Как компьютеры и оборудование связаны друг с другом?

Обновлено: 21.11.2024

Компьютер — это удивительно полезная универсальная технология, до такой степени, что теперь камеры, телефоны, термостаты и многое другое превратились в маленькие компьютеры. В этом разделе будут представлены основные части и темы работы компьютерного оборудования. «Оборудование» — это физические части компьютера, а «программное обеспечение» — код, работающий на компьютере.

Чипы и транзисторы

  • Транзистор — жизненно важный электронный блок.
    —Транзисторы являются «твердотельными» — в них нет движущихся частей.
    — Одно из самых важных изобретений в истории.
    — «Переключатель», который мы можем включить. /выключено электрическим сигналом
  • Кремниевый чип – кусочек кремния размером с ноготь.
  • Микроскопические транзисторы выгравированы на кремниевых чипах
  • Чипы могут содержать миллиарды транзисторов.
  • Чипсы упакованы в пластик с металлическими ножками.
  • напр. Микросхемы ЦП, микросхемы памяти, флэш-чипы
  • Силикон (металлоид) и силикон (мягкое вещество на кухонной утвари)

Вот кремниевый чип в пластиковой упаковке. Я вытащил это из кучи электронных отходов в здании Stanford CS, так что, наверное, оно старое. Это небольшой чип с несколькими «контактами» электрического соединения. Позже мы увидим более крупный чип с сотнями контактов.

Внутри пластиковой упаковки находится кремниевый чип размером с ноготь с выгравированными на его поверхности транзисторами и другими компонентами. Крошечные провода соединяют чип с внешним миром. (лицензия CC, атрибуция на шареалке 3. пользователь википедии Zephyris)

В современных компьютерах используются крошечные электронные компоненты, которые можно выгравировать на поверхности кремниевого чипа. (См.: чип из Википедии) Обратите внимание, что кремний (микросхемы, солнечные панели) и силикон (мягкий резиновый материал) — это разные вещи!

Самым распространенным электронным компонентом является "транзистор", который работает как усилительный клапан для потока электронов. Транзистор является «твердотельным» устройством, то есть в нем нет движущихся частей. Это основной строительный блок, используемый для создания более сложных электронных компонентов. В частности, «бит» (ниже) можно построить с компоновкой из 5 транзисторов. Транзистор был изобретен в начале 1950-х годов, заменив вакуумную лампу. С тех пор транзисторы становились все меньше и меньше, что позволяло размещать все больше и больше их на кремниевом чипе.

Закон Мура

  • Транзисторы становятся в 2 раза меньше примерно каждые 2 года
     – иногда указывается срок службы около 18 месяцев.
  • Может вместить в два раза больше транзисторов на чип
  • Из-за более совершенной технологии травления чипов
    -Но современный завод по производству чипов стоит более 1 миллиарда долларов
  • Наблюдение против научного "закона"
  • 2 эффекта:
  • а. чипы удваивают емкость каждые 2 года
    -скорость не удваивается, емкость удваивается, что по-прежнему очень полезно
  • б. или при неизменной емкости чипы становятся меньше и дешевле каждые 2 года.
  • (б) вот почему компьютеры теперь используются в автомобилях, термостатах и ​​поздравительных открытках.
  • Пример: емкость MP3-плеера 50 долларов США каждые 2 года: 2 ГБ, 4 ГБ, 8 ГБ, 16 ГБ.
  • Практическое правило: увеличение емкости в 8 раз каждые 6 лет.
  • В 8 раз за 6 лет емкость вашего телефона может увеличиться в 8 раз
  • Вероятно, закон Мура не будет действовать вечно

Закон Мура (Гордон Мур, соучредитель Intel) гласит, что плотность транзисторов на микросхеме удваивается примерно каждые 2 года (иногда указывается каждые 18 месяцев). Увеличение связано с улучшением технологии производства чипов. Это не научный закон, а просто общее предсказание, которое, кажется, продолжает работать. В более широком смысле он отражает идею о том, что на доллар компьютерные технологии (не только транзисторы) с течением времени становятся лучше в геометрической прогрессии. Это совершенно ясно, если вы посмотрите на стоимость или возможности компьютеров/камер и т. д., которые у вас есть. Закон Мура приводит к появлению более мощных компьютеров (сравните возможности iPhone 7 и оригинального iPhone), а также к более дешевым компьютерам (компьютеры с меньшими возможностями появляются повсюду, например, в термостатах и ​​автомобилях).

