Что такое элементная база компьютера

Обновлено: 03.07.2024

Это может показаться глупым вопросом, на который можно ответить всего несколькими короткими словами: кремний — это 14-й элемент периодической таблицы. Это один из фундаментальных компонентов Вселенной, на один протон тяжелее алюминия и на один протон легче фосфора. Тем не менее кремний чаще, чем любой другой элемент, слишком часто упоминается на таких сайтах, как ExtremeTech — это основной компонент строительных материалов, из которых состоит ваш дом, это основа всех современных компьютерных процессоров и даже самый вероятный кандидат на роль инопланетной жизни, не основанной на углероде. Что именно делает кремний таким особенным?

Ну, много всего.

Кремний как строительный элемент

Главной отличительной чертой кремния является то, что его чертовски много. После кислорода это второй по распространенности элемент в земной коре, но не ожидайте найти его просто так. Кремний почти никогда не встречается в чистом виде в природе и практически всегда встречается в виде соединения с другими элементами. Чаще всего он встречается в виде силиката (SiO₄, или один атом кремния, связанный с четырьмя атомами кислорода) и кремнезема (SiO₂, или один атом кремния, связанный с двумя атомами кислорода). ). Кремнезем в грубой и сильно загрязненной форме является основным компонентом песка. Полевой шпат, гранит, кварц и другие материалы основаны на соединениях кремния и кислорода.

Смешайте это с водой и гравием, и вы получите бетон.

Соединения кремния обладают широким спектром полезных свойств, главным образом потому, что они могут очень прочно связывать другие атомы и образовывать сложные структуры. Различные силикаты, такие как силикат кальция, являются основным компонентом портландцемента, основного связующего вещества в бетоне, растворе и даже штукатурке. Некоторые материалы, богатые силикатами, можно нагревать для производства закаленной керамики, такой как фарфор, в то время как другие сплавляются, образуя основную форму стекла в мире, натриево-известковое стекло. Кроме того, кремний можно использовать в качестве следовой добавки к другим веществам, например к чугуну, в котором используются как углерод, так и кремний, чтобы сделать железо более упругим и менее хрупким.

И да, кремний также является основным структурным компонентом синтетического материала силикона, но не путайте их — если это действительно была Силиконовая долина, то мир технологий сильно отличался от того, что мы видим сегодня.

Кремний как компьютерный чип

При выборе элемента для использования в качестве основы компьютерного транзистора ключевым словом является сопротивление. Проводники имеют низкое сопротивление и очень легко пропускают электрический ток, в то время как изоляторы имеют (предсказуемо) высокое сопротивление и замедляют или блокируют поток электронов. Для транзистора, который должен иметь возможность включаться и выключаться по желанию, нам требуется полупроводник, вещество с сопротивлением между сопротивлением проводника и изолятора. Лучшие полупроводники для промышленности можно обрабатывать широким спектром «примесей», чтобы точно регулировать их сопротивление по мере необходимости.

Кристалл чистого кремния, называемый слитком.

Кремний — не единственное полупроводниковое вещество на Земле. Это даже не лучший полупроводник на Земле. Что это такое, так это самый распространенный полупроводник на Земле. Кремний легко доступен во всем мире; вам не нужно импортировать его из специальных африканских шахт или проводить месяцы дорогостоящей и загрязняющей окружающую среду обработки только для того, чтобы получить его. С ним легко работать, и, что самое главное, ученые придумали надежные способы выращивания его в идеально упорядоченные кристаллы. Эти кристаллы относятся к кремнию так же, как алмаз к углероду.

Выращивание огромных, почти идеальных кристаллов кремния — один из основных навыков в производстве современных компьютерных микросхем. Эти кристаллы затем нарезаются на тонкие пластины, затем гравируются, обрабатываются и обрабатываются иногда сотнями различных способов, прежде чем они нарезаются на отдельные кристаллы и упаковываются в коммерческие процессоры. Можно делать превосходные транзисторы из таких материалов, как углерод, и даже из более экзотических материалов, таких как германий, но ни один из них не позволяет массовое производство кремния путем выращивания крупных кристаллов — по крайней мере, пока.

