Online Revista „Idei Pentru Casa Ta“ Tu Găsi Idei Și Soluții Originale, Planificarea Proiectului Și De Design De Interior De Acasă

Computerele... Cum Funcționează?

Computerele... cum funcționează?

Chiar dacă tehnologia utilizată în computerele digitale sa schimbat dramatic de la computerele anterioare din anii 1940, mulți folosesc încă arhitectura von Neumann propusă la sfârșitul anilor 1940 de către John von Neumann.

Arhitectura von Neumann descrie computerul cu patru secțiuni principale:
Unitatea logică și aritmetică (ULA), unitatea de control, memoria și dispozitivele de intrare și ieșire (I / O sau I / O).
Aceste părți sunt interconectate prin cablarea "magistralei de calculatoare".

memorie

Memoria unui PC. În acest sistem, memoria este o secvență de celule numerotate, fiecare conținând o cantitate mică de informații.
Informațiile pot fi o instrucțiune pentru a spune computerului ce trebuie să facă.
Celulele pot conține, de asemenea, date pe care computerul trebuie să le execute.
Orice celulă poate conține instrucțiuni sau date, astfel încât la un moment dat stocarea datelor să poată stoca instrucțiunile la un alt moment.

În general, conținutul unei celule de memorie poate fi modificat în orice moment - memoria este o proiecție brută și nu un bloc de piatră.

Mărimea fiecărei celule și numărul de celule variază de la calculator la computer, iar tehnologiile folosite pentru a implementa memoria variază foarte mult.
În prezent, cea mai comună este implementarea în circuite integrate.

Memoria în spațiul virtual (în nori)

Tehnologiile de memorie utilizează o varietate de materiale și procese. În calcul, au evoluat mereu spre o capacitate de stocare mai mare, o miniaturizare mai mare, un acces mai rapid și o fiabilitate, în timp ce costul acestora scade constant.

Cu toate acestea, memoria unui computer nu se limitează la memoria sa individuală și fizică, ci se prezintă într-un mod mai larg, fără un loc definitiv (deteritorializat). Avem posibilități de a stoca în diferite locuri din rețea, putem fi în Luanda și puteți accesa fișiere stocate pe site-uri web în Brazilia.

Există o tendință crescândă de a stoca informații în memoria spațiului virtual sau așa-numitul spațiu cibernetic, prin discuri virtuale, atașamente de e-mail și așa mai departe. Astfel, textele, imaginile, videoclipurile, fișierele audio, printre multe alte formate, devin disponibile pentru accesul de pe orice computer conectat la Internet.

prelucrare

ULA este dispozitivul care face operații elementare (adunare, scădere și altele), operații logice (AND, OR, NOT) și operații de comparație (de exemplu, comparând doi octeți și spunând dacă sunt egali). În această unitate se face "munca reală".

Unitatea de comandă stochează locația de memorie care conține instrucțiunea curentă pe care computerul o execută, informând ULA ce operație trebuie executată, preluând informațiile (memoria) pe care ULA trebuie să o execute și transferând rezultatul înapoi locația corespunzătoare a memoriei.
Odată ce acest lucru se face, unitatea de control trece la următoarea instrucțiune (localizată în mod obișnuit la următoarea locație de memorie (adresa memoriei), cu excepția cazului în care instrucțiunea este o instrucțiune de bypass care spune computerului că următoarea instrucțiune este într-o altă poziție).

Intrare și ieșire

I / O permite computerului să obțină informații de la lumea exterioară și trimite rezultatele lucrării către lumea exterioară. Există o multitudine de tipuri de dispozitive I / O, de la tastaturi familiare, monitoare și unități de dischete la cele mai puțin obișnuite, cum ar fi camere web și carduri de captare video (dispozitive care captează secvențe video sau cadre video și le stochează pe calculator ).

Ceea ce au în comun toate dispozitivele de intrare este că ei trebuie să codifice (convertească) informații de un fel într-un fel de date care pot fi procesate de sistemul digital al computerului. Dispozitivele de ieșire, pe de altă parte, decodifică datele în informații înțelese de utilizatorul calculatorului. În acest sens, un sistem informatic digital este un exemplu al unui sistem de procesare a datelor.

Putem avea dispozitive care să funcționeze atât pentru intrare cât și pentru ieșire, modemul, unitatea CD sau discheta, porturile USB, printre altele, sunt exemple ale acestor dispozitive.

instrucțiuni de ghidare

Instrucțiunile discutate mai sus nu reprezintă un set bogat de instrucțiuni, cum ar fi limba umană.
Calculatorul are doar un număr limitat de instrucțiuni bine definite.