Компьютеры в жизни: системы управления

  • Система управления: реагирует на внешнее состояние
  • напр. автомобильный двигатель: изменяйте топливную смесь в зависимости от температуры
  • напр. сработала подушка безопасности при больших перегрузках от столкновения
  • Чипы — отличный и дешевый способ создания систем управления.
  • Докомпьютерные системы управления работали не так хорошо
  • Одна из причин, почему сегодня автомобили работают намного лучше

Система управления / Демонстрация фонарика Мура

  • У фонарика Maglite XL200 есть фишка
  • Пример системы управления
  • Закон Мура делает возможным такое применение чипа
  • Фонарик преобразует угловое положение в яркость. (1 клик)
  • Также есть угол для режима скорости моргания. (2 клика)

Компьютерное оборудование — ЦП, ОЗУ и постоянное хранилище

Теперь давайте поговорим о трех основных компонентах, из которых состоит компьютер: ЦП, ОЗУ и постоянном хранилище. Эти три компонента есть на всех компьютерах: ноутбуках, смартфонах и планшетах.

1. ЦП

  • ЦП – центральный процессор
  • Действует как мозг: следует инструкциям в коде.
  • "общее" — изображения, работа в сети, математика... все на ЦП
  • Выполняет вычисления, например. добавить два числа
  • по сравнению с ОЗУ и постоянное хранилище, в которых только хранятся данные
  • "гигагерц" = 1 миллиард операций в секунду
  • ЦП с частотой 2 ГГц выполняет 2 миллиарда операций в секунду.

ЦП — центральный процессор — неизбежно называют "мозгом" компьютера. ЦП выполняет активный «запуск» кода, манипулируя данными, в то время как другие компоненты играют более пассивную роль, например, хранят данные. Когда мы говорим, что компьютер может «складывать два числа миллиард раз в секунду»… это процессор. Когда вы нажимаете кнопку «Выполнить», ЦП в конечном итоге «запускает» ваш код. Позже мы дополним картину того, как ваш код Javascript выполняется процессором.

Кроме того: "ядра" процессора

  • Современные чипы ЦП имеют несколько ядер.
  • Каждое ядро ​​является полунезависимым процессором.
  • Ключ: 4 ядра не в 4 раза быстрее, чем 1 ядро.
  • т.е. 4 машины не доставят вас туда быстрее, чем 1 машина
  • Убывающая отдача
  • Более 4 ядер часто бесполезны

Примеры ЦП

  • напр. Кнопка "Выполнить" — "распечатать информацию", посчитать.
  • напр. Отправить текстовое сообщение — отформатировать байты, отправить байты, проверить, что они были отправлены

Вариант CPU: GPU — графический процессор

  • Подобен процессору, но предназначен для обработки изображений.
  • Компьютерные игры активно используют GPU
  • Современные ЦП в большинстве случаев достаточно быстры, больше энергии уходит на ГП.

2. ОЗУ

  • ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
  • Действует как доска.
  • Временное рабочее хранилище, байты
  • ОЗУ хранит как код, так и данные (временно)
  • напр. открыть изображение в Photoshop
    - данные изображения загружаются в байты оперативной памяти
  • напр. добавление 2 к числу в калькуляторе
    - управление байтами в оперативной памяти
  • "постоянная"
    -ОЗУ не является постоянной. Состояние исчезает при выключении питания
    -e.g. Вы работаете над документом, затем отключается электричество, и вы теряете свою работу (вместо "Сохранить")

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство или просто «память». Оперативная память — это оперативная память, которую компьютер использует для хранения кода и данных, которые активно используются. ОЗУ фактически является областью хранения байтов под управлением ЦП. Оперативная память относительно быстра и способна извлекать значение любого конкретного байта за несколько наносекунд (1 наносекунда составляет 1 миллиардную долю секунды). Другая важная особенность ОЗУ заключается в том, что оно сохраняет свое состояние только до тех пор, пока на него подается питание — ОЗУ не является «постоянным» хранилищем.

Предположим, вы работаете на своем компьютере, и он внезапно теряет питание, и экран гаснет. Вы понимаете, что то, над чем вы работали, пропало. Оперативная память была очищена, осталось только то, что вы в последний раз сохранили на диск (ниже).

