В этой статье попытаюсь рассказать о том, как устроен компьютер в доступной форме. Эта статья подойдёт для всех, от обычных пользователей до программистов и айтишников.
Изначально стоит разделить компьютер на составные части и объяснить принцип их работы, будет плюсом, если вы знакомы с алгеброй буля, но не обязательно.
В предисловии стоит отметить, что компьютеры изпользуют всем знакомый двоичный код, состоящий их нулей и единиц, он используется в компьютерах, так как в компьютерном представлении единица - это наличие заряда на контакте, а ноль - его отсутствие.
Итак, начнём, компьютер состоит из:
- Процессор. Процессор, или, как его называют ЦПУ (Центральное Процессорное Устройство) состоит из огромного колицества полупроводников. Когда-то давно, когда компьютеры были ламповые и занимали целое помещение роль полупроводников играли ваккуумные лампы, но та эпоха давно прошла и сейчас роль полупроводников исполняют кремниевые транзисторы. Суть работы транзистора проста - транзистор имеет 2 контакта на вход и 1 на выход, а всё, что он делает - это выдаёт электрический заряд или НЕ выдаёт электрический заряд в зависимости от присутствии или отсутствии электрических(электрического) заряда(зарядов) на входных контактах(контакте), для тех, кто знаком с алгеброй буля - операции конъюнкции, дизъюнкции, отрицания.
Процессор состоит из множества различных транзисторов и, главное,-вариаций их подключения друг к другу. Данные блоки из тразнисторов называются функциональными блоками, которые различаются по своей задаче: микропрограммные устройства, арифметическо-логические устройства, регистры, устройства работы с шинами данных и команд.
Также, процессор содержит генератор тактовых импульсов(генератор тактовой частоты), который генерирует электрические заряды, скорость его работы обычно измеряют в герцах, т.е. единица делить на время между двумя электрическими зарядами, чем выше частота, тем быстрее работает генератор. Т.к. процессор, в ходе своей работы также вырабатывает тепло ему необходимо охлаждение, которое чаще всего выполнено в виде радиатор+кулер(небольшой вентилятор)
- Память. Память компьютера делится на 2 вида: оперативная, или же ОЗУ (Оперативно Записывающее Устройство) и постоянная, или же ПЗУ (Постоянное Записывающее Устройство). Память компьютера имеет несколько характеристик: скорость чтения/записи информации и объём. Оперативная память имееть большую скорость чтения/записи информации и служит своеобразным "полем" для работы программ. Сами по себе программы хранятся в постоянной памяти, но при их запуске создаётся копия программы и помещается в оперативную память и занимает в ней некоторое информационное пространство для своей работы, позле завершения работы программы копия удаляется. Высокая скорость чтения/записи позволяет очень быстро запускать и закрывать программы, что обуславливает быстродействие компьютера и более высокую стоимость, нежели постоянная память.
Постоянную память делят на 2 вида: HDD(жесткий диск) и SSD. HDD представляет собой короб с металлическим диском и устройством чтения/записи, на самом диске есть микроскопическая дорожка, завёрнутая в одну длинную спираль и поделённая на небольшие секции. Когда информация записывается на такой диск она подаётся в виде двоичного кода, так же и записывается, но уже в виде намагниченная секция/НЕ намагниченная секция. SSD устроен иначе, он состоит из огромного количества маленьких конденсаторов, которые могут быть заряжены/НЕ заряжены, как можно догадаться, тут информация тоже хранится в двоичном коде.
- Блок питания. Блок питания является небольшим трансформатором, который подаёт компьютеру столько электроэнергии, сколько он для этого требует, но экономить на блоке питания не стоит, ведь его неисправность может убить компьютер полностью.
- Материнская плата. Материнская плата нужна для скрепления в единую систему всех комплектующих компьютера.
- Видеокарта. Сама по себе видеокарта является небольшим компьютером, за исключением того, что система такого компьютера нацелена не на обработку запросов пользователя, на на обработку запросов компьютера, а именно всего, что связанно с графическим выводом информации.