фиксированы: их можно легко меняется. Напротив, компьютерное оборудование - биты и части, из которых он сделан (и периферийные устройства, как мышь и принтер, вы подключаете его к нему) - почти все исправлено при покупке это с полки. Аппаратное обеспечение - это то, что делает ваш компьютер мощным; возможность запускать различное программное обеспечение - вот что делает его гибким.Который компьютеры могут выполнять так много разных задач, что делает их такими полезными - и именно поэтому миллионы из нас больше не могут жить без них!

Что такое операционная система?

Предположим, вы вернулись в конец 1970-х годов, когда еще не были изобретены стандартные компьютерные программы. Вы хотите запрограммировать свой компьютер на работу в качестве текстового процессора, чтобы вы могли написать свой первый роман - что относительно легко, но потребует вам несколько дней работы. Через несколько недель вы устаете писать и решаете перепрограммировать свою машину. так что он будет играть в шахматы.Еще позже вы решаете запрограммировать его для хранения вашей коллекции фотографий. Каждый из эти программы делают разные вещи, но они также делают довольно много похожих вещей. Например, все они должны уметь читать клавиши, нажатые на клавиатуре, сохранять данные в памяти и извлекать их, а также отображать символы (или картинки) на экране. Если бы вы писали много разных программ, вы бы обнаружили, что написание одних и тех же программных кодов, чтобы каждый раз выполнять одни и те же базовые операции.Это немного рутинной работы по программированию, так почему бы просто не собрать воедино все части программы, которые выполняют эти основные функции и повторно использовать их каждый раз?

Фото: Типичная компьютерная архитектура: компьютер можно представить как серию уровней с аппаратным обеспечением на уровне внизу - BIOS, соединяющий оборудование с операционной системой, и приложения, которые вы фактически используете (например, текстовые процессоры, Веб-браузеры и т. Д.), Работающие поверх этого. Каждый из этих уровней относительно независим, поэтому, например, одна и та же операционная система Windows может работать на ноутбуках с другим BIOS, в то время как компьютер под управлением Windows (или другой операционной системы) может запускать любое количество различных приложений.

Это основная идея операционной системы: это основное программное обеспечение компьютера, которое (по сути) контролирует основные операции ввода, вывода, хранения и обработки. Вы можете рассматривать операционную систему как «основу» программного обеспечения компьютера, на котором построены другие программы (называемые приложениями). Таким образом, текстовый процессор и шахматная игра - это два разных приложения, которые полагаются на операционную систему для выполнения базовых операций ввода, вывода и т. Д. Операционная система полагается на еще более фундаментальную часть программирования, называемую BIOS (базовая система ввода-вывода), которая является связующим звеном между программным обеспечением операционной системы и оборудованием.В отличие от операционной системы, которая одинакова на разных компьютерах, BIOS меняется от машины к машине в зависимости от точной конфигурации оборудования и обычно пишется производителем оборудования. BIOS, строго говоря, не является программным обеспечением: это программа, которая полупостоянно хранится в одна из основных микросхем компьютера, поэтому она известна как прошивка (однако обычно он разработан таким образом, чтобы его можно было время от времени обновлять).

У операционных систем есть еще одно большое преимущество. В 1970-х (и в начале 1980-х) практически все компьютеры были до безумия разными.Все они работали по-своему, идиосинкразически, с довольно уникальным оборудованием (разными процессорами, адресами памяти, размерами экрана и всем остальным). Программы, написанные для одной машины (например, Apple), обычно не запускаются на любой другой машине (например, IBM) без довольно обширного преобразования. Это было большой проблемой для программистов, потому что это означало, что им приходилось переписывать все свои программы каждый раз, когда они хотели запустить их на разных машинах. Как операционные системы помогли? Если у вас стандартная операционная система и вы настраиваете ее так, чтобы она работала на любой машине, все, что вам нужно сделать, это написать приложения, которые работают в этой операционной системе.Тогда любое приложение будет работать на любой машине. Операционная система, которая окончательно совершила этот прорыв, была, конечно же, Microsoft Windows, созданная Биллом Гейтсом. (Важно отметить, что существовали и более ранние операционные системы. Вы можете прочитать больше об этой истории в нашей статье об истории компьютеров.)

Что внутри вашего ПК?

Предупреждение! Не открывайте свой компьютер, если вы действительно не знаете, что делаете. Внутри присутствует опасное напряжение, особенно рядом с блоком питания, и некоторые компоненты могут оставаться под напряжением в течение длительного времени после отключения питания.

Фотография: Внутри корпуса типичного ПК показаны четыре ключевые области компонентов, описанные ниже. Фото Армадни, любезно предоставлено Wikimedia Commons, опубликовано под лицензией Creative Commons.

Внутри типичного ПК все выглядит довольно пугающе и запутанно: печатные платы похожи на маленькие «городки» с микросхемами. для зданий - радужные клубки проводов, идущих между ними, и черт знает что еще. Но работайте над компонентами медленно и логично, и все начинает обретать смысл.Большая часть того, что вы видите, делится на четыре широкие области, которые я выделил зеленым, синим, красный и оранжевый на этой фотографии.

Блок питания (зеленый)

На основе трансформатора он преобразует домашнее или офисное напряжение питания (например, 230/120 вольт переменного тока) в гораздо более низкое постоянное напряжение, необходимое для электронных компонентов (типичное жесткому диску может потребоваться всего 5–12 В). Обычно есть большой вентилятор охлаждения снаружи корпуса компьютера рядом с розеткой питания (или вентилятор гораздо меньшего размера на ноутбуке, обычно с одной стороны).В этой машине есть два внешних вентилятора (зеленого и синего цветов) слева, которые охлаждают как блок питания, так и материнскую плату.

Материнская плата (синяя)

Как следует из названия, это мозг компьютера, где и выполняется настоящая работа. Главный процессор (центральный процессор) легко обнаружить, потому что обычно на нем установлен большой вентилятор, который охлаждает его. На этой фотографии процессор находится прямо под черным вентилятором с красным центральным шпинделем.То, что находится на материнской плате, варьируется от машины к машине. Помимо процессора, есть BIOS, микросхемы памяти, слоты расширения для дополнительной памяти, гибкие ленточные соединения с другими печатными платами, соединения IDE (Integrated Drive Electronics) с жесткими дисками и приводами CD / DVD, а также последовательные или параллельные соединения. к таким вещам, как USB-порты и другие порты на корпусе компьютера (часто припаяны к материнской плате, особенно в ноутбуках).