Примеры оперативной памяти

  • В вашем браузере открыто много вкладок
    – данные для каждой вкладки находятся в оперативной памяти
  • Выполняется программа
    - код программы находится в оперативной памяти
  • Программа манипулирует большим изображением
    - данные изображения находятся в оперативной памяти
  • напр. у вас может закончиться оперативная память — вы не сможете открыть новую вкладку или программу, потому что вся оперативная память занята
  • Кроме того, теперь телефоны имеют от 2 до 4 ГБ ОЗУ . достаточно для большинства целей

3. Постоянное хранилище: жесткий диск, флэш-накопитель

  • Постоянное хранение байтов
  • "Постоянный" означает сохранение, даже если питание отключено.
  • напр. Жесткий диск — хранит байты в виде магнитного узора на вращающемся диске.
    — он же «жесткий диск».
    — Высокий звук вращения, который вы, возможно, слышали.
  • Жесткие диски долгое время были основной технологией постоянного хранения данных.
  • НО сейчас Flash становится все более популярным.

Видео о том, как работает жесткий диск (Webm — открытый стандартный видеоформат, работает в Firefox и Chrome). 4:30 в видео, чтобы увидеть чтение/запись битов.

Постоянное хранилище, новая технология: флэш-память

  • "Flash" – это транзисторная технология постоянного хранения данных.
    "твердое состояние" – отсутствие движущихся частей. -aka "SSD": твердотельный накопитель
  • Флэш-память лучше жесткого диска во всех отношениях, но стоит дешевле: быстрее, надежнее, потребляет меньше энергии.
  • Флэш дороже в пересчете на байт.
  • Форматы: USB-ключ, SD-карта в камере, флэш-память, встроенная в телефон, планшет или компьютер.
  • Раньше флэш-память была очень дорогой, поэтому в большинстве компьютеров использовались жесткие диски.
  • Flash дешевеет (закон Мура)
  • Однако в пересчете на байт жесткие диски по-прежнему значительно дешевле.
  • Не путать с проприетарным мультимедийным форматом Adobe Flash.
  • Предупреждение: флэш-память не сохраняется вечно. Он может не хранить биты за последние 10 или 20 лет. Никто точно не знает

Постоянное хранилище — долговременное хранилище байтов в виде файлов и папок. Постоянный означает, что байты сохраняются даже при отключении питания. Ноутбук может использовать вращающийся жесткий диск (также известный как «жесткий диск») для постоянного хранения файлов. Или он может использовать «флэш-накопитель», также известный как твердотельный диск (SSD), для хранения байтов на флэш-чипах. Жесткий диск считывает и записывает магнитные узоры на вращающемся металлическом диске для хранения байтов, в то время как флэш-память является «твердотельной»: никаких движущихся частей, только кремниевые чипы с крошечными группами электронов для хранения байтов. В любом случае хранилище является постоянным, т. е. сохраняет свое состояние даже при отключении питания.

Флэш-накопитель работает быстрее и потребляет меньше энергии, чем жесткий диск. Однако в пересчете на байт флэш-память значительно дороже, чем хранилище на жестком диске. Flash дешевеет, поэтому может занять нишу за счет жестких дисков. Флэш-память намного медленнее, чем оперативная память, поэтому она не является хорошей заменой оперативной памяти. Обратите внимание, что Adobe Flash — это несвязанное понятие; это проприетарный медиаформат.

Флэш-память — это то, что лежит в основе USB-накопителей, SD-карт для использования в камерах или встроенной памяти в планшете или телефоне.

Файловая система

  • Как организованы байты в постоянном хранилище?
  • напр. Байты на флешке?
  • "Файловая система" – организация байтов постоянного хранилища, файлов и папок.
  • "Файл" — имя, дескриптор блока байтов.
  • напр. "flowers.jpg" означает 48 КБ данных изображения.

Жесткий диск или флэш-накопитель обеспечивает постоянное хранение в виде плоской области байтов без особой структуры. Обычно жесткий диск или флэш-диск отформатированы с использованием «файловой системы», которая организует байты в знакомый шаблон файлов и каталогов, где каждый файл и каталог имеют несколько полезное имя, например «resume.txt». Когда вы подключаете диск к компьютеру, компьютер представляет файловую систему диска пользователю, позволяя ему открывать файлы, перемещать файлы и т. д.