Un exemplu tipic al unei instrucțiuni pe majoritatea calculatoarelor este "copiați conținutul locației de memorie 123 în locația de memorie 456, adăugați conținutul locației de memorie 510 la conținutul locației 511 și plasați rezultatul în poziția 507 "Și" dacă conținutul poziției 012 este egal cu 0, următoarea instrucțiune este în poziția 678 ".

Instrucțiunile sunt reprezentate pe calculator ca numere - codul pentru a "copia" ar putea fi 007, de exemplu. Setul special de instrucțiuni pe care un computer îl posedă este cunoscut ca limbajul calculatorului calculatorului.

În practică, oamenii nu scriu instrucțiuni direct în limbajul mașinii, ci într-un limbaj de programare, care mai târziu se traduce în limbajul mașinii prin programe speciale (interpreți și compilatori).

Unele limbi de programare sunt foarte apropiate de limbajul mașinii, cum ar fi un asamblator (limbă de nivel scăzut); pe de altă parte, limbile precum Prolog se bazează pe principii abstracte și sunt foarte îndepărtate de detaliile operării mașinii (limbi de nivel înalt).

Arhitectura calculatoarelor

În calculatoarele moderne, ULA și unitatea de control se află într-un singur circuit integrat, cunoscut sub numele de CPU (Central Processing Unit). În mod tipic, memoria calculatorului este localizată pe câteva circuite integrate din apropierea procesorului. Majoritatea masei unui calculator se datorează sistemelor auxiliare (de exemplu, sursei de alimentare) sau dispozitivelor I / O.

Unele computere mai mari diferă de modelul de mai sus într-un aspect principal - au procesoare multiple care funcționează simultan. În plus, puține computere, utilizate în principal pentru cercetare și computere științifice, au diferențe semnificative față de modelul de mai sus, dar nu au o aplicație comercială mare.

Funcționarea calculatorului respectă regulile stabilite. Calculatorul preia instrucțiunile și datele din memorie, se execută instrucțiunile, se stochează rezultatele și se extrage următoarea instrucțiune.
Acest proces se repetă până când computerul este oprit.

Programe de calculator

Programele sunt pur și simplu liste de instrucțiuni pentru rularea computerului, probabil cu tabele de date. Multe programe de calculator conțin milioane de instrucțiuni și multe dintre aceste instrucțiuni sunt executate în mod repetat.

Un computer personal tipic (în anul 2003) ar putea executa aproximativ 2-3 miliarde de instrucțiuni pe secundă.
Computerele nu au capacitatea lor extraordinară datorită unui set complex de instrucțiuni.

Deși există diferențe de proiectare cu CPU-uri cu instrucțiuni mai complexe și mai complexe, computerele execută milioane de instrucțiuni simple, combinate scrise de "programatori" buni.

Aceste instrucțiuni combinate sunt scrise pentru a efectua sarcini comune, cum ar fi desenarea unui punct pe ecran.
Aceste instrucțiuni pot fi apoi folosite de alți programatori.

În zilele noastre, multe computere par să ruleze mai multe programe în același timp. Acest lucru este cunoscut sub numele de multi-tasking.

În realitate, CPU execută instrucțiunile unui program pentru o perioadă scurtă de timp, apoi trece la alt program și execută unele dintre instrucțiunile acestuia.
Aceasta creează iluzia ca mai multe programe să fie difuzate simultan prin împărțirea timpului de procesor între programe.
Această cota de timp este în mod normal controlată de sistemul de operare.

Sistem de operare

Un computer are nevoie întotdeauna de cel puțin un program de funcționare pe întreaga durată de funcționare. De obicei, acest program este sistemul de operare (sau sistemul de operare). Sistemul de operare determină ce programe să fie difuzate, când și ce resurse (cum ar fi memoria și I / O) pot utiliza.
De exemplu, sistemul de operare care în prezent rămâne cel mai utilizat de lume este ferestrele.

Sistemul de operare oferă, de asemenea, un strat de abstractizare pe hardware și oferă acces la celelalte programe care furnizează servicii, cum ar fi programele managerului de dispozitive ("drivere") care permit programatorilor să scrie programe pe diferite mașini fără a fi nevoie să cunoască particularitățile tuturor dispozitive ale fiecăruia dintre ele.

Câteva exemple de software de sistem de operare:

Windows - Linux - Unix - Mac OS - OS / 2 - BeOS

Computerele... cum funcționează?: este

Editorial Video: CUM SE CURATA SISTEMUL DE INJECTIE DIESEL | Tutoriale Ep. 2


Meniu