Другие печатные платы (красные)

Хотя материнская плата может (теоретически) содержать все микросхемы, необходимые компьютеру, для ПК довольно часто используются еще три отдельные печатные платы: одна для управления сетью, одна для обработки графики и одна для обработки звука.

  • Сетевая карта (также называемая сетевой картой / контроллером, сетевой картой или сетевым адаптером), как следует из названия, подключает ваш компьютер к другим машинам (или другим устройствам, например принтерам) в компьютерная сеть (обычно это локальная сеть, локальная сеть, дома или в офисе, или более широкий Интернет) с использованием системы, называемой Ethernet. Старые компьютеры могут иметь отдельную карту беспроводной сети (WLAN) для подключения к Wi-Fi; более новые, как правило, имеют одну сетевую карту, которая поддерживает как Ethernet, так и Wi-Fi.У некоторых компьютеров есть микросхемы, которые делают все свои сети на материнской плате.
  • Графическая карта (также называемая видеокартой или адаптером дисплея) - это часть компьютера, которая обрабатывает все, что связано с дисплеем. Почему этого не делает центральный процессор? На некоторых машинах это может быть, но это замедляет как основную обработку машины, так и графику. Автономные графические карты появились в самом первом ПК IBM PC, который имел автономный адаптер дисплея еще в 1981 году; мощные современные видеокарты для 3D-игр с высоким разрешением и полноцветными играми, выпущенные с середины 1990-х годов и впервые использованные такими компаниями, как Nvidia и ATI.
  • Звуковая карта - это еще одна автономная печатная плата, основанная на цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи: он преобразует цифровую (числовую) информацию, с которой работает центральный процессор, в аналоговые (постоянно меняющиеся) сигналы, которые могут питать музыкальные колонки; и преобразует аналоговые сигналы, поступающие от микрофона, в цифровые сигналы, понятные процессору. Как и в случае с сетью и графикой, в материнскую плату можно интегрировать звуковые карты или звуковые чипы.

Приводы (оранжевые)

ПК обычно имеют один, два или три жестких диска, а также устройство чтения / записи CD / DVD.Хотя на некоторых машинах есть только один жесткий диск и один комбинированный привод CD / DVD, у большинства есть пара пустых слотов расширения для дополнительных приводов.

Производители ПК

обычно проектируют и производят собственные материнские платы, но большинство компонентов, которые они используют, являются стандартными и имеют модульную конструкцию. Так, например, ваш ПК Lenovo или ноутбук Asus может иметь жесткий диск Toshiba, графическую карту Nvidia, звуковую карту Realtek и т. Д. Даже на материнской плате компоненты могут быть модульными и plug-and-play: «Intel Inside» означает, что у вас под вентилятором установлен процессор Intel.Все это означает, что очень легко заменить или модернизировать части ПК, когда они изнашиваются или устаревают; вам не нужно выбрасывать всю машину. Если вы заинтересованы в том, чтобы возиться, есть пара хороших книг, перечисленных в разделе «Как работают компьютеры» ниже, которые проведут вас через этот процесс.

Разъёмы внешние («порты»)

Вы можете подключить свой компьютер к периферийным устройствам (внешним устройствам, таким как струйные принтеры, веб-камеры и карты флэш-памяти) либо с проводным соединением (последовательный или параллельный кабель), либо с беспроводным (обычно Bluetooth или Вай-фай).Много лет назад компьютеры и периферийные устройства использовал ошеломляющую коллекцию различных соединителей для связывания для другого. В наши дни практически все ПК используют Стандартный способ соединения между собой называется USB (универсальная последовательная шина). USB предназначен для работы по принципу «подключи и работай»: все, что вы подключаете к компьютеру, работает более или менее прямо из коробки, хотя вам, возможно, придется подождать, пока ваш компьютер загрузится драйвер (дополнительное программное обеспечение, которое сообщает ему, как использовать это конкретное оборудование).

Фото: USB-порты на компьютерах очень надежны, но время от времени они ломаются, особенно после многих лет использования.Если у вас есть ноутбук со слотом PCMCIA, вы можете просто вставить карту адаптера USB, как это, чтобы создать два новых порта USB (или добавить еще два порта, если у вас мало).

Помимо упрощения обмена данными, USB также обеспечивает питание таких вещей, как внешние жесткие диски. Два внешних контакта USB-штекера - это разъемы питания +5 В и заземления, в то время как внутренние контакты несут данные. Когда вы подключаете свой телефон к USB-порт в автобусе или поезде, вы просто используете внешние контакты для зарядки аккумулятор.

USB обеспечивает гораздо больше возможностей подключения, чем старые последовательные компьютерные порты. Он разработан так, что вы можете подключать его разными способами, либо с помощью по одному периферийному устройству, подключенному к каждому из ваших USB-разъемов или через USB-концентраторы (где один USB-штекер дает вам доступ к целому ряду USB-разъемов, к которым может быть подключено больше концентраторов и розеток). Теоретически к одному компьютеру может быть подключено 127 различных USB-устройств.

Если вам понравилась эта статья...

... вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

Книги

Как работают компьютеры
  • Как работают компьютеры Эволюция технологий (10-е издание) Рона Уайта и Тимоти Даунса. QUE, 2014. Хорошее введение с большим количеством текста, дополненное хорошими фотографиями и иллюстрациями.
  • Хейнс: Создайте свой собственный компьютер Кайл Макрей и Гэри Маршалл.Haynes, 2012. Это более техническое руководство для людей, которые любят возиться со своими машинами, но оно также полезно для понимания того, как компьютер работает под прикрытием.
История современных компьютеров
Для младших читателей

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2018) Компьютеры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howcomputerswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

Как работают компьютеры? Простое введение

Как работают компьютеры? Простое введение

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 12 апреля 2020 г.

Это был, вероятно, худший прогноз в истории. история. Еще в 1940-х годах Томас Уотсон, глава гигантской корпорации IBM, по общему мнению, предсказывал что миру потребуется не более «примерно пяти компьютеров». Шесть десятилетий спустя и мировая популяция компьютеров сейчас выросла примерно до одного миллиарда машин!