По сути, каждый файл в файловой системе относится к блоку байтов, поэтому имя «flowers.jpg» относится к блоку 48 КБ байтов, которые являются данными этого изображения. Фактически файловая система дает пользователю имя (и, возможно, значок) для блока байтов данных и позволяет пользователю выполнять операции с этими данными, например перемещать их, копировать или открывать с помощью программы. Файловая система также отслеживает информацию о байтах: их количество, время последнего изменения.

Microsoft использует проприетарную файловую систему NTFS, а Mac OS X имеет собственный эквивалент HFS+ от Apple. Многие устройства (камеры, MP3-плееры) используют на своих флеш-картах очень старую файловую систему Microsoft FAT32. FAT32 — старая и примитивная файловая система, но она хороша там, где важна широкая поддержка.

Примеры постоянного хранилища

  • Это легко понять, так как вы использовали файлы и файловые системы.
  • напр. 100 отдельных видеофайлов по 1 ГБ. Требуется 100 ГБ дискового пространства.

Изображения оборудования

Ниже представлены изображения недорогих компьютеров Shuttle с процессором 1,8 ГГц, 512 МБ ОЗУ и жестким диском на 160 ГБ. Примерно в 2008 году он стоил около 200 долларов США. Он сломался и стал классным примером.

  • Материнская плата
  • Металлический пакет ЦП, удерживаемый рычагом
  • Медный радиатор
  • Чип процессора в металлическом корпусе
  • Радиатор удален.
  • Низ упаковки... много соединений (маленькие провода)

Если перевернуть ЦП, видны маленькие позолоченные накладки в нижней части ЦП. Каждая контактная площадка соединена очень тонким проводом с точкой на кремниевом чипе.

Вот изображение другого чипа, но без верхней упаковки. Вы видите кремниевый чип размером с мизинец в центре с выгравированными на нем крошечными деталями транзистора. На краю чипа видны очень тонкие провода, соединяющие части чипа с внешними контактными площадками (лицензия CC, атрибуция 3. пользователь википедии Zephyris)

  • Карта оперативной памяти
  • Подключается к материнской плате
  • Карта на 512 МБ (4 чипа)

Оперативная память состоит из нескольких микросхем, объединенных в небольшую плату, известную как DIMM, которая вставляется в материнскую плату (модуль памяти с двумя встроенными разъемами).Здесь мы видим модуль RAM DIMM, извлеченный из разъема материнской платы. Это модуль DIMM емкостью 512 МБ, состоящий из 4 микросхем. Несколькими годами ранее этот модуль DIMM мог потребовать 8 микросхем для хранения 512 МБ. Закон Мура в действии.

  • Жесткий диск объемом 160 ГБ (постоянное хранилище)
  • т.е. постоянный
  • Подключается к материнской плате стандартным кабелем SATA.
  • Флэш-накопитель (другой тип постоянного хранилища)
  • т.е. постоянный
  • Содержит флэш-чип, твердотельный.
  • SD-карта, аналогичная идея

Здесь он разобран, показывая флэш-чип, который фактически хранит байты. Этот чип может хранить около 1 миллиарда бит... сколько это байтов? (A: 8 бит на байт, то есть около 125 МБ)

Вот "SD-карта", которая обеспечивает хранение в камере. Он очень похож на флешку, только другой формы.

Компьютер в основном состоит из различных электронных компонентов, которые поддерживаются электрическими устройствами и механическими системами. Все эти электронные, электрические. Механические устройства, используемые в компьютере, называются аппаратным обеспечением компьютера.

Материнская плата, ЦП, гибкий диск, клавиатура, мышь, веб-камера, CS-накопитель, USB-накопитель, монитор и блоки питания являются примерами аппаратных периферийных устройств, подключенных к цифровому компьютеру.

Итак, оборудование представляет собой физические и материальные компоненты компьютера. то есть мы можем определить оборудование как компоненты, которые можно увидеть и потрогать. Мы также можем сказать, что электронное, электрическое и механическое оборудование, из которого состоит компьютер, называется аппаратным обеспечением.

Компьютер состоит из пяти основных аппаратных компонентов —

  • Устройства ввода
  • Устройства вывода
  • ЦП
  • Устройства хранения
  • Память

Эти основные аппаратные части компьютера работают вместе с программной системой для выполнения расчетов, систематизации информации и, кроме того, для подключения к различным компьютерам. Итак, аппаратные компоненты компьютера приводятся в действие и управляются с помощью программного обеспечения. Это основная взаимосвязь между аппаратным и программным обеспечением.