В настоящее время кристаллы кремния (называемые слитками) производятся в цилиндрах диаметром 300 мм, но исследования быстро приближаются к порогу в 450 мм. Это должно помочь снизить производственные затраты и, таким образом, позволить скорости продолжать расти, по крайней мере, в течение еще одного десятилетия или около того. После этого? Возможно, в конце концов у вас не останется иного выбора, кроме как отказаться от кремния в пользу чего-то менее распространенного и простого в работе — хорошая новость для скорости обработки, но почти наверняка плохая новость для вашего кошелька.

Кремний как инопланетная жизнь

Фраза «жизнь, основанная на углероде» часто используется, но что она означает на самом деле?Это означает, что основные структурные молекулы, составляющие наши тела (белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты и т. д.), построены на скелетах атомов углерода. Это потому, что углерод обладает замечательным свойством быть «четырехвалентным». Кислород может одновременно образовывать только две устойчивые химические связи (что приводит к образованию воды, или H₂O), а азот только три (что приводит к аммиаку, или NH₃) , но углерод может стабильно удерживать до четырех различных атомов одновременно (что дает нам метан или CH₄). Тетравалентность — мощная основа для создания прочных и геометрически сложных молекул, и этот дуэт химических достоинств позволил развиться всей жизни, известной в настоящее время во Вселенной.

Хорта из «Звездного пути» предположительно сделан на основе кремния.

Тем не менее, если мы знаем, как устроена Периодическая таблица, мы знаем, что элементы в вертикальном столбце имеют схожие химические свойства, а прямо под углеродом находится кремний. Вот почему авторы научной фантастики потратили так много времени и чернил на идею жизни на основе кремния; будучи четырехвалентным, кремний является наиболее вероятным альтернативным структурным элементом в совершенно новых формах жизни. Кремний также счастлив крепко связываться с другими атомами кремния (точно так же, как углерод с углеродом) и, таким образом, может дважды зафиксировать определенные конформации на месте. Предполагается, что и то, и другое имеет решающее значение для развития жизни.

Конечно, поскольку кремния на Земле гораздо больше, чем углерода, должна быть причина того, что мы органические (на основе углерода), а не на основе кремния, и эта причина восходит к Периодической таблице. Не вдаваясь в подробности, отметим, что элементы, находящиеся вертикально ниже в Периодической таблице, имеют более тяжелые ядра и более крупные электронные оболочки; кремний физически больше и тяжелее углерода, что делает его менее подходящим для сверхтонких задач, таких как, например, рекомбинантная ДНК. Кремний также менее активен, чем углерод, а это означает, что жизнь на основе кремния может быть менее разнообразной в химическом отношении или требовать гораздо более широкого набора кремниевых ферментов, запускающих реакции, для создания химически менее желательных соединений.

Тот факт, что вся жизнь на Земле является органической, несмотря на то, что количество атомов кремния на планете превышает количество атомов углерода почти в тысячу раз, может указывать на то, насколько вероятно, что это может произойти где-то еще во Вселенной. Здесь есть множество видов, которые в той или иной степени используют кремний, но ни один из них не использует его в качестве структурного элемента ДНК. Жизнь на основе кремния, безусловно, возможна, но если она действительно существует, есть большая вероятность, что она никогда не сможет развиться до уровня сложности, который позволил углерод прямо здесь, дома.

Кремний и вы

Кремний будет появляться в вашей ленте новостей еще много лет. Несмотря на то, что некоторые рассматривают углерод и другие некремниевые элементы как платформу для вычислений следующего поколения, которые будут необходимы, если мы хотим продолжить экспоненциальную историческую тенденцию к вычислительной мощности, кремний остается предпочтительным веществом во многих областях. Найдем ли мы новые и захватывающие способы контролировать его обращение с электронами? Возможно. Обнаружим ли мы, что она лежит в основе всей жизни во Вселенной, за исключением той, которая развилась на Земле? Наверное, нет, хотя это возможно. По крайней мере, мы не собираемся отказываться от его использования в качестве строительного материала, поскольку соединения кремния являются основой породы, которая составляет большую часть земной коры.