Честно говоря, Ватсон, компьютеры сильно изменились за то время.В 1940-х они были гигантскими научных и военных гигантов по заказу правительства в стоимость в миллионы долларов за штуку; сегодня большинство компьютеров даже не узнаваемы как таковые: они встроены во все, от микроволновых печей до мобильных телефонов и цифровых радио. Что делает компьютеры достаточно гибкими, чтобы работать во всех этих разная техника? Почему они так феноменально полезны? И как именно они работают? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: НАСА управляет одними из самых мощных в мире компьютеры - но они просто супер-увеличенные версии одного вы используете прямо сейчас.Фото Тома Чиды любезно предоставлено НАСА.

Что такое компьютер?

Фото: Компьютеры, которые раньше занимали огромную комнату, теперь удобно помещаются на вашем пальце !.

Компьютер - это электронная машина, которая обрабатывает информацию - другими словами, слова, информационный процессор: он принимает необработанная информация (или данные) на одном конце, хранит ее до тех пор, пока готов поработать с ним, жует и немного хрустит, а затем выплевывает результаты на другом конце. У всех этих процессов есть имя.Получение информации называется вводом, хранение информации более известно как память (или хранилище), информация о жевании также известна как обработка, и выдача результатов называется выводом.

Представьте, если бы компьютер был человеком. Предположим, у вас есть друг, который действительно хорошо разбирается в математике. Она настолько хороша, что все, кого она знает, отправляют свои математические задачи на ее. Каждое утро она идет к своему почтовому ящику и находит кучу новые задачи по математике ждут ее внимания. Она накапливает их на себе стол, пока она начинает смотреть на них.Каждый день она снимает письмо вершина стопки, изучает проблему, прорабатывает решение и нацарапает ответ на обороте. Она ставит это в конверте, адресованном тому, кто прислал ей оригинал проблема и вставляет ее в свой выходной лоток, готовый к отправке. Затем она переезжает в следующее письмо в стопке. Вы видите, что ваш друг работает прямо как компьютер. Ее почтовый ящик - это ее вклад; куча на ее столе это ее память; ее мозг - это процессор, который вырабатывает решения к проблемам; а выходной лоток на ее столе - это ее продукция.

Как только вы поймете, что компьютеры - это ввод, память, обработка и вывод, весь мусор на вашем столе станет более понятным:

Artwork: компьютер работает, комбинируя ввод, хранение, обработку и вывод. Все основные части компьютерной системы задействованы в одном из этих четырех процессов.

  • Вход : клавиатура и мышь, для Например, это просто единицы ввода - способы ввода информации в ваш компьютер, который он может обрабатывать.Если вы используете микрофон и программное обеспечение для распознавания голоса, это другая форма ввода.
  • Память / хранилище : Ваш компьютер, вероятно, хранит все ваши документы и файлы на жестком диске: огромный магнитная память. Но небольшие компьютерные устройства, такие как цифровые фотоаппараты и мобильные телефоны используют другие виды памяти, такие как карты флэш-памяти.
  • Обработка : процессор вашего компьютера (иногда известный как центральный процессор) является микрочип закопан глубоко внутри.Он работает невероятно усердно и дает невероятно жарко в процессе. Вот почему на вашем компьютере немного вентилятор уносит прочь - чтобы мозг не перегрелся!
  • Выход : Ваш компьютер, вероятно, имеет ЖК-экран. способен отображать графику с высоким разрешением (очень детализированную), и, возможно, также стереодинамики. У вас может быть струйный принтер на вашем столе тоже, чтобы сделать более постоянная форма выпуска.

Что такое компьютерная программа?

Как вы можете прочитать в нашей длинной статье по истории компьютеров, первая компьютеры были гигантскими вычислительными машинами, и все, что они когда-либо действительно это были "решающие цифры": решать долго, сложно или утомительно математические задачи.Сегодня компьютеры работают с гораздо большим разнообразием проблемы, но все они, по сути, являются расчетами. Все компьютер делает, помогая вам редактировать фотографию, которую вы сделали с цифровой камерой для отображения веб-страница связана с тем или иным способом манипулирования числами.

Фото: Калькуляторы и компьютеры очень похожи, потому что оба работают, обрабатывая числа. Однако калькулятор просто вычисляет результаты расчетов; и это все, что он когда-либо делал.Компьютер хранит сложные наборы инструкций, называемых программами, и использует их для выполнения гораздо более интересных вещей.

Предположим, вы смотрите на цифровую фотографию, которую вы только что сделали краской или программа для редактирования фотографий, и вы решаете, что хотите ее зеркальное отображение (в другими словами, переверните это слева направо). Вы, наверное, знаете, что фото состоит из миллионы отдельных пикселей (цветных квадратов), расположенных в виде сетки шаблон. Компьютер хранит каждый пиксель в виде числа, поэтому цифровой фотография действительно похожа на мгновенное упорядоченное упражнение в рисовании числа! Чтобы перевернуть цифровую фотографию, компьютер просто переворачивает последовательность чисел, поэтому они идут справа налево, а не слева направо. верно.Или предположим, что вы хотите сделать фотографию ярче. Все вы имеют для этого нужно сдвинуть маленький значок «яркость». Затем компьютер работает через все пиксели, увеличивая значение яркости для каждого из них скажем, на 10 процентов, чтобы сделать все изображение ярче. Итак, еще раз, проблема сводится к числам и расчетам.

Компьютер отличается от калькулятора тем, что он может работать. все само по себе. Вы просто даете ему свои инструкции (называемые программой) и он идет, выполняя долгую и сложную серию операций, все сам по себе.Еще в 1970-х и 1980-х годах, если вы хотели домашний компьютер чтобы сделать что угодно, вам нужно было написать свою маленькую программу сделать это. Например, прежде чем вы могли написать письмо на компьютере, вам нужно было написать программу, которая будет читать буквы, которые вы набираете на клавиатуры, сохраните их в памяти и отобразите на экране. Написание программы обычно занимало больше времени, чем ее выполнение. было то, что вы изначально хотели сделать (написать письмо). Симпатичный вскоре люди начали продавать программы, такие как текстовые редакторы, чтобы спасти вас необходимость писать программы самостоятельно.

