В 1940-х годах Томас Уотсон, глава корпорации IBM, утверждал, что всему человечеству понадобится «около пяти компьютеров». Но сейчас, менее чем через столетие, количество компьютеров и пользователей выросло до миллиарда! Правда, компьютеры тоже изменились. Тогда это были гигантские научные машины стоимостью более миллиона долларов каждая, а сегодня компьютеризированы не только компьютеры, но и телефоны, планшеты, микроволновки и холодильники. Но внешне различные устройства состоят из одних и тех же микросхем, схем и транзисторов.
Принципы работы компьютера
Компьютер можно разделить на аппаратные и программные компоненты. Проще говоря, аппаратный компонент — это физическое, реальное оборудование компьютера, а программный компонент — это программное обеспечение, которое нельзя потрогать, но которое используется для выполнения различных задач для пользователя.
Программный принцип
Программный компонент состоит из всех внутренних компонентов, которые делают работу с компьютером интуитивно понятной и удобной. Сюда входит операционная система, различное программное обеспечение и драйверы, которые способствуют правильному функционированию периферийных устройств.
Существует три типа программного обеспечения: системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение и системы программирования. Системное программное обеспечение относится к различным операционным системам, драйверам и системным утилитам, которые помогают установить «диалог» между пользователем и его устройством, управлять файлами компьютера и подключенными к нему устройствами.
Прикладная часть состоит из приложений, ориентированных на конкретные задачи. Они делятся на программы общего назначения и программы специального назначения. К первым относятся текстовые редакторы, аудиоплееры, игры и т.д., а ко вторым — различные математические, профессиональные приложения, используемые ограниченным кругом людей.
Системы программирования — это различные среды разработки, необходимые для создания пользовательских программ с использованием различных языков программирования, компиляторов, средств обслуживания и перевода.
Каковы особенности расширения nrg и как его открыть?
Аппаратный принцип
Под аппаратным обеспечением понимаются внутренние и внешние устройства компьютера, такие как клавиатура, мышь и принтер, а также сам системный блок со всеми его компонентами (материнская плата, процессор, память и т.д.) и дисплей.
Хотя все компоненты системного блока важны для правильного функционирования компьютера, на первый план выходит материнская плата, к которой подключены почти все остальные компоненты: процессор, оперативная и постоянная память, жесткий диск, видео- и звуковые карты и т.д. Материнская плата также содержит слоты расширения, транзисторы и шины, которые используются для соединения компонентов и обеспечения правильной работы.
Микропроцессор, или центральный процессор, — это небольшое электронное устройство, способное выполнять сложные вычисления. По сути, все логические и арифметические операции, лежащие в основе работы компьютера, — это работа центрального процессора.
Оперативная память — это память, используемая для выполнения определенных задач. В нем хранятся данные и инструкции, которые микропроцессор использует для выполнения операций. Постоянная память хранит программы, инструкции и алгоритмы, которые напрямую доступны микропроцессору.
Как работает компьютер?
Компьютер получает и обрабатывает данные в соответствии с определенными инструкциями и отправляет результаты на устройства вывода.
Алгоритмы (наборы инструкций), программы и все остальные данные хранятся в памяти компьютера, которая разделена на ячейки. Процессор содержит программный счетчик, который необходим для обеспечения выполнения инструкций и алгоритмов в правильном порядке. Центральный процессор также содержит модуль управления порядком выполнения инструкций при обработке данных, модуль арифметической логики, используемый для выполнения арифметических и логических операций в компьютере: сложения и сравнения.
Компьютер берет на себя обработку, хранение и печать входных (исходных) данных. Все данные представлены в двоичном коде: нули «0» (ложь) и единицы «1» (истина), которые также называются логическими переменными. В работе компьютера выделяются следующие части программы:
- Ввод: существуют различные типы ввода, такие как клавиатура и мышь, микрофон, веб-камера, сканер и т.д.
- Память/хранение: компьютер хранит все документы и файлы пользователя на жестком диске, в то время как телефоны и бытовая техника используют другие устройства, например, карты флэш-памяти.
- Обработка: выполняется процессором, находящимся глубоко внутри устройства.
- Вывод: компьютер оснащен экраном, на котором может отображаться графическая информация, а для передачи звуковой информации к компьютеру часто подключаются колонки.
Что такое печатная плата — толкование аббревиатур и использование
Что происходит, когда пользователь запускает компьютер и запускает произвольную программу? Сначала программа, хранящаяся на жестком диске, загружается в оперативную память, и она сообщает процессору, какую дополнительную информацию необходимо загрузить в оперативную память для продолжения работы. Затем процессор обрабатывает данные, взятые из оперативной памяти, по частям, выполняет алгоритмы и операции и отправляет результат обратно в оперативную память. Когда обрабатываемые фрагменты данных заканчиваются, результат загружается на жесткий диск и отправляется на хранение.
Например, пользователю нужно сложить два числа A и B, чтобы получить число C. Вводимые числа делятся на соответствующие ячейки оперативной памяти, и результат C сохраняется во второй ячейке:
- В свою очередь, управляющий модуль микропроцессора декодирует инструкции программы (в нашем случае ввод чисел A и B, их сложение и результат суммы) и, соответственно, входные данные (числа A и B, представленные в виде двоичного кода). Сначала вычисляется число A и сохраняется в оперативной памяти.
- Число B отправляется непосредственно в модуль арифметической логики (ALM), где выполняется необходимая математическая операция.
- Результат сохраняется в регистре процессора, если программе не дано указание сохранить результат, или, если это так, число C помещается блоком управления в оперативную память.
- Когда программа закрывается, результат ее выполнения сохраняется на жестком диске компьютера.
