Како рачунар ради и шта је унутра?

Рачунари су еволуирали од једноставних уређаја до основних производа 21. века за само неколико деценија. Али упркос томе што је релативно нова технологија, већина људи нема појма како је једноставан правоугаоник - довољно мали да стане ваш ранац—способан је за све, од сложене математике до репродукције видео записа, звука и софистицираног трчања софтвер.

Дакле, како функционише рачунар и које компоненте су вам потребне да бисте га направили?

Шта је рачунар?

Рачунар је програмабилни електронски уређај способан да обрађује информације. Састоје се од хардвера и софтвера, рачунари раде на два нивоа: примају податке путем улазне руте, било уживо или преко дигиталне јединице за складиштење, и шаљу излаз.

Савремене рачунаре не треба мешати са застарелим занимањем компјутера у 19. веку. Док обојица обављају дуге и заморне математичке прорачуне и обраду информација, један је особа, а други машина.

Како ради компјутер?

Компјутер обрађује улаз да би произвео жељени резултат, али како машина надмашује људски мозак?

Конвенционални рачунари не покушавају да опонашају људски мозак. Уместо тога, они извршавају команде узастопно, са подацима који се стално крећу од улаза и меморије до процесора уређаја. Неуроморфни рачунари, с друге стране, обрађују податке у исто време, чинећи их бржим, енергетски ефикаснијим и ближим структури људског мозга.

Све у свему, рачунар ради у четири корака:

1. Улазни: Улаз је податак пре обраде. Долази од миша, тастатуре, микрофона и других спољних сензора.
2. Складиште: Складиштење је начин на који рачунар задржава улазне податке. Чврсти диск се користи за дуготрајно и масовно складиштење података, док се скуп података за тренутну обраду привремено чува у меморији са случајним приступом (РАМ).
3. Обрада: Обрада је место где се улаз трансформише у излаз. Централна процесорска јединица (ЦПУ) рачунара је његов мозак. Он је одговоран за извршавање инструкција и извођење математичких операција над улазним подацима.
4. Излаз: Излаз је коначни резултат обраде података. То може бити било шта, од слика, видео или аудио садржаја, чак и речи које куцате помоћу тастатуре. Такође можете добити излаз преко штампача или пројектора уместо директно преко свог уређаја.

Хардверске компоненте рачунара

Што је једноставнији задатак који рачунар мора да обави, то је лакше направити. Зато старији рачунари су поједностављени у поређењу са својим савременим колегама, са ограниченим могућностима.

Хардверске компоненте су све што можете физички додирнути и видети у рачунару, укључујући све улазне и излазне уређаје од тастатура, микрофона и мишева до екрана и звучника.

Хардвер је такође физички делови за обраду као што су складиште, ЦПУ, графичка картица, звучна картица, РАМ и матична плоча, а сви они играју важну улогу у савременим рачунарима.

Матицна плоца

Матична плоча је примарно комуникационо чвориште између хардверских компоненти рачунара. То је главно коло где све треба да се физички повеже — осим оних који се ослањају на Блуетоотх или Ви-Фи. Без матичне плоче, немогуће је имати функционалан савремени рачунар.

Процесори

Ако је матична плоча комуникационо чвориште, онда је ЦПУ директор комуникација. Он прима и тумачи улаз и упутства и шаље сигнале другим компонентама шта тачно треба да ради са подацима за жељени излаз. Што више језгара има ЦПУ, што више операција може да изврши истовремено.

РАМ

РАМ је главни помоћник процесора. Уместо да тражи податке у значајно великој јединици за складиштење, РАМ меморише податке које користи оперативни систем, било који покренути софтвер и долазни улаз. Што је већи капацитет РАМ-а, то је тежи софтвер који може да покрене без успоравања уређаја.

ХДД/ССД

ХДД је скраћеница од Хард Диск Дриве. То је компонента која трајно чува ваше медије и апликације, укључујући оперативни систем (ОС). Они се разликују по величини и перформансама од неколико стотина гигабајта (ГБ) до неколико терабајта (ТБ).

Такође можете наићи на Солид Стате дискове (ССД), који су још један тип хардвера за складиштење података. ССД и ХДД су корисни за различите ствари, а многи корисници комбинују дискове да би максимизирали перформансе.

Јединица за графичку обраду

Јединица за графичку обраду (ГПУ) је намењена за обраду визуелних слика на вашем рачунару. Моћни ГПУ-ови су неопходни за приказивање висококвалитетних слика и графике или играње видео игрица. Графичка обрада може бити или сопствене компоненте или бити интегрисана са ЦПУ-ом.

Звучна картица

Звучне картице су одговорни за обраду слушних података и њихово слање вашим звучницима. Слично томе, звучна картица може бити засебан део или интегрисана са ЦПУ-ом.

Софтверске компоненте рачунара

Савремени рачунари користе комбинацију хардверских и софтверских компоненти које раде заједно за обраду сложених улаза и излаза.

Софтвер је унапред написана збирка упутстава која вашем рачунару говоре шта да ради. То је дигитални програм, а не физичка компонента која се може видети када се отвори поклопац рачунара или лаптопа.

И, попут хардвера вашег рачунара, различите врсте софтвера имају различите улоге у функционисању вашег рачунара.

Фирмваре

Фирмвер је место где граница између хардвера и софтвера постаје нејасна. То је софтвер који је физички урезан у комад хардвера.

Фирмвер је прва ствар која се покреће ваш рачунар када га укључите, једноставан програм који даје упутства вашем рачунару да покрене оперативни систем. Без тога, ваш рачунар неће покренути ваш оперативни систем или друге компоненте, а ви ћете бити заглављени са хардвером са којим не можете да комуницирате.

Оперативни систем (ОС)

Оперативни систем је део софтвера који управља хардверским и софтверским ресурсима вашег рачунара. Слично томе, без оперативног система, не можете да комуницирате са рачунаром чак ни помоћу улазних уређаја.

Будућност рачунара

Рачунари који прате модел секвенцијалне обраде биће само јефтинији, мањи, бржи и ефикаснији. Међутим, конвенционални компјутерски дизајн и архитектура достижу своју границу. Уместо тога, можете очекивати пораст модерне рачунарске архитектуре која се прво не ослања на технологију дизајниран пре више од 50 година, од перспективе неуроморфних рачунара до приступачнијег Кванта компјутери.

Нанорачунари: Могу ли рачунари заиста бити микроскопски?

Рачунари постају све мањи, али да ли ће икада бити тако мали да буду невидљиви голим оком?

Реад Нект

О аутору