Что делает компьютер: Урок 3. Как работает компьютер (и другие вычислительные устройства)

Содержание

Что делает компьютер быстрым

Задумывались ли вы, что делает компьютер быстрым? Есть ли какая-то конкретная часть компьютера, которая это делает? Мощность и скорость ПК зависят от множества компонентов системы. Мы обсудим наиболее важные части и быстродействие.

Какие детали делают компьютер быстрым?

Процессор является одним из основных компонентов компьютера. Общая скорость или «тактовая частота» обычно определяется скоростью обработки данных. Когда вы читаете, то, скорее всего, у вас открыто несколько окон одновременно. Чем больше ваш ПК способен обрабатывать и выполнять инструкций в секунду и будет определять скорость вашего компьютера.

Первый компьютерный процессор имел скорость обработки 740 кГц и мог обрабатывать 92 000 команд в секунду. Это может звучать громко, но современные процессоры являются многоядерными ГГц процессорами и могут обрабатывать более 100 миллиардов команд в секунду. Чем мощнее ваш процессор, тем больше будет скорость работы вашего компьютера. Двухъядерных или четырехъядерных процессоров должно хватить для повседневных нужд.

Еще одним важным аспектом характеристики компьютера является кэш. В то время как современные машины могут выполнять 100 миллиардов инструкций каждую секунду, процессор обычно ожидает инструкций от жесткого диска и оперативной памяти. Поскольку это более медленные типы памяти, компьютер использует кэш для передачи данных между процессором, памятью и всеми компонентами компьютера. Кеш — это самый быстрый тип памяти внутри компьютера. Кэш 2-го и 3-го уровня поможет ПК хранить и отправлять дополнительные инструкции. Чем больше кеша, тем эффективнее будет работа.

Следующая часть того, что заставляет компьютер работать быстрее, — это оперативная память или оперативная память. RAM — это кратковременное хранилище данных компьютера. Здесь хранится информация, которую ваш компьютер активно использует. Эта кратковременная память позволяет быстрее получать доступ к информации. Если вы используете несколько программ одновременно, вам потребуется больше оперативной памяти.

Скорость шины — еще одна важная составляющая того, что делает компьютер быстрее. Шина — это цепь, соединяющая разные части материнской платы. Чем больше данных может обработать шина за один раз, тем быстрее информация будет перемещаться. Скорость шины измеряется в мегагерцах. Скорость шины обычно относится к передней стороне шины или FSB. FSB — это то, что соединяет процессор с северным мостом (чипсет, который связывается с процессором компьютера и контролирует взаимодействие с памятью). Поскольку FSB является своего рода посредником, его скорость может существенно улучшить производительность компьютера.

Жесткий диск также является одной из основных частей компьютера, которая способствует его скорости. Жесткий диск содержат движущиеся части, что может привести к некоторому замедлению чтения и записи (в основном в зависимости от характеристик жесткого диска). Жесткий диск на 5400 об / мин будет медленнее, чем диск на 7200 об / мин. Твердотельный накопитель не имеет движущихся частей, но вместо этого использует флэш-память, которая часто считывает и записывает время быстрее, чем традиционный жесткий диск. Хотя один новее, чем другой, все еще ведутся дебаты о том, что лучше: HDD против SSD. Есть преимущества для обоих типов жестких дисков. Жесткий диск с большим кешем позволит обрабатывать данные более эффективно.

Последний аппаратный элемент — это видеокарта или графический процессор (GPU). Замена графического процессора может быть тем, что увеличивает скорость вашего ПК. Для работы графического процессора также необходим доступ к оперативной памяти. Бортовые видеокарты выделяют часть своей оперативной памяти для графических функций. Добавление совершенно отдельного графического процессора потенциально увеличит скорость вашей текущей встроенной оперативной памяти, а также будет иметь собственный набор оперативной памяти. Из-за этого обработка графики и общая многозадачность системы получат прирост скорости.

Помимо самого лучшего аппаратного обеспечения, наличие новейшей операционной системы также будет способствовать более быстрой работе Windows. Это также включает в себя последние обновления программного обеспечения. Поддержание операционной системы компьютера в актуальном состоянии является важной частью ее скорости, эффективности и безопасности. Другая причина использования новейшей операционной системы и программного обеспечения заключается в том, что новые технологии внедряются каждый день, и наличие необходимой системы для поддержки новой технологии является обязательным.

Выводы

Скорость компьютера — это сумма его частей. Компьютер — это сложная система, которая использует множество различных частей для выполнения различных функций, которые мы от него требуем. Итак, если кто-то спросит вас: «Что делает компьютер быстрым?» это все вышеперечисленное. Вам понадобится лучший процессор, кэш, оперативная память, скорость шины, жесткий диск, графический процессор, а также новейшее программное обеспечение и операционная система. Все эти аспекты, работая вместе в гармонии, делают компьютер быстрым. Если один из этих аспектов не такой быстрый или мощный, как остальные, ваш компьютер может потерять скорость. Иногда достаточно просто почистить диски компьютера и устранить неполадки в сети, чтобы ускорить работу.

Как работает компьютер. Часть 1. Что такое компьютер и из чего состоит компьютер. / zremcom.com

Зачастую при упоминании слова «технология», большинство людей начинает думать о компьютерах, ведь фактически почти у каждого аспекта наших жизней есть некоторый компьютеризированный компонент. Различные устройства в наших домах имеют встроенные микропроцессоры, чипы и другие элементы компьютеров, они присутствуют в наших телевизорах, автомобилях, стиральных машинах, микроволновках и т.д., но компьютер, о котором все думают сначала, обычно является «персональным» иначе ПК.

ПК является инструментом общего назначения, созданного вокруг небольшого микропроцессора. У ПК есть много различных частей — память, жесткий диск, модем, и др. Их всех объединяет одна общая цель – выполнить поставленную задачу. Это означает, что Вы можете делать разнообразные вещи на компьютере. Вы можете использовать его, чтобы создавать и редактировать документы, отправлять электронную почту, играть в игры и юзать интернет и массу других вещей.

Компьютеры прослеживают свою историю до 1970-ых, когда человек по имени Эдвард Робертс начал продавать компьютерные наборы, основанные на кристалле микропроцессора, разработанном Intel. Робертс назвал свой компьютер Альтаиром 8800 и продавал несобранные наборы за 395 долларов за один. К удивлению многих тогдашних умников наборы стали мгновенным хитом, и эра персонального компьютера началась.

Несколько лет позже, дуэт Стива Джобса и Стива Уозниэка выпустили компьютер Apple II и, начиная с этого момента популярность персонального компьютера, действительно начала взлетать. Другие производители следовали примеру, и скоро были выпущенны компьютеры от Commodore, Atari и Texas Instruments. Как видите, IBM вошел в игру совсем не после дебюта Apple II.

Сегодня, когда кто-то говорит о ПК, они имеют в виду машину, работающую на операционной системе Microsoft Windows с x86-64 совместимым микропроцессором, а вот компьютеры Apple Macintosh – технически попадающие под ПК, большинство из вас не назвало бы персональным компьютером, хотя старт компьютерных технологий остается за Apple.

В этой статье я буду говорить о ПК в общем, о его различных частях, которые входят в состав. Вы узнаете о различных компонентах, и как они взаимодействуют в основном операционном процессе.

Давайте посмотрим на основные компоненты типичного настольного компьютера:

Центральный процессор (ЦП) — «мозг» компьютерной системы. Это — микросхема, которая содержит полный вычислительный механизм. В качестве своего родного языка ЦП использует ассемблер. За всем, что делает компьютер, наблюдает ЦП.
Память — оперативное хранение информации. Большая скорость обмена данными необходима, потому что память соединяется непосредственно с микропроцессором. Есть несколько определенных типов памяти в компьютере;
Оперативная память (RAM — используется, чтобы временно хранить информацию, с которой компьютер в настоящий момент работает;
Постоянная память (ROM) — постоянный тип хранения памяти, используемого компьютером для важных данных, которые в процессе работы не изменяются. Базовая система ввода-вывода (BIOS) — тип ROM, который используется во всех компьютерах, чтобы установить начальную передачу данных при включении компьютера.
Кэширование — хранение часто используемых данных в чрезвычайно быстрой RAM, которая соединяется непосредственно с ЦП.
Виртуальная память — пространство на жестком диске, используемое, для временного хранения данных и загрузки в и из RAM как рабочая информация.
Флэш-память — твердотельное устройство хранения информации, Флэш-память не требует никаких дополнительных устройств и сохраняет данные даже после отключения компьютера.
Системная плата (материнская плата) — это — основная печатная плата, с которой соединяются все другие внутренние компоненты такие как ЦП, память и др. На материнской плате могут располагаться разнообразные компоненты, которые либо встраиваются в её саму либо подключаются через дополнительные слоты это может быть звуковая карта, видеокарта и др. )
Блок питания — электрический преобразователь, который регулирует электричество, используемое компьютером.
Жесткий диск – емкость для постоянного хранения большого объема информации, такой как программы, документы, игры и др.. Традиционные жесткие диски содержат подвижные части – внутренние диски («блины»), на которых он хранит данные. Диск вращает блины, чтобы записать и считать данные. Некоторые более новые жесткие диски основаны на флэш-памяти без подвижных частей. Эти диски называют твердотельными дисками.
Операционная система — основное программное обеспечение, которое позволяет пользователю взаимодействовать через интерфейс с компьютером.
Дисковод со встроенным контроллером (IDE, SATA I, II, III).
Контроллер — основной интерфейс для жесткого диска, дисковода для компакт-дисков и дисковода флоппи дисков.
Ускоренный графический порт (AGP, PCI-E I, II) — очень высокоскоростное соединение, используемое видеокартой, чтобы взаимодействовать через интерфейс с компьютером.
Звуковая карта — используется компьютером, чтобы записывать и воспроизводить аудио, преобразовывая аналоговое звучание в цифровую информацию, как в прямом так и в обратном направлении.
Видеокарта — преобразовывает данные изображения из компьютера в формат, который может быть выведен на экран монитора. У современных видеокарт есть свои собственные мощные процессоры (названный GPU — графический процессор). GPU обрабатывает операции, которые в его отсутствие обрабатывал бы ЦП.
Порты – в рамках компьютерного оборудования, порт — интерфейс, который позволяет компьютеру связываться с периферийным оборудованием.
Часы реального времени — у каждого ПК есть часы, содержащие вибрирующий кристалл кварца. Обращаясь к этим часам, все компоненты в компьютере могут синхронизироваться должным образом.
Дополнительный элемент питания и связанная с ним память — CMOS и батарея CMOS позволяют компьютеру хранить информацию даже когда он отключен от сети 220В. Батарея обеспечивает бесперебойное питание памяти CMOS.
Вентиляторы, теплоотводы и системы охлаждения — компоненты в компьютере необходимые для отвода тепла, ведь от перегрева элементов компьютера может пострадать его производительность или вовсе перегреться и потерять работоспособность.

Как работает компьютер

следующий →
← предыдущая

Когда человек впервые знакомится с компьютерной системой, в его сознании возникает любопытство, как эта машина работает на самом деле, как она понимает мои слова и выводит результаты, как только мой глаз моргает. Все такие вопросы возникают, когда у нас нет знаний об истории компьютера. Здесь мы дадим вам все ответы на ваш пытливый ум и обсудим рабочий процесс компьютерной системы.

Что такое компьютер

Первоначально, как новый пользователь, он должен быть знаком с машиной, которая известна как Компьютер . Итак, компьютер — это электронное устройство, для работы которого требуется источник питания. Блок питания — это спасательный круг компьютера, как вода — спасательный круг человеческого тела. Для обработки предоставленной нами информации используется компьютер. Он берет информацию или данные с одного конца, сохраняет их для обработки и, наконец, после завершения обработки выводит результат с другой стороны. Информация, которую он принимает на одном конце, известна как Компьютерный ввод , а результат, который он обеспечивает после обработки, известен как Компьютерный вывод . Место, где он хранит информацию, известно как Память компьютера или ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) . Компьютерная система хранит информацию в битах . Биты — это наименьшая единица хранения данных компьютера.

Основные компоненты компьютера

Компьютерная система работает, комбинируя ввод, пространство для хранения, обработку и вывод. Эти четыре являются основными компонентами компьютера.

Давайте разбираться по порядку:

Ввод: Ввод — это информация, которую мы предоставляем Компьютеру. Мы предоставляем информацию с помощью устройств ввода компьютера: клавиатуры, мыши, микрофона и многих других. Например, когда мы печатаем что-то с помощью клавиатуры, это называется вводом, предоставляемым компьютеру.
Место для хранения: Это место, где хранится наша информация. Он известен как компьютерная память, в которой хранятся данные. Компьютер использует жесткий диск для хранения файлов и документов. Он использует два типа памяти, то есть внутреннюю память и внешнюю память. Внутренняя память известна как RAM, которая является энергозависимой по своей природе. Он хранит данные временно, т. е. когда данные готовы к обработке, загружаются в оперативную память, а после обработки перемещает данные в хранилище. С другой стороны, внешняя память используется для постоянного хранения данных до тех пор, пока вы не удалите ее или она не выйдет из строя.
Обработка: Обработка ввода выполняется ЦП, который является центральным процессором компьютера. Он также известен как мозг компьютера, который отвечает за обработку данных, предоставленных пользователем. Скорость компьютерного мозга в четыре раза выше скорости человеческого мозга.
Вывод: Когда мы печатаем что-либо с помощью клавиатуры, место, где мы видим введенные данные, — это монитор компьютера или экран компьютера. Экран компьютера позволяет видеть ввод, который мы предоставили компьютеру. В том числе существуют различные типы устройств вывода компьютера, такие как громкоговорители, проекторы, принтеры и многие другие.

Все они играют жизненно важную роль в работе компьютерной системы.

Аппаратное и программное обеспечение

Устройства ввода и вывода, к которым можно прикоснуться физически, называются аппаратными средствами системы. Например, клавиатура, мышь, экран и т. д. Приложения, которые находятся на компьютере и могут только видеть их, но не могут к ним прикасаться, называются программным обеспечением. Например, Microsoft Word, Excel, Paint и все установленное в системе программное обеспечение.

Как все это заставляет компьютер работать

Вместе эти основные компоненты компьютерной системы обеспечивают работу компьютера.

Операционная система.
Начинается процесс загрузки системы, загружающий операционную систему (Windows, Linux, Mac и т. д.) со всеми связанными файлами. Начальный загрузчик запускает загрузку системы. Таким образом, Windows и другие ее основные службы загружаются в систему.
Поскольку операционная система загружена на компьютер, установленное оборудование системы становится активным и может взаимодействовать с ЦП. Связь аппаратных устройств осуществляется через запрос на прерывание (IRQ). Когда текущая задача уже выполняется, контроллер прерываний отправляет запрос на ЦП, чтобы остановить обработку нового аппаратного запроса, пока выполнение текущей задачи не будет завершено. ЦП удерживает новый запрос на удержании, и этот процесс сохраняется как адрес памяти в стеке памяти. Когда выполнение текущей задачи завершено, приостановленная задача возобновляется и обрабатывается.
Однако, если компьютер не проходит тест POST, происходит неправильный тест POST. Мы можем понять нерегулярный POST, когда слышим звуковой сигнал, исходящий от системы, который уведомляет нас о возникновении какой-либо проблемы.
Когда мы включаем компьютерную систему нажатием кнопки питания, сигнал достигает источника питания, который преобразует переменный ток в постоянный ток, также известный как постоянный ток. После этого на каждый компонент компьютера подается достаточное питание.
Без проблем, все компоненты приходят в активное состояние, блок питания посылает сигнал на материнскую плату и процессор через транзисторы. За это время процессор удаляет оставшиеся данные в памяти, и процессор становится готовым принять инструкцию (ввод) и обработать ее.
POST (самопроверка при включении) выполняется на компьютере в определенной последовательности, чтобы убедиться, что основные компоненты компьютера существуют и работают должным образом. Когда компьютер проходит тест, во-первых, пробуждается 64-байтовая память, потому что она содержит информацию о системном времени и дате, а также всю другую информацию, связанную с оборудованием, установленным в системе. Эта информация начинает загружаться, и POST проверяет и сравнивает эту информацию с настройками системы. При успешном сравнении он загружает основные драйверы (что позволяет продолжать загрузку связи аппаратных устройств с ЦП и компьютером) и прерывает обработчики установленных аппаратных средств, таких как клавиатура, жесткий диск, мышь и многое другое.
После этого POST проверяет адаптер дисплея и, не обнаружив проблем, загружает изображение, которое мы видим на мониторе компьютера. Затем проверяется, выполняется ли холодная перезагрузка или перезагрузка (горячая перезагрузка), просматривая адрес памяти 0000:0472. Если это 1234h, значит это перезагрузка, а остальные шаги POST пропускаются. Но, если это не так, значит это холодная перезагрузка, и остальные шаги POST продолжаются.
Теперь проверяется оперативная память, установленная в системе компьютера.

Наконец, POST проверяет оптический привод и жесткий диск компьютера, посылая им сигналы. Когда все диски успешно проходят тест, POST завершается и дает указание начать загрузку

Следующая темаКак проверить характеристики компьютера

← предыдущая
следующий →

Как работает компьютер?

Компьютер — это машина, состоящая из аппаратных и программных компонентов. Компьютер получает данные через устройство ввода на основе данных ему инструкций и после обработки данных отправляет их обратно через устройство вывода. Как это сочетается, чтобы заставить компьютер работать?

Устройства ввода компьютера могут зависеть от типа компьютера, с которым мы имеем дело, но чаще всего мы находим мышь, клавиатуру, сканер или даже приложения (программное обеспечение), установленные на компьютере. Как только данные получены, центральный процессор (ЦП) вместе с другими компонентами берет на себя и обрабатывает полученную информацию. Как только данные будут готовы, они будут отправлены обратно через устройство вывода, которое может быть монитором, динамиком, принтером, портами и т. д.

Чтобы лучше представить, как работает компьютер, знание того, что внутри, облегчит задачу. Вот основные компоненты компьютера:

ЦП — или центральный процессор считается самым важным компонентом компьютера и не зря. Он выполняет большинство операций, благодаря которым он функционирует, обрабатывая инструкции и передавая сигналы другим компонентам. Центральный процессор является основным связующим звеном между всеми основными частями компьютера.
ОЗУ — оперативное запоминающее устройство, или сокращенно ОЗУ, — это компьютерный компонент, в котором данные, используемые операционной системой и программными приложениями, хранятся для того, чтобы ЦП мог их быстро обрабатывать. Все, что хранится в оперативной памяти, теряется при выключении компьютера. В зависимости от приложений, которые вы используете, обычно существует максимальный предел оперативной памяти, необходимый для правильной работы компьютера.
Жесткий диск — также известный как жесткий диск, это компонент, на котором хранятся фотографии, приложения, документы и тому подобное. Хотя они все еще используются, у нас есть гораздо более быстрые типы устройств хранения, такие как твердотельные накопители (SSD), которые также более надежны.
Материнская плата — Аббревиатуры для этого компонента нет, но без него не может быть компьютера. Материнская плата действует как дом для всех других компонентов, позволяет им общаться друг с другом и дает им питание для функционирования. Есть компоненты, которые не требуют физического подключения к материнской плате для работы, такие как Bluetooth или Wi-Fi, но если нет подключения или какого-либо сигнала, компьютер не узнает об этом.
Видеокарты и звуковые карты – Два компонента, помогающие пользователю взаимодействовать с компьютером. Хотя можно использовать компьютер с отсутствующей звуковой картой, без видеокарты его использовать практически невозможно.