Компьютерное программное обеспечение

Компьютерное программное обеспечение — это не что иное, как набор хорошо написанных инструкций или программ, написанных на различных языках программирования, таких как JAVA, C++, Python и т. д. Эти наборы инструкций или программ управляют работой компьютерной системы и обеспечивают работу оборудования. Программное обеспечение можно разделить на две основные категории —

  • Системное ПО
  • Прикладное программное обеспечение

(a) Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение — это программы, используемые для работы с аппаратным обеспечением компьютера и для выполнения прикладного программного обеспечения. Операционные системы и языковые процессоры (ассемблер, интерпретатор, компилятор и т. д.) также являются системным программным обеспечением.

(b) прикладное программное обеспечение

Это программное обеспечение, предназначенное для решения определенных задач или проблем, таких как MS Office, AutoCAD, MATLAB и т. д. Таким образом, этот тип программного обеспечения предназначен для одного конкретного приложения.

Итак. мы уже подробно обсудили компьютерное оборудование и программное обеспечение. Из этого вы, возможно, уже заметили, что существует базовая связь между аппаратным и программным обеспечением. Теперь давайте подробно рассмотрим важную взаимосвязь между аппаратным и программным обеспечением.

Оборудование — любое физическое устройство или оборудование, используемое в компьютерной системе или совместно с ней (все, что вы можете увидеть и потрогать).

Внешнее оборудование

  • Внешние аппаратные устройства (периферийные устройства) — любое аппаратное устройство, расположенное вне компьютера.
  • Устройство ввода — аппаратное устройство, которое используется для ввода информации в компьютер для обработки.
  • Примеры: клавиатура, мышь, трекпад (или тачпад), сенсорный экран, джойстик, микрофон, световое перо, веб-камера, голосовой ввод и т. д.

Внутреннее оборудование

  • Внутренние аппаратные устройства (или внутренние аппаратные компоненты) — любое аппаратное устройство, расположенное внутри компьютера.
  • Примеры: ЦП, жесткий диск, ПЗУ, ОЗУ и т. д.

Компьютерное программное обеспечение

  • Программное обеспечение – набор инструкций или программ, сообщающих компьютеру, что делать или как выполнять определенную задачу (компьютерное программное обеспечение работает на оборудовании).
  • Основные типы ПО — системное ПО и прикладное ПО.

Прикладное программное обеспечение

Системное программное обеспечение — оно предназначено для запуска аппаратного и прикладного программного обеспечения компьютера и обеспечения доступности компьютерной системы для использования. Он служит интерфейсом между аппаратным обеспечением, прикладным программным обеспечением и пользователем.

  • Основные функции системного программного обеспечения — выделение системных ресурсов, управление пространством для хранения, хранение и извлечение файлов, обеспечение безопасности и т. д.
  • Основные типы системного программного обеспечения — операционная система, драйверы устройств, служебные программы, программы для программирования и т. д.

Операционная система (ОС) — программное обеспечение, которое управляет и координирует аппаратные устройства компьютера и запускает другое программное обеспечение и приложения на компьютере. Это основная часть системного программного обеспечения, без которого компьютер работать не будет.

  • Основные функции операционной системы — загрузка компьютера, управление системными ресурсами (ЦП, память, устройства хранения, принтер и т. д.), управление файлами, обработка ввода и вывода, выполнение и предоставление услуг для прикладного программного обеспечения и т. д.< /li>
  • Примеры операционных систем: Microsoft Windows, Apple iOS, ОС Android, macOS, Linux и т. д.

Драйвер устройства – программа, предназначенная для управления определенным аппаратным устройством, подключенным к компьютеру.

  • Основное назначение драйвера устройства — он действует как переводчик между оборудованием устройства и операционными системами или приложениями, которые его используют.
  • Он инструктирует компьютер о том, как взаимодействовать с устройством, переводя инструкции операционной системы на язык, понятный устройству, для выполнения необходимой задачи.
  • Примеры драйвера устройства: драйвер принтера, драйвер дисплея, драйвер USB, драйвер звуковой карты, драйвер материнской платы, драйвер ПЗУ и т. д.

Утилиты — тип системного программного обеспечения, которое помогает устанавливать, анализировать, настраивать, укреплять, обслуживать компьютер и выполнять очень специфические задачи (например, антивирусное программное обеспечение, программное обеспечение для резервного копирования, тестер памяти, хранитель экрана и т. д.).< /p>

любое физическое устройство или оборудование, используемое в компьютерной системе или совместно с ней (все, что вы можете увидеть и потрогать).

любое аппаратное устройство, расположенное вне компьютера.

часть аппаратного устройства, которое используется для ввода информации в компьютер для обработки.

часть аппаратного устройства, которое получает информацию от компьютера.

любое аппаратное устройство, расположенное внутри компьютера.

набор инструкций или программ, которые сообщают компьютеру, что делать или как выполнять определенную задачу (компьютерное программное обеспечение работает на оборудовании).

компьютерная программа, предоставляющая пользователям инструменты для выполнения определенной задачи.

он ​​предназначен для запуска аппаратного и прикладного программного обеспечения компьютера, а также для обеспечения доступности компьютерной системы для использования. Он служит интерфейсом между аппаратным обеспечением, прикладным программным обеспечением и пользователем.

программное обеспечение, которое контролирует и координирует аппаратные устройства компьютера и запускает другое программное обеспечение и приложения на компьютере. Это основная часть системного программного обеспечения, без которого компьютер работать не будет.

программа, предназначенная для управления определенным аппаратным устройством, подключенным к компьютеру.

тип системного программного обеспечения, которое помогает настраивать, анализировать, настраивать, укреплять, обслуживать компьютер и выполнять очень специфические задачи (например, антивирусное программное обеспечение, программное обеспечение для резервного копирования, тестер памяти, экранная заставка и т. д.).

На жестком диске компьютера хранятся данные для длительного использования. Жесткие диски имеют жесткую пластину в форме диска, изготовленную из магнитного материала, и используют магниты для хранения данных на пластине. Магнитный материал позволяет компьютеру легко стирать и перезаписывать данные, когда это необходимо.

На жестких дисках данные хранятся в виде файлов. Данные могут быть кодами символов текстового файла, цветом пикселя в файле изображения или даже частью песни. Емкость жесткого диска определяется тем, сколько байтов он может вместить. Например, на жестком диске емкостью 40 ГБ (сокращенно ГБ) может храниться 40 миллиардов байтов.

Проблемы с жесткими дисками могут возникнуть, если они физически повреждены, перегреты или изношены. Проблемы с жестким диском также могут быть вызваны вредоносными программами. Вы можете получать сообщения об ошибках, связанных с отказом жесткого диска, или ваш компьютер просто зависает, пытаясь получить доступ к определенному файлу. Если ваш жесткий диск поврежден, вы мало что можете сделать, чтобы спасти его. Вы можете использовать инструменты восстановления данных, чтобы попытаться восстановить некоторые данные, но в большинстве случаев потребуется замена оборудования.

Даже если вы защитите свой жесткий диск от физических повреждений и не допустите вредоносное ПО к своей машине, ваш жесткий диск рано или поздно изнашивается, поэтому на всякий случай регулярно выполняйте резервное копирование данных. Также рекомендуется регулярно дефрагментировать жесткий диск, чтобы он работал как можно быстрее.

Материнская плата, также называемая логической платой или основной платой, представляет собой плату с напечатанными на ней электрическими схемами, на которой расположены многие основные компоненты компьютера.Электрические цепи на плате позволяют компонентам получать питание и обмениваться данными друг с другом.

Материнская плата настольного компьютера обычно содержит ЦП и основную память, к ним можно подключить графическую и звуковую карты, память и другие периферийные устройства с помощью плат или кабелей. Производители также очень часто интегрируют некоторые из этих компонентов непосредственно в материнскую плату.

Встроенные доски обычно дешевле и проще в управлении, поскольку они поставляются в красивой и аккуратной упаковке. Но они не обеспечивают наилучшей производительности, вы не можете обновить компоненты, а если что-то сломается на интегрированной плате, вам придется заменить всю плату.

ЦП или центральный процессор — это мозг компьютера. Процессоры выполняют две основные функции: выполняют математические и логические операции (другими словами, заставляют компьютер что-то делать) и извлекают и выполняют инструкции из памяти компьютера.

В персональных компьютерах ЦП – это небольшой квадратный чип с множеством торчащих из него металлических контактов, который называется микропроцессором и крепится непосредственно к материнской плате. Поскольку они выделяют много тепла, современные процессоры снабжены радиатором и небольшим вентилятором для охлаждения.

Если с вашим ЦП что-то пойдет не так, его можно заменить, но лучше доверить это профессионалу. Они могут быть дорогими, и при установке легко случайно погнуть контакты.

ОЗУ или оперативное запоминающее устройство — это тип компьютерной памяти, используемый для кратковременного хранения данных. Обычно это интегральная плата, установленная на материнской плате.

Объем оперативной памяти вашего компьютера может повлиять на его производительность. Некоторые задачи, такие как игры или редактирование видео, требуют гораздо больше оперативной памяти, чем другие. Если кажется, что вашему компьютеру требуется целая вечность для выполнения задач, вам может потребоваться добавить больше оперативной памяти. К счастью, обновить оперативную память очень просто. Вы просто устанавливаете дополнительные платы или заменяете уже установленные. Но прежде чем покупать что-либо, обязательно выясните, сколько именно вам нужно и сколько может поместиться в вашем компьютере, и попросите надежного взрослого помочь вам.

Видеокарта

Графическая карта или видеокарта обрабатывает и выводит изображения на монитор компьютера. Менее дорогие видеокарты встроены непосредственно в материнскую плату, а более мощные карты поставляются в виде отдельного компонента, который можно заменить без замены всей материнской платы.

Видеокарта получает от ЦП информацию о том, что отображать, решает, как использовать пиксели на экране для отображения этого изображения, и отправляет эту информацию на монитор. Для трехмерных изображений графическая карта сначала создает все из прямых линий, называемых «каркасом», а затем заполняет все освещение, текстуру и цвет. В динамичной игре это должно происходить около шестидесяти раз в секунду.

Многие думают, что графические карты используются только для компьютерных игр, но они также полезны для графических дизайнеров, видеоредакторов и 3D-аниматоров, которым обычно требуется наилучшее изображение.

Если ваша видеокарта не встроена в материнскую плату, ее очень просто заменить. Прежде чем покупать новый, убедитесь, что вы знаете, что вам нужно и что может поддерживать ваша система. Некоторые мониторы не могут отображать самое высокое разрешение, которое может обеспечить дорогая видеокарта, а некоторые видеокарты используют память компьютера, а не собственную память для отображения.

Сетевая карта

Сетевая карта позволяет подключать компьютер к сети. Это может быть локальная сеть, например локальная сеть, или Интернет, если компьютер подключен к модему.

Наиболее распространенными сетевыми картами являются карты Ethernet, которые используют кабель для подключения компьютера к сетевому концентратору, такому как маршрутизатор, но есть также беспроводные сетевые карты, которые имеют антенны вместо кабельного порта. Многие новые компьютеры имеют сетевую карту, встроенную в материнскую плату.

Каждая сетевая карта имеет уникальный адрес, который идентифицирует компьютер в сети, называемый адресом управления доступом к среде или MAC-адресом. Адрес обычно назначается производителем и является частью оборудования.

Звуковая карта обрабатывает и воспроизводит звуковые файлы. Он может работать как с внутренними, так и с внешними динамиками для обеспечения звука. Конечно, чем лучше звуковая карта и динамики, тем лучше качество звука.

Помимо портов для динамиков звуковая карта обычно имеет порт для микрофона, поэтому вы можете записывать свои собственные звуки.

Операционная система

Операционная система, или сокращенно ОС, — это программное обеспечение, которое позволяет вам взаимодействовать с компьютером и запускать на нем программы. Это похоже на позвоночник компьютера, соединяющий мозг (ЦП) с остальной частью тела (программами и устройствами).

Операционная система управляет программным обеспечением, оборудованием и даже периферийными устройствами компьютера и обеспечивает бесперебойную работу, даже если одновременно запущено несколько программ и устройств. Наиболее распространенными операционными системами для настольных компьютеров являются Windows, Mac OS и UNIX.

Многие операционные системы имеют графический интерфейс пользователя (GUI), который позволяет пользователям просматривать файлы и управлять ими с помощью мыши или стилуса. До появления графического интерфейса большинство операционных систем отображали данные компьютера в виде строк текста, а управление файлами осуществлялось путем ввода сложных строк текста.

Программное обеспечение для защиты от вредоносных программ, включая антивирусные и антишпионские программы, представляет собой защитное программное обеспечение, защищающее ваш компьютер от вредоносных программ. Он может работать двумя способами: регулярно сканировать компьютер на наличие вредоносных программ и удалять все найденные, а также постоянно работать в фоновом режиме, чтобы выявлять вредоносные программы сразу же, как только они происходят.