Сегодня большинство пользователей компьютеров полагаются на заранее написанные программы, такие как Microsoft Word и Excel или загрузите приложения для своих планшетов и смартфоны, не особо заботясь о том, как они туда попали. (Приложения, если вы когда-нибудь задумывались, - это просто очень аккуратно упакованный компьютер. программ.) Вряд ли кто-нибудь уже пишет программы, что очень жаль, потому что это очень весело и очень полезно. Большинство людей рассматривают свои компьютеры как инструменты, которые помогают им выполнять работу, а не как сложные электронные машины они должны предварительно запрограммировать.Некоторые скажут, что это тоже хорошо, потому что у большинства из нас есть дела поважнее, чем компьютер. программирование. Опять же, если мы все полагаемся на компьютерные программы и приложения, кто-то должен напишите их, и эти навыки необходимы, чтобы выжить. К счастью, недавно был возрождение интереса к компьютерному программированию. «Кодирование» (неофициальное название программирования, поскольку программы иногда называют «кодом») снова преподается в школах с помощью простого в использовании программирования такие языки, как Scratch.Растет движение любителей, связанных создавать собственные гаджеты, такие как Raspberry Pi и Arduino. Клубы кода, где волонтеры обучают детей программированию, возникают по всему миру.

В чем разница между программным и аппаратным обеспечением?

Прелесть компьютера в том, что он может запускать текстовый редактор. минуту, а через пять секунд программа для редактирования фотографий. В другом слова, хотя мы не думайте об этом так, компьютер можно перепрограммировать как сколько угодно раз.Вот почему программы еще называют программным обеспечением. Они "мягкие" в том смысле, что они не фиксированы: их можно легко меняется. Напротив, компьютерное оборудование - биты и части, из которых он сделан (и периферийные устройства, как мышь и принтер, вы подключаете его к нему) - почти все исправлено при покупке это с полки. Аппаратное обеспечение - это то, что делает ваш компьютер мощным; возможность запускать различное программное обеспечение - вот что делает его гибким. Который компьютеры могут выполнять так много разных задач, что делает их такими полезными - и именно поэтому миллионы из нас больше не могут жить без них!

Что такое операционная система?

Предположим, вы вернулись в конец 1970-х годов, когда еще не были изобретены стандартные компьютерные программы.Вы хотите запрограммировать свой компьютер на работу в качестве текстового процессора, чтобы вы могли написать свой первый роман - что относительно легко, но потребует вам несколько дней работы. Через несколько недель вы устаете писать и решаете перепрограммировать свою машину. так что он будет играть в шахматы. Еще позже вы решаете запрограммировать его для хранения вашей коллекции фотографий. Каждый из эти программы делают разные вещи, но они также делают довольно много похожих вещей. Например, все они должны уметь читать клавиши, нажатые на клавиатуре, сохранять данные в памяти и извлекать их, а также отображать символы (или картинки) на экране.Если бы вы писали много разных программ, вы бы обнаружили, что написание одних и тех же программных кодов, чтобы каждый раз выполнять одни и те же базовые операции. Это немного рутинной работы по программированию, так почему бы просто не собрать воедино все части программы, которые выполняют эти основные функции и повторно использовать их каждый раз?

Фото: Типичная компьютерная архитектура: компьютер можно представить как серию уровней с аппаратным обеспечением на уровне внизу - BIOS, соединяющий оборудование с операционной системой, и приложения, которые вы фактически используете (например, текстовые процессоры, Веб-браузеры и т. Д.), Работающие поверх этого.Каждый из этих уровней относительно независим, поэтому, например, одна и та же операционная система Windows может работать на ноутбуках с другим BIOS, в то время как компьютер под управлением Windows (или другой операционной системы) может запускать любое количество различных приложений.

Это основная идея операционной системы: это основное программное обеспечение компьютера, которое (по сути) контролирует основные операции ввода, вывода, хранения и обработки. Вы можете рассматривать операционную систему как «основу» программного обеспечения компьютера, на котором построены другие программы (называемые приложениями).Таким образом, текстовый процессор и шахматная игра - это два разных приложения, которые полагаются на операционную систему для выполнения базовых операций ввода, вывода и т. Д. Операционная система полагается на еще более фундаментальную часть программирования, называемую BIOS (базовая система ввода-вывода), которая является связующим звеном между программным обеспечением операционной системы и оборудованием. В отличие от операционной системы, которая одинакова на разных компьютерах, BIOS меняется от машины к машине в зависимости от точной конфигурации оборудования и обычно пишется производителем оборудования.BIOS, строго говоря, не является программным обеспечением: это программа, которая полупостоянно хранится в одна из основных микросхем компьютера, поэтому она известна как прошивка (однако обычно он разработан таким образом, чтобы его можно было время от времени обновлять).

У операционных систем есть еще одно большое преимущество. В 1970-х (и в начале 1980-х) практически все компьютеры были до безумия разными. Все они работали по-своему, идиосинкразически, с довольно уникальным оборудованием (разными процессорами, адресами памяти, размерами экрана и всем остальным).Программы, написанные для одной машины (например, Apple), обычно не запускаются на любой другой машине (например, IBM) без довольно обширного преобразования. Это было большой проблемой для программистов, потому что это означало, что им приходилось переписывать все свои программы каждый раз, когда они хотели запустить их на разных машинах. Как операционные системы помогли? Если у вас стандартная операционная система и вы настраиваете ее так, чтобы она работала на любой машине, все, что вам нужно сделать, это написать приложения, которые работают в этой операционной системе. Тогда любое приложение будет работать на любой машине.Операционная система, которая окончательно совершила этот прорыв, была, конечно же, Microsoft Windows, созданная Биллом Гейтсом. (Важно отметить, что существовали и более ранние операционные системы. Вы можете прочитать больше об этой истории в нашей статье об истории компьютеров.)

Что внутри вашего ПК?

Предупреждение! Не открывайте свой компьютер, если вы действительно не знаете, что делаете. Внутри присутствует опасное напряжение, особенно рядом с блоком питания, и некоторые компоненты могут оставаться под напряжением в течение длительного времени после отключения питания.

Фотография: Внутри корпуса типичного ПК показаны четыре ключевые области компонентов, описанные ниже. Фото Армадни, любезно предоставлено Wikimedia Commons, опубликовано под лицензией Creative Commons.

Внутри типичного ПК все выглядит довольно пугающе и запутанно: печатные платы похожи на маленькие «городки» с микросхемами. для зданий - радужные клубки проводов, идущих между ними, и черт знает что еще. Но работайте над компонентами медленно и логично, и все начинает обретать смысл.Большая часть того, что вы видите, делится на четыре широкие области, которые я выделил зеленым, синим, красный и оранжевый на этой фотографии.

Блок питания (зеленый)

На основе трансформатора он преобразует домашнее или офисное напряжение питания (например, 230/120 вольт переменного тока) в гораздо более низкое постоянное напряжение, необходимое для электронных компонентов (типичное жесткому диску может потребоваться всего 5–12 В). Обычно есть большой вентилятор охлаждения снаружи корпуса компьютера рядом с розеткой питания (или вентилятор гораздо меньшего размера на ноутбуке, обычно с одной стороны).В этой машине есть два внешних вентилятора (зеленого и синего цветов) слева, которые охлаждают как блок питания, так и материнскую плату.

Материнская плата (синяя)

Как следует из названия, это мозг компьютера, где и выполняется настоящая работа. Главный процессор (центральный процессор) легко обнаружить, потому что обычно на нем установлен большой вентилятор, который охлаждает его. На этой фотографии процессор находится прямо под черным вентилятором с красным центральным шпинделем.То, что находится на материнской плате, варьируется от машины к машине. Помимо процессора, есть BIOS, микросхемы памяти, слоты расширения для дополнительной памяти, гибкие ленточные соединения с другими печатными платами, соединения IDE (Integrated Drive Electronics) с жесткими дисками и приводами CD / DVD, а также последовательные или параллельные соединения. к таким вещам, как USB-порты и другие порты на корпусе компьютера (часто припаяны к материнской плате, особенно в ноутбуках).

Другие печатные платы (красные)

Хотя материнская плата может (теоретически) содержать все микросхемы, необходимые компьютеру, для ПК довольно часто используются еще три отдельные печатные платы: одна для управления сетью, одна для обработки графики и одна для обработки звука.

  • Сетевая карта (также называемая сетевой картой / контроллером, сетевой картой или сетевым адаптером), как следует из названия, подключает ваш компьютер к другим машинам (или другим устройствам, например принтерам) в компьютерная сеть (обычно это локальная сеть, локальная сеть, дома или в офисе, или более широкий Интернет) с использованием системы, называемой Ethernet. Старые компьютеры могут иметь отдельную карту беспроводной сети (WLAN) для подключения к Wi-Fi; более новые, как правило, имеют одну сетевую карту, которая поддерживает как Ethernet, так и Wi-Fi.У некоторых компьютеров есть микросхемы, которые делают все свои сети на материнской плате.
  • Графическая карта (также называемая видеокартой или адаптером дисплея) - это часть компьютера, которая обрабатывает все, что связано с дисплеем. Почему этого не делает центральный процессор? На некоторых машинах это может быть, но это замедляет как основную обработку машины, так и графику. Автономные графические карты появились в самом первом ПК IBM PC, который имел автономный адаптер дисплея еще в 1981 году; мощные современные видеокарты для 3D-игр с высоким разрешением и полноцветными играми, выпущенные с середины 1990-х годов и впервые использованные такими компаниями, как Nvidia и ATI.
  • Звуковая карта - это еще одна автономная печатная плата, основанная на цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи: он преобразует цифровую (числовую) информацию, с которой работает центральный процессор, в аналоговые (постоянно меняющиеся) сигналы, которые могут питать музыкальные колонки; и преобразует аналоговые сигналы, поступающие от микрофона, в цифровые сигналы, понятные процессору. Как и в случае с сетью и графикой, в материнскую плату можно интегрировать звуковые карты или звуковые чипы.

Приводы (оранжевые)

ПК обычно имеют один, два или три жестких диска, а также устройство чтения / записи CD / DVD.Хотя на некоторых машинах есть только один жесткий диск и один комбинированный привод CD / DVD, у большинства есть пара пустых слотов расширения для дополнительных приводов.

Производители ПК

обычно проектируют и производят собственные материнские платы, но большинство компонентов, которые они используют, являются стандартными и имеют модульную конструкцию. Так, например, ваш ПК Lenovo или ноутбук Asus может иметь жесткий диск Toshiba, графическую карту Nvidia, звуковую карту Realtek и т. Д. Даже на материнской плате компоненты могут быть модульными и plug-and-play: «Intel Inside» означает, что у вас под вентилятором установлен процессор Intel.Все это означает, что очень легко заменить или модернизировать части ПК, когда они изнашиваются или устаревают; вам не нужно выбрасывать всю машину. Если вы заинтересованы в том, чтобы возиться, есть пара хороших книг, перечисленных в разделе «Как работают компьютеры» ниже, которые проведут вас через этот процесс.

Разъёмы внешние («порты»)

Вы можете подключить свой компьютер к периферийным устройствам (внешним устройствам, таким как струйные принтеры, веб-камеры и карты флэш-памяти) либо с проводным соединением (последовательный или параллельный кабель), либо с беспроводным (обычно Bluetooth или Вай-фай). Много лет назад компьютеры и периферийные устройства использовал ошеломляющую коллекцию различных соединителей для связывания для другого. В наши дни практически все ПК используют Стандартный способ соединения между собой называется USB (универсальная последовательная шина). USB предназначен для работы по принципу «подключи и работай»: все, что вы подключаете к компьютеру, работает более или менее прямо из коробки, хотя вам, возможно, придется подождать, пока ваш компьютер загрузится драйвер (дополнительное программное обеспечение, которое сообщает ему, как использовать это конкретное оборудование).

Фото: USB-порты на компьютерах очень надежны, но время от времени они ломаются, особенно после многих лет использования.Если у вас есть ноутбук со слотом PCMCIA, вы можете просто вставить карту адаптера USB, как это, чтобы создать два новых порта USB (или добавить еще два порта, если у вас мало).

Помимо упрощения обмена данными, USB также обеспечивает питание таких вещей, как внешние жесткие диски. Два внешних контакта USB-штекера - это разъемы питания +5 В и заземления, в то время как внутренние контакты несут данные. Когда вы подключаете свой телефон к USB-порт в автобусе или поезде, вы просто используете внешние контакты для зарядки аккумулятор.

USB обеспечивает гораздо больше возможностей подключения, чем старые последовательные компьютерные порты. Он разработан так, что вы можете подключать его разными способами, либо с помощью по одному периферийному устройству, подключенному к каждому из ваших USB-разъемов или через USB-концентраторы (где один USB-штекер дает вам доступ к целому ряду USB-разъемов, к которым может быть подключено больше концентраторов и розеток). Теоретически к одному компьютеру может быть подключено 127 различных USB-устройств.

Если вам понравилась эта статья...

... вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

Книги

Как работают компьютеры
  • Как работают компьютеры Эволюция технологий (10-е издание) Рона Уайта и Тимоти Даунса. QUE, 2014. Хорошее введение с большим количеством текста, дополненное хорошими фотографиями и иллюстрациями.
  • Хейнс: Создайте свой собственный компьютер Кайл Макрей и Гэри Маршалл.Haynes, 2012. Это более техническое руководство для людей, которые любят возиться со своими машинами, но оно также полезно для понимания того, как компьютер работает под прикрытием.
История современных компьютеров
Для младших читателей

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2018) Компьютеры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howcomputerswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

Как работает компьютер »Электроника

Компьютеры являются частью повседневной жизни - настольные компьютеры, ноутбуки, планшеты и даже многие предметы, такие как смартфоны, игровые консоли и т.п., содержат компьютер, так как же они работают?


Компьютерные технологии Включает:
Как работает компьютер Центральный процессор ЦП Оперативная память компьютера


Сегодня мы привыкли, что компьютеры могут выполнять огромное количество задач. Они используют свои возможности обработки для выполнения множества задач, от вычисления чисел до запуска программ, которые охватывают все, от офисных задач, таких как обработка текста до бухгалтерского учета и многое другое.

Принцип работы всех компьютеров очень похож. Внутри них одинаковые базовые функциональные блоки, обеспечивающие одни и те же базовые функциональные возможности.

Хотя компьютеры имеют множество различных форм, от огромного мэйнфрейма, используемого для обработки огромных объемов данных до портативных компьютеров и даже компьютеров, встроенных в другие электронные устройства, глядя на то, как эти компьютеры работают, можно увидеть, что все они соответствуют те же принципы.

Основные элементы компьютера или встроенного механизма обработки включают:

  • Процессор / ЦП: Процессор или, вернее, центральный процессор - это блок схемы, в котором логическая обработка выполняется внутри компьютера. Это позволяет выполнять сложение, вычитание и другие функции.
  • Постоянное запоминающее устройство, ПЗУ: ПЗУ обычно используется для хранения программы внутри компьютера.В больших компьютерах он используется для хранения загрузочной программы, но во встроенных процессорах и вычислительных системах он используется для хранения всей программы. В отличие от ОЗУ, ПЗУ - это постоянная форма хранения, которая не теряет своего содержимого при отключении питания. Некоторые формы ПЗУ можно перепрограммировать, и данные программы могут быть обновлены при установке правильных условий. Эта форма ПЗУ называется программируемым постоянным запоминающим устройством или ППЗУ.
  • Оперативная память, RAM: Элементы RAM компьютера или процессора используются для временного хранения данных программы или инструкций.Данные могут быть записаны в ОЗУ в любое время, и важной особенностью ОЗУ процессора является то, что она теряет свою дату при отключении питания. ОЗУ бывает двух форм - статической и динамической.
    • Динамическое ОЗУ: Динамическое ОЗУ используется в компьютере или процессоре любой формы, это основная форма ОЗУ, используемая для хранения большей части данных. Она более плотная, чем статическая ОЗУ, но медленнее, чем статическая ОЗУ.
    • Статическая RAM: Эта форма RAM используется с некоторыми процессорами, особенно в компьютерах для кэш-памяти - памяти, которая используется для частого доступа к данным.Это быстрее, чем динамическая ОЗУ, но менее плотно.
  • Интерфейс: Интерфейс или ввод / вывод, который означает ввод / вывод, является способом, которым компьютер в целом взаимодействует с внешним миром.
  • Шина данных: Шина данных - это шина данных, состоящая из нескольких линий, которая используется для передачи длинных данных. Шина данных обычно используется для отправки полных байтов данных за один раз, т. Е. Параллельных битов и последовательных байтов.В таких системах требуется количество строк, равное количеству байтов в каждом байте. Таким образом, обычно ширина шины данных может составлять 4, 8, 16, 32 64 бита в зависимости от системы.

Аппаратное обеспечение процессора компьютера может иметь множество физических форм. Это может быть большой мэйнфрейм-копьютер, используемый для огромных объемов обработки, это может быть настольный компьютер, это может быть небольшая система на основе микроконтроллера, настроенная для конкретной задачи, где требуется лишь небольшой объем обработки.Какими бы ни были требования, процессор компьютера будет иметь такую ​​же базовую структуру и те же основные схемные блоки.

Дополнительные темы по цифровой логике и встраиваемым системам:
Программирование ПЛИС Встроенные системы Как работает компьютер Основы проектирования логических схем Рекомендации по проектированию логики / схем
Вернуться в меню Цифра / Логика / Обработка. . .

Так как же на самом деле работают компьютеры? | Уго Санчес

Общий обзор того, как двоичные числа заставляют работать компьютеры, для любопытных нетехнических людей.

Фото Федерики Галли на Unsplash

Мне всегда было любопытно, как работают компьютеры, но на самом деле я никогда не думал, что у меня будут реальные базовые знания, чтобы понять это, даже на высоком уровне. Поэтому исследование для написания этого сообщения в блоге и обнаружение того, что его не так сложно понять, было очень полезным, плюс понимание того, как работают компьютеры, опять же даже на высоком уровне, довольно умопомрачительно.

В большинстве случаев компьютер воспринимается как машина ввода / вывода .Это довольно простая идея: компьютеры берут информацию из внешних источников (вашей клавиатуры, мыши, датчиков или Интернета), хранят ее, обрабатывают и возвращают результат (вывод) этого процесса. Кстати, если вы думаете об этом, в тот момент, когда компьютеры подключаются через Интернет, возникает бесконечный цикл входов и выходов, поскольку выход одного компьютера (скажем, веб-сайта) становится входом другого и так далее (!!) .

Итак, мы все довольно привыкли и знакомы с тем, как компьютер должен получать ввод и распечатывать какой-то вывод, мы все использовали мышь или клавиатуру, или даже разговаривали с компьютером, и мы все читали статья на веб-сайте, прослушивание музыки или просмотр старых изображений и т. д.То, с чем мы не так хорошо знакомы и что нам обычно трудно понять, - это то, как компьютер на самом деле обрабатывает информацию.