Возможно, мы собираемся отказаться от кремния, но 20 лет назад это было не менее вероятно. По всей вероятности, он останется одним из самых важных веществ для развития человеческого мастерства в физическом мире.

поиск меню

Урок 3. Основные части компьютера

Введение

Основными частями настольного компьютера являются корпус, монитор, клавиатура, мышь и шнур питания. Каждая часть играет важную роль при использовании компьютера.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать об основных компонентах компьютера.

Ищете старую версию этого видео? Вы все еще можете просмотреть его здесь.

Компьютерный корпус

Корпус компьютера — это металлический и пластиковый корпус, в котором находятся основные компоненты компьютера, в том числе материнская плата, центральный процессор (ЦП) и блок питания.На передней части корпуса обычно есть кнопка включения/выключения и один или несколько оптических приводов.

Компьютерные корпуса бывают разных форм и размеров. Настольный корпус ровно лежит на столе, а монитор обычно располагается на нем. Корпус Tower высокий и располагается рядом с монитором или на полу. В моноблоках внутренние компоненты встроены в монитор, что устраняет необходимость в отдельном корпусе.

Монитор

Монитор работает с видеокартой, расположенной внутри корпуса компьютера, для вывода изображений и текста на экран. На большинстве мониторов есть кнопки управления, с помощью которых можно изменить настройки дисплея, а некоторые мониторы также имеют встроенные динамики.

Новые мониторы обычно оснащены ЖК-дисплеями (жидкокристаллическими дисплеями) или светодиодами (светоизлучающими диодами). Их можно сделать очень тонкими, и их часто называют плоскими дисплеями. В старых мониторах используются дисплеи с ЭЛТ (электронно-лучевой трубкой). ЭЛТ-мониторы намного больше и тяжелее и занимают больше места на столе.

Клавиатура

Клавиатура — один из основных способов общения с компьютером. Существует множество различных типов клавиатур, но большинство из них очень похожи и позволяют выполнять одни и те же основные задачи.

Нажимайте кнопки в интерактивном ниже, чтобы узнать о различных частях клавиатуры.

готово готово редактировать активные области

Печать экрана, блокировка прокрутки, пауза/пауза

Кнопки Print Screen, Scroll Lock и Pause/Break находятся в правом верхнем углу клавиатуры. Клавиша Print Screen делает снимок вашего экрана (называемый снимком экрана), который вы можете отредактировать или сохранить с помощью графической программы. Scroll Lock и Pause/Break сегодня редко используются, поэтому на некоторых клавиатурах их нет.

Ключ Escape

Клавиша Escape (Esc) позволяет остановить функцию или действие. Например, если веб-страница долго загружается, вы можете нажать клавишу Escape, чтобы остановить ее загрузку.

Функциональные клавиши

Функциональные клавиши обозначены от F1 до F12. Некоторые программы используют эти клавиши в качестве ярлыков для общих задач. Например, во многих программах F1 открывает файл справки.

Клавиша табуляции

Клавиша Tab используется для создания отступов в текстовых редакторах. Кроме того, если вы заполняете форму онлайн, вы можете использовать клавишу Tab для перехода к следующему полю.

Буквенно-цифровые клавиши

Основную часть клавиатуры составляют буквенно-цифровые клавиши (буквы и цифры) и пробел.

Ctrl, Alt и Shift

Клавиши Control (Ctrl), Alternate (Alt) и Shift предназначены для работы в сочетании с другими клавишами. Как правило, вы удерживаете нажатой клавишу Ctrl, Alt или Shift, а затем нажимаете другую клавишу для выполнения определенной задачи. Например, во многих программах нажатие Ctrl+S сохранит файл.

Клавиши со стрелками

Клавиши со стрелками используются для разных целей, включая перемещение курсора, прокрутку документа и управление игрой.

Цифровая клавиатура

Цифровая клавиатура напоминает клавиатуру калькулятора. Многие пользователи считают, что с помощью этой клавиатуры легче набирать цифры. На некоторых клавиатурах эти клавиши дублируются как клавиши со стрелками.

Клавиша возврата

Клавиша Backspace (также известная как клавиша удаления) стирает символ слева от курсора.

Введите

Клавиша Enter (также известная как клавиша возврата) выполняет команды. Например, находясь в Интернете, вы можете ввести адрес веб-сайта, а затем нажать Enter, чтобы перейти на него. Он также используется для начала новой строки в текстовых редакторах.

Начало и конец

Они перемещают курсор в начало или конец текущей строки.

Вставить и удалить

Вставка: переключение между режимом вставки (который вставляет новый текст, ничего не удаляя) и режимом замены (который удаляет текст после курсора по мере ввода).

Удалить: удаляет символ справа от курсора.

Страница вверх и страница вниз

Они прокручивают документ или веб-страницу вверх или вниз.

Если вы хотите научиться печатать или улучшить свои навыки слепой печати, ознакомьтесь с нашим бесплатным учебным пособием по печати.

Мышь

Мышь — еще один важный инструмент для связи с компьютером. Обычно известное как указывающее устройство, оно позволяет вам указывать на объекты на экране, нажимать на них и перемещать их.

Существует два основных типа мыши: оптическая и механическая. Оптическая мышь использует электронный глаз для обнаружения движения и ее легче чистить.Механическая мышь использует катящийся шарик для обнаружения движения и требует регулярной очистки для правильной работы.

Чтобы изучить основы использования мыши, ознакомьтесь с нашим интерактивным учебным пособием по работе с мышью.

Альтернативные мыши

Есть и другие устройства, которые могут выполнять те же функции, что и мышь. Многие люди находят их более простыми в использовании, и они также требуют меньше места на столе, чем традиционная мышь. Ниже приведены наиболее распространенные альтернативы мыши.

Трекбол. Шарик трекбола может свободно вращаться. Вместо того, чтобы двигать устройство, как мышь, вы можете вращать шарик большим пальцем, чтобы перемещать указатель.
Сенсорная панель. Сенсорная панель, также называемая трекпадом, представляет собой сенсорную панель, которая позволяет управлять указателем, рисуя пальцем. Сенсорные панели широко распространены на портативных компьютерах.

Здравствуйте, сегодня мы будем изучать основные элементы компьютерной системы.

В этом посте я объясню вам, что такое элементы компьютерной системы?

Эта статья лучшая во всем Интернете.

Если вы внимательно прочитаете эту статью, вы поймете все об основных элементах компьютера.

Я гарантирую вам, что после прочтения этой статьи вам не нужно будет читать какие-либо другие статьи. Фактически, наш читатель доволен этой записью в блоге.

Что такое основные элементы компьютерной системы?

Элементы компьютера означают полную экосистему компьютера, на основе которой компьютер выполняет любую инструкцию.

Эти компьютерные элементы зависят друг от друга.

В основном компьютер состоит из пяти элементов, которые приведены ниже.

Читайте также Основы компьютера

1. Оборудование

Изображение аппаратных устройств

Части компьютерной системы, которые мы можем увидеть и потрогать на этой части компьютера, называются аппаратными средствами.

Аппаратные части, такие как клавиатура, мышь, ЦП, монитор, принтер, сканер.

Клавиатура. Клавиатура — это аппаратное устройство компьютера, а клавиатура — это основная часть компьютера, с помощью которой пользователь вводит данные в компьютер.

Мышь. Компьютерная мышь также является аппаратным устройством, также известным как указывающее устройство. При использовании мыши работа пользователя выполняется за считанные минуты.

ЦП - Полное название ЦП - Центральный процессор, это также аппаратное устройство. ЦП также называют мозгом компьютера.

Монитор. Монитор — это экран, а монитор — это также аппаратное устройство, с помощью которого пользователь видит результат вывода.

Принтер. Принтер также является аппаратным устройством, которое используется для печати электронной копии.

Сканер. Сканер также является аппаратным устройством, которое используется для сканирования любых печатных копий.

Давайте подробно разберемся с аппаратным обеспечением компьютера.

Аппаратное обеспечение компьютера разделено на четыре части, а именно:

Входное оборудование
Выходное оборудование
Оборудование для обработки и памяти
Дополнительное оборудование для хранения данных

Входное оборудование

Аппаратные средства ввода, которые используются для ввода данных в компьютер. Эти части компьютера называются аппаратными средствами ввода.

Существует много типов аппаратных устройств ввода, названия которых приведены ниже.

Графические планшеты
Оборудование для захвата видео
Трекболы
Сканер штрих-кода
Цифровая камера
MIDI-клавиатура
Геймпад
Джойстик
Клавиатура
Камеры
Микрофон
Мышь
Сканер
Веб-камера
Сенсорная панель
Микрофон
Электронная доска
ОМР
Распознавание текста
Ввод пером
Считыватель перфокарт
MICR (считыватель символов с помощью магнитных чернил)
Накопитель на магнитной ленте

Выходное оборудование

Кстати, аппаратное устройство вывода, с которого пользователь получает выходные данные, называется аппаратным устройством вывода.

Существует множество типов аппаратных устройств вывода, которые приведены ниже.

Центральный процессор (ЦП)
Материнская плата

Вторичное запоминающее устройство

Устройство компьютерной системы, которое используется для постоянного хранения данных, называется вторичным оборудованием хранения.

Вторичные устройства хранения также бывают разных типов. имена которых приведены ниже.

Жесткий диск
Твердотельный накопитель
Флешка

Надеюсь, вы понимаете.

2. Программное обеспечение

Изображения компьютерного программного обеспечения

Программное обеспечение — это набор программ.Многие компьютерные программы объединяются в единое программное обеспечение. В котором пользователь взаимодействует с компьютерной системой с помощью программного обеспечения.

Программы компьютера, которые мы видим, но не можем потрогать, называются программами.

Существует два типа компьютерного программного обеспечения, названия которых приведены ниже.

Системное ПО
Прикладное программное обеспечение

<р>1. Системное программное обеспечение

Программное обеспечение, поставляемое вместе с компьютерной системой, которое используется компьютером для своей работы, называется системным программным обеспечением.

Существует много типов системного программного обеспечения, названия которых приведены ниже.

Операционная система – это системное программное обеспечение, например.

<р>2. Прикладное программное обеспечение

Программное обеспечение, которое мы используем по необходимости, называется прикладным программным обеспечением.

Существует много типов прикладного программного обеспечения, названия которых приведены ниже.

Антивирусное программное обеспечение
Подсчет
MS Office
Фотошоп
Проигрыватель VLC
Веб-браузер
7-й почтовый индекс

Все это примеры прикладного программного обеспечения.

Надеюсь, вы понимаете.

3. Пользователь

Изображение пользователя

Лицо, использующее компьютер, называется пользователем. По сути, компьютером пользуется человек, а не робот.

Поэтому пользователь также является важным элементом компьютера, поскольку без пользователя компьютер ничего не может делать.

Хотя компьютеры могут использоваться людьми любого возраста, в любое время и в любом месте, в основном два типа людей используют компьютеры чаще.

Профессиональные люди и другие непрофессиональные люди.

Профессиональные люди — люди, использующие компьютеры для выполнения своей профессиональной деятельности. Например, программисты, инженеры, преподаватели колледжей и т. д.

Непрофессиональные люди — люди, которые используют компьютеры для выполнения своей личной работы. Например - обычный мальчик и девочка, а можно и кого угодно.

Надеюсь, вы понимаете.

4. Данные

Изображение цифровых данных

Данные также являются важным элементом компьютерной системы, поскольку вся компьютерная система основана на самих данных.

Данные используются везде на компьютере. Точно так же, как автомобиль не может работать без бензина, компьютер не может работать без данных.

Например, все, что вы вводите в компьютер, вводится в компьютер в виде данных, и все, что компьютер выдает вам, также находится в форме самих данных.

На вашем компьютере хранятся такие данные, как аудио, видео, текст, изображения и т. д.

Надеюсь, вы понимаете.

5. Процедуры

Процедуры также являются элементом компьютера, который проверяет процедуры работы компьютера.

Например, когда пользователь давал инструкции компьютеру, независимо от того, работает ли аппаратное и программное обеспечение компьютера.

Надеюсь, вы понимаете.

Часто задаваемые вопросы, связанные с компьютерными элементами

В. Каковы 4 основных элемента компьютера?

Ниже приведены 4 основных элемента компьютера.

В. Из каких 6 элементов состоит компьютерная система?

Шесть элементов компьютерной системы приведены ниже.

Оборудование
Программное обеспечение
Пользователь
Данные
Процедуры
Связь

В. Назовите любые четыре аппаратные части компьютера.

Ниже приведены четыре названия аппаратных частей компьютера.

Мы надеемся, что вы полностью понимаете основные элементы компьютерной системы. Если вы все еще не поняли, пожалуйста, прокомментируйте нас.

Вычислительные проблемы. Давно известно, что теория компьютерной архитектуры больше не ограничивается механизмом аппаратного обеспечения голой машины. Современный компьютер представляет собой интегрированную систему, включающую аппаратное обеспечение, набор инструкций, системное программное обеспечение, прикладные программы и пользовательские интерфейсы. Эти элементы системы показаны на схеме.

Для решения научных задач в области науки и техники требуются сложные математические системы и бесконечные вычисления с целыми числами или числами с плавающей запятой. Для буквенно-цифровых задач в бизнесе и правительстве решения требуют детальных транзакций, управления огромными базами данных и операций по извлечению данных.

Что касается проблем с искусственным интеллектом (ИИ), решения требуют логических выводов и репрезентативных манипуляций. Эти вопросы оценки были названы численной оценкой, обработкой транзакций и логическими рассуждениями.Различные сложные вопросы могут потребовать набора этих режимов обработки.

Алгоритмы и структуры данных. Для определения вычислений и коммуникаций, содержащихся в вычислительных задачах, требуются соответствующие алгоритмы и структуры данных. Некоторые численные алгоритмы являются детерминированными и используют автоматически структурированную информацию. Символьная обработка может использовать эвристический или недетерминированный поиск в огромных базах знаний.

Аппаратные ресурсы. Системная архитектура компьютера определяется тремя встроенными кружками справа на рисунке. Современная компьютерная система демонстрирует свою мощь за счет интегрированных усилий аппаратных ресурсов, операционных систем и прикладного программного обеспечения. Процессоры, память и периферийные устройства составляют аппаратный элемент компьютерной системы.

Специальные аппаратные интерфейсы обычно встроены в устройства ввода-вывода, включая терминалы, отделы, оптические сканеры страниц, распознаватели символов с магнитными чернилами, модемы, серверы документов, устройства ввода голосовых данных, принтеры и плоттеры. Эти периферийные устройства связаны с мэйнфреймами точно или через локальные или глобальные сети.

Операционная система. Адекватная операционная система управляет выделением и освобождением ресурсов во время реализации клиентских программ.

Отображение — это двунаправленная процедура, сопоставляющая алгоритмическую структуру с аппаратной структурой и наоборот. Мощное сопоставление принесет пользу программисту и улучшит исходные программы.

Отображение алгоритмических структур и структур данных в структуру машины включает планирование процессора, карты памяти, межпроцессорное взаимодействие и т. д. Эти действия обычно зависят от структуры.

Поддержка системного программного обеспечения. Поддержка программного обеспечения требуется для продвижения мощных программ на языках высокого уровня. Исходная программа, написанная на HLL, должна быть сначала интерпретирована оптимизирующим компилятором в объектную программу. Компилятор назначает переменные регистрам или словам памяти и сохраняет функциональные единицы для операторов.

Ассемблер может интерпретировать скомпилированную объектную программу в машинную программу, которая может быть идентифицирована аппаратным обеспечением машины. Загрузчик может запускать реализацию программы через ядро ОС.

Поддержка компилятора. Существует три метода обновления компиляторов, включая препроцессор, прекомпилятор и распараллеливающий компилятор. Препроцессор управляет последовательным компилятором и низкоуровневой библиотекой целевой системы для выполнения высокоуровневых параллельных конструкций. Методы прекомпилятора нуждались в некотором анализе хода программы, проверке зависимостей и определенных оптимизациях, приближающихся к обнаружению параллелизма.

Читайте также: