Jak działa komputer?

Dla współczesnego człowieka komputer osobisty jest tak zwyczajny jak lodówka lub telewizor. Laptopy, tablety, stacjonarne komputery stacjonarne są tak mocno zakorzenione w naszych domach, że ich brak zaczyna powodować u większości zwykłych obywateli poczucie niższości, a nawet poczucie własnej niższości. Ale ostatnio, zaledwie 20-25 lat temu, wszystko było zupełnie odwrotnie. Krzemowy przyjaciel był uważany za luksus i nie każdy mógł sobie pozwolić na takie przejęcie.

Treść artykułu

• Dlaczego tego potrzebuję?
• Komponenty
• Włączenie
• Podstawowy rozruch
• Uruchamianie systemu operacyjnego
• Praca z aplikacjami
• Przygotowanie do wyłączenia

Specjaliści od naprawy komputerów, którzy wiedzieli, jak działa komputer, rozumieli jego urządzenie i znali się na oprogramowaniu, byli wtedy na wagę złota. Nic dziwnego, że szczęśliwy właściciel „cudu XX wieku” starał się najlepiej jak potrafił i podnosił własną umiejętność obsługi komputera. Dzisiaj tak nie jest. Obsługa posprzedażna, naprawa i tuning komputerów osobistych stały się dość niedrogimi i dostępnymi usługami. To jest dobre i złe. Dobrze, że wiele problemów zostało usuniętych z ramion zwykłego właściciela komputera. Szkoda, że ​​większość obecnych użytkowników jest bardzo podobna do blondynki z różnych humorystycznych programów. Z reguły mają dość niejasne wyobrażenie o tym, co znajduje się w zamkniętej i nieco brzęczącej sprawie. I często ten stan rzeczy prowadzi do różnych zabawnych, a czasem nieprzyjemnych sytuacji..

Dlaczego tego potrzebuję?

Typowy przykład życia. Komputer przestał się ładować. Po ekranie powitalnym od producenta płyty głównej pojawia się napis z następującą treścią: „Awaria dysku twardego”. Tuzin włączanych i wyłączanych komputerów nie miało żadnego efektu. Zdjęcie pokrywy bocznej i sprawdzenie wnętrza również nie doprowadziły do ​​niczego - wszystko wydaje się być nienaruszone, błyszczy i obraca się, ale nie chce się uruchamiać! Jest tylko jedno wyjście - aby przygotować się na wycieczkę do specjalisty, ponieważ komputer stał się członkiem rodziny, niezbędnym asystentem, okno do wielkiego świata, a bez niego życie jest szare i nudne.

Po przybyciu do mistrza i wyjaśnieniu sytuacji w większości przypadków usłyszysz: „Wyjdź, przyjdź jutro lub pojutrze”. Pojawiając się w wyznaczonym czasie i płacąc określoną kwotę za naprawę (czasami bardzo dużą), jesteś szczęśliwy i radosny, aby polecieć do domu, aby szybko zanurzyć się w świecie Minecraft lub natychmiast zaangażować się w gorącą debatę na swoim ulubionym forum. W takim przypadku absolutnie nie podejrzewasz, że cały problem został rozwiązany w ciągu dwóch sekund po otwarciu skrzynki. Wystarczyło wepchnąć kabel dysku twardego, aby ściśle przylegał do gniazda na dysku twardym. Z powodu ciągłych wibracji spontanicznie trochę opuścił złącze. To wystarczyło, aby stracić kontakt. To wszystko.

Dlaczego powstała taka sytuacja, w której działasz jako oszustwo? Odpowiedź jest jasna. Twoja całkowita nieznajomość zasad działania i urządzenia PC doprowadziły do ​​tak smutnego zakończenia. Gdy żelazko się wyłączy, najpierw należy sprawdzić przewód zasilający: jeśli wyskoczył z gniazdka. Dlaczego nie zrobiłeś tego samego w opisanym przypadku? Odpowiedzieliśmy w dwóch powyższych zdaniach. Dlatego w tym artykule przeprowadzimy mały program edukacyjny na temat zasad komputera i jego urządzenia, aby w przyszłości nigdy nie zająć tej pozycji.