Итак, да, на очень фундаментальном уровне все, что понимает компьютер, - это единицы и нули, что означает, что каждый отдельный ввод и вывод в какой-то момент преобразуется в единицы и нули или из них. Что сильного в единицах и нулях (также называемых битами - из двоичного числа), так это то, что они позволяют нам преобразовывать любую информацию в электрические сигналы (ВКЛ / ВЫКЛ). Пожалуйста, подумайте об этом: ВСЕ, что вы видите, думаете или с чем взаимодействуете, на самом деле может быть переведено и представлено в виде электрических сигналов (!!!). Представление информации в виде электрических сигналов позволяет компьютерам фактически обрабатывать эту информацию и преобразовывать ее.

Так как же работает двоичная система счисления? Двоичные числа означают, что все числа вычисляются с основанием 2. Например, большинство из нас привыкло думать о числах с основанием 10. Если вы думаете о любом числе, скажем, 2561, вы можете увидеть, как в зависимости от положения число занимает справа налево, число имеет другое значение, кратное десяти.В этом примере, например, 1 занимает позицию 1, 6 занимает позицию 10, 5 занимает позицию 100 и 2 занимает позицию 1000. Таким образом, (2x1000) + (5x100) + (6x10) + (1x1) = 2561. Двоичные числа работают точно так же, но каждый шаг приращения представляет собой приращение x2 по сравнению с предыдущим. Вот пример того, как представить число 12:

Итак, с 8 битами вы можете представить любое число от 0 до 255, а с 32 битами вы можете представить любое число от 0 до 4 миллиардов. Вы наверняка думаете, но как насчет строк и знаков препинания? Что ж, на сегодняшний день мы по-прежнему следуем ASCII, американскому стандартному коду обмена информацией, который в основном сопоставляет любой символ или знак препинания, включая заглавные буквы, с одним из 8-битных чисел. Вот как мы используем числа для обозначения букв.

Конечно, а как насчет изображений? Ну, на самом деле изображение также можно уменьшить до нулей и единиц. Как вы знаете, любой экран имеет заданное количество пикселей, и каждый пиксель имеет цвет, и, как вы знаете, используя цветовые коды RGB или HEX, мы можем представлять цвета в виде чисел, что означает, что мы можем в основном сказать компьютеру, какой цвет должен иметь каждый пиксель. .То же самое касается музыки, видео и любой другой информации, которую вы только можете придумать.

Но как, черт возьми, мы «вычисляем» электрические сигналы? Вот тут-то и пригодятся электрические схемы. На самом базовом и упрощенном уровне мы можем использовать электрические схемы, чтобы они вели себя как «логические машины». У нас могут быть схемы, которые при заданном вводе будут возвращать вывод в зависимости от логики, с которой они были построены (Not, And, Or), а также суммы, вычитания, умножения и деления. Интересная часть состоит в том, что, используя эти самые элементарные формы представления и обработки информации, мы можем фактически достичь «функциональной полноты», которая является термином, используемым в логике для обозначения набора логических операторов, которые могут представлять все возможные таблицы истинности, которые это причудливый способ математики сказать, что небо - это предел. Все эти вычисления происходят в модуле внутри вашего ЦП, который называется ALU (Arithmetic Logic Unit).

Как вы, наверное, знаете, ЦП - центральный процессор - это мозг компьютеров, и именно здесь происходят все вычисления.В процессорах интересно то, что у них нет памяти, а это значит, что они не могут ничего запомнить. Без памяти все вычисления будут потеряны сразу после их выполнения. Грубо говоря, и как вы, возможно, уже знаете, наши компьютеры используют два типа памяти: RAM, что означает оперативную память и постоянную память. ОЗУ можно представить как огромную сетку (матрицу), хранящую 8-битные числа. Память RAM отслеживает «адреса» в матрице памяти любого заданного 8-битного числа, когда это необходимо ЦП. И знаете что? Для выполнения этих операций мы используем ту же логику схемы, что и раньше. То есть мы используем ту же самую логику, чтобы позволить сохранить данный ввод в заданном «месте» в памяти или получить доступ к любой части информации, хранящейся в нем.

Я знаю, что едва касаюсь того, как здесь работают компьютеры, но просто чтобы понять это, у меня ушло довольно много времени и уже несколько раз поразило меня. Что меня восхищает в этом, так это то, насколько мощны компьютеры и насколько они встроены в нашу повседневную жизнь, поэтому я думаю, что важно хотя бы иметь интуитивное представление о том, как они работают.Также, как всегда, если вы заметите какую-либо ошибку, дайте мне знать.

Я закончу этот пост видео, которое мне очень нравится, где Стив Джобс сравнивает компьютеры и велосипеды:

Вот список удивительных ресурсов, которые я нашел во время исследования для этого поста:

Khan Academy's 5 short видеоролики о том, как работают компьютеры: https://www.khanacademy.org/computing/computer-science/how-computers-work2/v/khan-academy-and-codeorg-introduction-how-computers-work

Серия ускоренных курсов

по информатике совершенно потрясающие: https: // www.youtube.com/watch?v=O5nskjZ_GoI

Введение в таблицы логики и истинности: https://medium.com/i-math/intro-to-truth-tables-boolean-algebra-73b331dd9b94

NAND Logic, to лучше понять, как электрические цепи могут выполнять логические операции: https://en.wikipedia.org/wiki/NAND_logic

Страница Wikipedia для ASCII: https://en.wikipedia.org/wiki/ASCII

Wikipedia страница двоичного кода с краткой историей двоичной арифметики: https: //en.wikipedia.org / wiki / Binary_code

Если вы хотите копнуть глубже, вот отличное место для начала: https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/81624/how-do-computers-work/81715

Спасибо за чтение до сих пор.

Что такое компьютерное оборудование? | Crucial.com

Хотите знать, какое оборудование установлено в вашем компьютере? Станьте профессиональным компьютерным специалистом с нашим кратким руководством по этим важным компонентам и их ролям.

Проще говоря, компьютерное оборудование - это физические компоненты, которые требуются компьютерной системе для работы.Он включает в себя все, включая печатную плату, которая работает на ПК или ноутбуке; включая материнскую плату, видеокарту, ЦП (центральный процессор), вентиляторы, веб-камеру, блок питания и т. д.

Несмотря на то, что конструкция оборудования для настольных ПК и ноутбуков различается из-за разницы в размерах, в обоих будут присутствовать одинаковые основные компоненты. Без оборудования не было бы возможности запускать необходимое программное обеспечение, которое делает компьютеры такими полезными. Программное обеспечение определяется как виртуальные программы, которые запускаются на вашем компьютере; то есть операционная система, интернет-браузер, текстовые документы и т. д.

Хотя компьютер может функционировать только тогда, когда аппаратное и программное обеспечение работают вместе, скорость системы в значительной степени зависит от используемого оборудования.

При сборке нового компьютера или простой замене старых частей вам может потребоваться знать конкретное оборудование на вашем компьютере. Таким образом, цель этого руководства - помочь вам понять, как устроен ваш компьютер.

Материнская плата - это то, что заставляет ПК работать.В нем размещается ЦП и является концентратором, через который работает все остальное оборудование. Материнская плата действует как мозг; распределяет мощность там, где это необходимо, взаимодействует со всеми другими компонентами и координирует их работу, что делает его одним из самых важных аппаратных компонентов компьютера.

При выборе материнской платы важно проверить, какие аппаратные порты поставляются на материнской плате. Крайне важно проверить, сколько портов USB и какого они класса (USB 2.0, 3.0, 3.1), а также какие порты дисплея используются (HDMI, DVI, RGB) и сколько их имеется.Порты на материнской плате также помогут вам определить, какое другое оборудование будет совместимо с вашим компьютером, например, какой тип оперативной памяти и видеокарты вы можете использовать.

Несмотря на то, что материнская плата - это всего лишь одна часть схемы, на ней размещается еще один из наиболее важных компонентов: процессор.

ЦП (центральный процессор или процессор) отвечает за обработку всей информации из программ, запускаемых на вашем компьютере. «Тактовая частота» или скорость, с которой процессор обрабатывает информацию, измеряется в гигагерцах (ГГц). Это означает, что процессор, рекламирующий высокую тактовую частоту, вероятно, будет работать быстрее, чем аналогично указанный процессор той же марки и возраста.

Оперативная память или ОЗУ - это оборудование, находящееся в слотах памяти на материнской плате. Роль ОЗУ состоит в том, чтобы временно хранить оперативную информацию, созданную программами, и делать это таким образом, чтобы эти данные были немедленно доступны.Задачи, требующие случайной памяти, могут быть: рендеринг изображений для графического дизайна, редактирование видео или фотографий, многозадачность с несколькими открытыми приложениями (например, запуск игры на одном экране и общение через Discord на другом).

Требуемый объем оперативной памяти зависит от программ, которые вы будете запускать. В играх средней интенсивности обычно используется 8 ГБ памяти, когда они выполняются вместе с другими программами, но видео / графический дизайн может использовать до 16 ГБ ОЗУ.Узнайте, сколько памяти требуется вашему компьютеру.

Жесткий диск - это запоминающее устройство, отвечающее за хранение постоянных и временных данных. Эти данные поступают во многих различных формах, но по сути представляют собой все, что сохранено или установлено на компьютере: например, компьютерные программы, семейные фотографии, операционная система, текстовые документы и так далее. Узнайте больше о жестких дисках и о том, как они работают.

Существует два разных типа запоминающих устройств: традиционный жесткий диск (HDD) и новые твердотельные накопители (SSD).Жесткие диски работают путем записи двоичных данных на вращающиеся магнитные диски, называемые пластинами, которые вращаются с высокой скоростью, в то время как твердотельный накопитель хранит данные с помощью микросхем статической флэш-памяти. Узнайте больше о компьютерном хранилище и о том, как работают твердотельные накопители.

Особенно важно для 3D-рендеринга, GPU делает именно то, что предполагает его название, и обрабатывает огромные пакеты графических данных. Вы обнаружите, что на видеокарте вашего компьютера есть хотя бы один графический процессор.В отличие от основных встроенных графических возможностей, которые предоставляют материнские платы ПК, специальные графические карты взаимодействуют с материнской платой через слот расширения для работы почти исключительно с графическим рендерингом. Это также означает, что вы можете обновить свою видеокарту, если хотите получить от своего ПК немного больше производительности.

Не только это, но и современные графические процессоры выполняют широкую вычислительную нагрузку, выходящую за рамки простого рендеринга, что делает их расширением центрального процессора.

Блок питания, обычно называемый PSU, не просто обеспечивает питание вашего компьютера.Это точка, в которой питание поступает в вашу систему от внешнего источника питания и затем распределяется материнской платой на отдельные компоненты оборудования. Однако не все блоки питания сделаны одинаково, и без блока питания нужной мощности ваша система не сможет работать.

Современному компьютеру обычно требуется блок питания мощностью от 500 Вт до 850 Вт для эффективного питания всего оборудования, хотя размер блока питания будет полностью зависеть от энергопотребления системы. Компьютеры, которые используются для выполнения очень интенсивных задач, таких как графический дизайн или игры, потребуют более мощных компонентов и, следовательно, для удовлетворения этой дополнительной потребности потребуется более мощный блок питания.

Без нужного количества энергии компоненты не смогут эффективно работать, и компьютер может вылететь из строя или вообще не загрузиться. Рекомендуется использовать блок питания, который более чем покрывает использование вашей системы. Вы не только защищаете себя от сбоев системы, но и защищаете себя от необходимости в новом блоке питания при переходе на более мощные компоненты ПК.

Понимание вашего компьютера и его аппаратных компонентов может оказаться очень полезным, когда придет время обновить или заменить какие-либо части или при сборке компьютера.Если возникнут проблемы с внутренней работой вашего компьютера, вы лучше поймете важность каждого компонента, необходимость их хорошего рабочего состояния и способы решения любых проблем.

Как работает доступ к удаленному рабочему столу - попробуйте бесплатно

Узнайте о технологии безопасности GoToMyPC.

Мы разработали нашу технологию для максимальной скорости, безопасности и удобства использования, чтобы вы могли легко войти в систему и подключиться на ваш хост-компьютер с любого удаленного компьютера или мобильного устройства.

Безопасный вход и аутентификация

Когда вы входите на защищенный HTTPS веб-сайт или мобильное приложение GoToMyPC и выбираете хост-компьютер, к которому вы хотите получить доступ, брокер GoToMyPC сигнализирует этому компьютеру о начале сеанса. (Помните, что вы ранее установили GoToMyPC на этот компьютер и оставили его включенным.) Главный компьютер затем просит вас ввести код доступа, который мы никогда не храним на наших серверах, а на самом главном компьютере.

Поток зашифрованных данных

После того, как вы введете правильный код доступа, брокер выберет один из наших коммуникационных серверов GoToMyPC для ретрансляции соединения между вашими устройствами, позволяя перемещать каждое действие мыши и клавиатуры между ними.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *