Центральный процессор (CPU)
Основной составляющей любого компьютера является Central Processor Unit (CPU) или процессор. Существует большое разнообразие процессоров со своей определенной системой команд. Схему работы процессора можно представить таким образом: процессор получает определенные заранее последовательности, которые представляют собой определенный ряд чисел, при этом каждое из них может быть расценено им в качестве команды, согласно заложенной в нем системой команд, или как ее еще называют - внутренней таблицей. В ней данные могут восприниматься по-разному, в зависимости от типа процессора. Стоит отметить, что интерпретация одного и того же числа в разных типах процессоров может быть различной, в том числе не содержать в себе команд. Это объясняется тем, что процессор принимает двоичные команды и программа, которая ориентирована на определенный тип процессора, не может быть прочитана и выполнена каким-либо другим его типом.
Память
После процессора стоит выделить еще одну важную составляющую часть любого компьютера – память, или запоминающее устройство. Принято выделять следующие виды памяти:
- ОЗУ, которое применяется с целью записи данных на компьютер и их дальнейшего чтения (например, запись выходных результатов работы программы с целью дальнейшей работы с ними на каком-либо внешнем устройстве);
- ПЗУ, которое хранит в памяти постоянные (неизменяемые в течение времени) данные.
Отличительной особенностью ОЗУ от ПЗУ является их энергозависимость. Так, ПЗУ сохраняет все записанные в него данные не зависимо от поступления энергии в компьютер, в то время как в ОЗУ, при отключении электропитания или других проблем, связанных с электричеством, безвозвратно может их потерять.
Кроме вышеперечисленных принято выделять еще один тип памяти, получивший большое распространение совсем недавно, а именно флэш-память (flash memory). Она имеет ряд общих черт с ОЗУ и ПЗУ. Как и в ПЗУ при проблемах, связанных с питанием компьютера, данные, записанные во флэш-памяти, сохраняются. Кроме того, организация такого вида памяти позволяет осуществлять программную запись данных, как в ОЗУ. Во втором случае стоит отметить незначительный недостаток предоставленной возможности – запись данных происходит с более низкой скоростью, чем в ОЗУ.
Память в компьютере представлена в виде ячеек, которые служат для обращения процессора к конкретному месту в памяти. Для этого все ячейки памяти имеют свой собственный идентификатор – уникальный адрес, представленный в числовом виде, который организован в виде матрицы. Запрос к конкретной ячейке происходит в результате обращения к ней процессора путем задания им номера строки и столбца матрицы, в которой она расположена. При этом для управления используют такие системные сигналы, такие как CAS и RAS, на которые можно наткнуться при настройке параметров BIOS, связанных с работой с памятью.
Старт любой программы начинается с необходимости загрузки ее данных в оперативную память, например с какого-либо внешнего устройства. При этом, загрузка может быть как полной, так и частичной. После того, как программа загружена, процессор с помощью определенных функций: счетчика команд, распознает и приводит к выполнению команды, полученные им из ОЗУ, т.е. для выполнения этих операций у него есть отведенный для выполнения данных операций регистр, содержащий ячейки, в которых хранится следующая по порядку выполнения команда. Перед тем, как программа передана к исполнению, в счетчике ее команд записан адрес ячейки, в которой находится первая к исполнению команда, во время работы – данный счетчик с каждым обращением к ячейкам увеличивается, т.е. наполнение данного регистра возрастает до исполнения следующей по порядку программы.
Рассмотренная модель раскрывает процесс запуска и исполнения программы на компьютере достаточно грубо. Стоит отметить, что в современных реалиях процессоры расширили свою функциональность, а именно: появилась возможность выполнение следующих по порядку команд до того, как завершилась предыдущая; инициирование исполнения нескольких команд может происходить единовременно и т.д. Но, несмотря на это, основная идея работы остается неизменной.
Устройства ввода-вывода
Для организации «общения» с человеком есть необходимость в обязательном обеспечении компьютера устройствами, как ввода, так и вывода информации. Наиболее распространенным и являющимся и по настоящее время основным устройством, которое выступает клавиатура. Ввод информации осуществляется за счет клавиш, на которых представлены буквы, числа и другие символы. Занесение информации в этом случае происходит следующим образом: клавиша передает уникальный, соответствующий ей двоичный код в компьютер, после этого программа, находящаяся в ПЗУ, изменяет полученные ею коды в вид, который можно использовать в программах. Для отображения результатов полученных в ходе работы за компьютером (например, текста, введенного с клавиатуры) нужно подсоединить к нему специальное устройство для вывода информации. Наиболее распространенным из таких устройств является монитор.
Для того чтобы вернуться к результатам проделанной ранее работы, необходимо его сохранить в какой-либо форме. Для этого были разработаны внешние накопители информации, позволяющие записать кроме основных результатов исполняемой программы, еще и ее текстовую составляющую (программный код). До изобретения таких накопителей люди активно использовали перфокарты. Примером их использования может быть запись в 80-х гг. для компьютеров обычных магнитофонных кассет, в этом случае «внешним накопителем информации» выступал магнитофон. В настоящее время для аналогичных целей применяют накопители расположенных на магнитных дисках, а так же лазерные диски.
Таким образом, был разобран общий принцип работы ПК и его составляющие в теории с ориентацией на прошлый опыт. Полученная информация позволит разобраться с той техникой, которая стоит на столах у большинства людей в настоящее время. Расположение тех или иных составных частей компьютера зависит от аппаратной платформы и организации, которая занималась их производством.
Посмотрите видео, в котором поясняется каким образом происходит копирование файла с флешки на рабочий стол ПК.