Komponenty

Na początek krótko i tak prosto, jak to możliwe, opiszemy główne elementy, z których składa się komputer. W naszej selekcji nie uwzględniliśmy wielu dodatkowych urządzeń. Wykracza to poza podstawową ideę artykułu - posortowanie zasady działania komputera osobistego. Zasadniczo te węzły są wymienione, bez których nie można na nim pracować. Jako wyjątek dodawane są tylko opisy dźwięku, myszy i ciała. Oczywiście możesz się bez nich obejść. Jednak w tym przypadku nie trzeba rozmawiać o wygodnej pracy..

Procesor (CPU - Central Processing Unit)

Serce i mózg komputera. Całe przetwarzanie informacji spada na ten kawałek krzemu (procesor jest wykonany z tego minerału). Podejmuje decyzje, wydaje polecenia. Ogólnie rzecz biorąc, obecny CEO.

Uwaga Pamiętaj, że procesor jest bardzo gorącym facetem. Dlatego konieczne jest dodatkowe chłodzenie tego dużego bossa.

Pamięć o dostępie swobodnym (OP)

Prawie całkowicie odpowiada jego nazwie. Z małą poprawką. W przeciwieństwie do, na przykład, ludzkiej pamięci, informacje w pamięci RAM znajdują jedynie tymczasowe schronienie. Dokładnie tyle, ile potrzebuje prezes. Pamiętaj - połączenie CPU i OP jest nierozerwalne. Wszelkie informacje są umieszczane najpierw w OP, a dopiero potem odczytywane przez procesor. I odwrotnie - od procesora do pamięci RAM, a następnie celowo.

Procesor komunikuje się tylko bezpośrednio z różnymi kontrolerami..

Karta graficzna (adapter, VC)

PC nerwu ocznego. To on przekształca fantastyczne sny procesora w prawdziwe obrazy wizualne.

Dysk twardy (Winchester, HDD)

Magazyn, baza, magazyn - nazwij to jak chcesz. Najważniejsze, co spełnia podstawową ideę, to miejsce do przechowywania informacji.

Kontroler audio

Chip, kodek: istnieje wiele nazw, istota jest taka sama - dźwięk i aparat słuchowy. Oczywiście, aby poczuć (usłyszeć) jego pracę, potrzebne będą dodatkowe głośniki lub słuchawki, ale to już szczegóły.

Klawiatura i mysz

Komponenty, które pozwalają nam przenieść nasze pragnienia na komputer. Mówiąc obrazowo, jest to kontynuacja naszych rąk, którymi komunikujemy się z naszym żelaznym przyjacielem.

Płyta główna (płyta główna, MV)

Podstawą wszystkiego, planety, na której się znajdują lub są do niej podłączone za pomocą kabli, pętle są wszyscy wyżej wymienieni mieszkańcy komputera. Jest jak urodzajne pole kukurydzy dla sadu. Żywi je i wspiera, jednoczy je w jednej społeczności. Jeśli MB zachoruje, wtedy cały komputer zachoruje, a niestety bardzo często jego choroba grozi śmiercią całego zespołu komputerowego znajdującego się w jednostce systemowej (skok mocy spalający płytę główną często prowadzi do śmierci wszystkich podłączonych do niej węzłów).

Zasilacz (PSU)

Źródło energii. Być może najbardziej niezbędny element. Bez tego nic się nie zacznie.

Jednostka systemowa (obudowa)

Powłoka, w której spakowane są wszystkie powyższe komponenty. Ogólnie rzecz biorąc, komputer będzie działał bez niego, ale to tak, jakby biegać boso po śniegu - jest zimno, mokro i nieprzyjemnie, jednym słowem - niewygodne.

Monitor (można zastąpić telewizorem)

Tutaj wszystko jest jasne. Bez tego po prostu nie zobaczymy, co komputer chce nam powiedzieć, i nie będziemy mogli rozpocząć dialogu.

Teraz, gdy mamy podstawową koncepcję urządzenia komputerowego, możemy zacząć badać jego działanie. Postaramy się prześledzić, jak to wszystko wchodzi w interakcje..

Włączenie

Życie na komputerze zaczyna się po naciśnięciu przycisku zasilania na obudowie. Uruchamia się zasilacz podłączony do wspólnej sieci energetycznej, który przekształca przychodzące 220 V w niezbędne dla komputera: 3,3 V; 5 V; 12 V. Następnie prąd przepływa przez przewody od zasilacza do płyty głównej i już zaczyna się rozdzielać: komu co dać w pierwszej kolejności. Równolegle, niezależnie od MV, tylko dysk twardy jest zasilany w naszym obwodzie. Następnie rozpoczyna się następny etap.

Podstawowy rozruch

Oczywiście procesor jest pierwszym, który zostanie włączony do pracy. W przeciwieństwie do prawdziwego życia komputer nie może obejść się bez szefa. Procesor wywołuje układ BIOS (podstawowy system wejścia / wyjścia) znajdujący się na MB i otrzymuje instrukcje dotyczące dalszego postępowania.

Rozpocznie się autotest (POST), który polega na:

• sprawdzanie obecności wszystkich urządzeń zarejestrowanych w BIOS;
• testowanie tych urządzeń pod kątem prawidłowego działania;
• wykonywanie poszczególnych poleceń znajdujących się w pamięci flash tego krytycznego układu.

Pamiętaj, że tutaj jest bardzo krótki opis początkowych kroków komputera. W rzeczywistości są znacznie większe i znacznie bardziej skomplikowane. Ale dla przeciętnego użytkownika wystarczy zrozumieć znaczenie tego, co się dzieje. Podczas testów jeden z pierwszych, którzy uruchomili kartę wideo. Przez kabel zaczyna wyświetlać obraz na ekranie monitora, a my możemy osobiście obserwować dalsze testy, z odpowiednimi ustawieniami w BIOS-ie (zwykle wyświetlany jest domyślny wygaszacz ekranu od producenta MB).

Po zakończeniu wstępnych testów i inicjalizacji wszystkich urządzeń podłączonych do płyty głównej procesor przechodzi do ładowania systemu operacyjnego. Należy również pamiętać, że prawie od pierwszych kroków cała interakcja procesora z innymi elementami komputera jest budowana za pomocą pamięci RAM, więc tak bardzo zależy od jego użyteczności, jakości i szybkości pracy.

Uwaga Jeśli podczas autotestu wystąpią awarie i usterki, komputer powiadomi Cię o tym za pomocą określonego sygnału dźwiękowego. Wartości takich sygnałów można łatwo znaleźć w Internecie lub w specjalistycznej literaturze..

Uruchamianie systemu operacyjnego

Tak więc wstępne badanie i weryfikacja zakończyły się powodzeniem. Możesz poradzić sobie z tym, od czego wszystko się zaczęło - z uruchomieniem systemu operacyjnego. Procesor odczytuje z systemu BIOS, które urządzenie jest pierwsze na liście rozruchowej (w naszym schemacie jest to jeden - jest to dysk twardy) i zaczyna szukać kodu rozruchowego MBR (główny rekord rozruchowy, który zwykle znajduje się w pierwszym fizycznym sektorze dysku twardego). Oznacza to, że dysk twardy komputera jest aktywnie podłączony do pracy. To kończy strefę wpływów BIOS-u i zaczyna się MBR..

Towarzysz ten odnosi się do bootloadera systemu operacyjnego, który znajduje się również w pierwszym sektorze aktywnej partycji dysku twardego. Określ Pierwszy sektor aktywnej partycji niekoniecznie musi być fizycznie pierwszym sektorem dysku twardego. Po przetworzeniu danych z modułu ładującego procesor zezwala na uruchomienie plików systemowych, które są już bezpośrednio w zakresie kompetencji systemu operacyjnego.

Można powiedzieć, mówią, procesor nie jest tak wielkim szefem - robi tylko to, co instruuje. Racja. I gdzie widziałeś szefa, który nie potrzebuje instrukcji?

Praca z aplikacjami

Po załadowaniu plików systemowych do pamięci RAM (nie zapomniałeś? Wszystko przechodzi przez OP), procesor odczytuje zapisane tam ścieżki i akcje i, oczywiście, dokładnie je wykonuje. W rezultacie widzimy znany i dobrze funkcjonujący interfejs naszego systemu operacyjnego.

Ogólnie rzecz biorąc, praca w samym systemie operacyjnym opiera się na tej samej zasadzie co akcje rozruchowe. CPU odbiera kody instrukcji od aplikacji, przetwarza je i wyświetla wyniki na ekranie monitora. Oczywiście mówimy o tym wszystkim niezwykle uproszczonym i prymitywnym. W rzeczywistości przetwarzane są ogromne ilości informacji, w które zaangażowane są wszystkie elementy komputera. Pamięć RAM stale odbiera dane, z których niektóre są natychmiast rozładowywane (do użytku), a niektóre mogą pozostać w pamięci podręcznej, dopóki komputer się nie wyłączy.

Informacje zapisane na płytkach magnetycznych dysku twardego, które obracają się z wściekłymi prędkościami (5200 i 7200 obr./min - dzisiejszy standard), są stale wymagane od różnych programów. Informacje otrzymywane przez pamięć RAM trafiają do procesora, gdzie z kolei przechodzi przez złożoną architekturę współczesnych procesorów wielordzeniowych, tworząc przejrzyste rozwiązanie lub polecenie. Karta graficzna, która ma własne procesory, nie mniej skomplikowane niż procesor centralny i bardzo szybką pamięć, nie pozostaje w tyle za tym wszystkim. W końcu końcowy wynik pracy całego komputera pojawia się na monitorze, co jest po prostu niemożliwe bez adaptera wideo.

Aby przynajmniej w przybliżeniu oszacować obciążenie tylko jednego procesora centralnego, przedstawiamy następujące wskaźniki dla dalekiego od nowego przedstawiciela Intela - Core 2 Quad Q6600 (2400 MHz), który ma 4 rdzenie: w szczytowej aktywności temu staruszkowi udało się wykonać 38,4 miliarda operacji na sekundę. Ludzki mózg jest prawdopodobnie tak trudny do rozpoznania takiej postaci, jak wyobrażenie sobie nieskończoności wszechświata.

Przygotowanie do wyłączenia

Cóż, powoli, powoli dochodzimy do ostatniego etapu komputera - wyłączenia. Prawidłowe wyłączenie komputera powinno być alfabetem dla każdego użytkownika. To jest proste. Zamknij wszystkie programy i kliknij przycisk programowy „Start”; w wyświetlonym menu kliknij wiersz „Zamknij”.

Na tym zakończy się Twój udział w zakończeniu sesji roboczej komputera. On sam zrobi resztę:

• zamyka aplikacje działające w tle;
• wydaj polecenie RAM, że „impreza się skończyła i nadszedł czas, aby wyczyścić butelki”, spowoduje to wyczyszczenie pamięci RAM z programów rezydentnych (przez ostrożne zapisywanie danych) i różnych śmieci (również oprogramowania);
• poprawnie zatrzymuje płyty HDD;
• poprowadzi cały kompleks, aby delikatnie wyłączyć różne urządzenia, które nawet nie podejrzewają, że światło wkrótce zgaśnie;
• ostatnią kartą wideo, która opuściła pokój, jest kliknięcie przełącznika.

Dlaczego powinieneś wyłączyć komputer w ten sposób? Dlaczego, na przykład, bez większego wysiłku, wyjmuje i odłącza przewód z gniazdka, jak to samo żelazko? To jest niemożliwe Komputer nie jest żelazem, a takie „barbarzyńskie” wyłączenie bardzo boleśnie reaguje na jego zdrowie. A jeśli początkowo nie będzie to zauważalne, to bądź pewien, że pewnego dnia - pogorszenie samopoczucia - z pewnością się objawi. Oto kilka powodów, dla których nie należy ustawiać komputera na równi z żelazkiem. Nagła przerwa w zasilaniu powoduje następujące problemy:

• programy są natychmiast usuwane z pamięci RAM, bez zapisywania;
• Dysk twardy zamarznie w pozycji, w której znajdzie go apokalipsa, a to nie jest dobre - jest tak zaprojektowane, że wszystkie poruszające się w nim części muszą zatrzymać się w ściśle wyznaczonych miejscach;
• nagłe zanikanie elektryczności niekorzystnie wpływa na różne mikroukłady, kondensatory itp..

Zdarzają się przypadki, gdy gwałtowne wyłączenie komputera doprowadziło do fizycznej awarii poszczególnych komponentów. Jest tylko jeden wniosek: NIGDY nie wyłączaj komputera, „wyciągając przewód z gniazdka”.

Teraz, gdy wiesz, jak działa komputer, komunikacja z nim stanie się znacznie wydajniejsza. Gdy zamarza przez kilka sekund, szeleszcząc twardym dyskiem, nie będziesz musiał niespokojnie wiercić się na krześle. Dowiesz się, że komputer nie zawiesił się ani nie umarł. Chodzi tylko o to, że istnieje wymiana danych między procesorem a dyskiem twardym lub, w bardziej zrozumiałym języku, komputer zastanawia się, jak najlepiej i dokładnie rozwiązać przydzielone mu zadanie. Nie powstrzymamy i nie zakończymy tego artykułu hasłem: „Wzajemne zrozumienie między osobą a inteligentną maszyną jest kluczem do długiej i produktywnej współpracy”. Powodzenia!