Принцип работы компьютера

Оценить статью
(2 голосов)
Содержание[Скрыть]

Сейчас сложно представить жизнь без компьютера. Поэтому каждый человек XXI века должен иметь представление об основных принципах работы ПК. Эти сведения могут пригодиться как при выполнении работы или других дел на компьютере каждый день, так и в решении каких-либо проблем, связанных с ним. Для того чтобы понять принцип его работы, необходимо рассмотреть его составляющие.

Центральный процессор (CPU)

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

memory

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.

hard disk

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.

Прочитано 1409 раз
  • Добавить комментарий


    Защитный код
    Обновить