Обновленное программное обеспечение для защиты от вредоносных программ является одним из ключевых компонентов надежной защиты компьютеров и устройств. Поскольку киберпреступники постоянно создают новые типы вредоносных программ, антивирусное программное обеспечение необходимо регулярно обновлять, чтобы иметь возможность обнаруживать новейшие вредоносные программы.

Брандмауэр – это программа, которую вы можете установить на свой компьютер и которая действует как охранник, отслеживая и контролируя входящий и исходящий трафик вашего компьютера. Он назван в честь «брандмауэров» в здании, которые представляют собой усиленные стены, способные удерживать огонь в определенной части здания, если он произойдет.

Брандмауэры могут помочь защитить ваш компьютер от вредоносных программ и злоумышленников, а также являются ключевым компонентом надежной защиты компьютеров и устройств. Многие операционные системы поставляются со встроенным брандмауэром, а некоторые маршрутизаторы также поставляются с ним.

Драйвер устройства – это программа, управляющая аппаратным компонентом или устройством, подключенным к вашему компьютеру. Он действует как переводчик для операционной системы, преобразовывая инструкции операционной системы в сообщения, понятные устройству.

Некоторые устройства, использующие драйверы, находятся внутри вашего компьютера, например видеокарта и звуковая карта, а другие являются периферийными устройствами, такими как мыши и цифровые камеры. Новый компьютер обычно поставляется с уже установленными последними драйверами.

Когда вы устанавливаете новые устройства, оборудование или программное обеспечение на свой компьютер, иногда вам нужно обновить драйвер устройства, чтобы убедиться, что устройство или программа работают правильно. Обычно последние версии драйверов можно загрузить либо с веб-сайта производителя компьютера, либо с сайта производителя устройства.

Программные подключаемые модули – это небольшие пакеты программного обеспечения, добавляющие функции программе. Некоторые популярные подключаемые модули, такие как проигрыватели Flash и Quicktime, расширяют возможности веб-браузеров, позволяя вам играть в игры, смотреть видео и использовать другие мультимедийные файлы на веб-страницах. Другие подключаемые модули помогают повысить безопасность или повысить эффективность программ.

USB-накопители

Флеш-накопитель USB – это переносной жесткий диск, который подключается к порту USB.

Несмотря на свою полезность, USB-накопители также малы и, к сожалению, их легко потерять. К счастью, существует несколько бесплатных программ, которые позволяют шифровать данные на USB-накопителе, поэтому, если вы его потеряете, никто не сможет получить к ним доступ.

Маршрутизаторы – это устройства, которые соединяют одну сеть с другой и решают, как лучше передавать информацию между ними, чтобы обеспечить быструю и точную доставку данных к месту назначения. Ваш домашний маршрутизатор соединяет вашу домашнюю сеть с сетью вашего интернет-провайдера или интернет-провайдера.

Маршрутизатор похож на почтовое отделение, где "почтовые" сообщения представляют собой пакеты данных, которые пересылаются между вашим компьютером и серверами в киберпространстве. Пакеты отправляются на маршрутизатор, который считывает «адрес» на них, чтобы увидеть, куда они должны идти, и эффективно отправляет их туда.

Модемы — это устройства, преобразующие аналоговые сигналы в цифровые и наоборот. Чтобы подключиться к Интернету по телефону, кабелю или DSL-линии, состоящей из металлических проводов, вам понадобится модем. Модем преобразует цифровой сигнал вашего компьютера в аналоговый сигнал, который он может передавать по проводам, и переводит полученные аналоговые данные обратно в цифровой сигнал, понятный вашему компьютеру.

Модемы имеют установленную скорость или объем данных в секунду, который они могут передавать, измеряемый в битах в секунду или бит/с.

Сетевой фильтр — это расширение для настенной электрической розетки, которое позволяет подключать несколько устройств к одной розетке, а также защищает эти устройства от скачков напряжения. Скачок напряжения — это повышение напряжения, которое намного превышает нормальный уровень и может быть вызвано грозой, неисправной проводкой, обрывом линий электропередач или даже использованием мощных электрических устройств, таких как микроволновая печь или кондиционер.< /p>

Скачки напряжения могут серьезно повредить электронные устройства, например компьютеры.Слишком высокое напряжение в их проводке и компонентах может привести к их возгоранию или плавлению. Даже если скачок напряжения не выведет из строя ваш компьютер сразу, он может его ослабить. Устройства защиты от перенапряжения определяют, когда напряжение значительно возрастает, и направляют дополнительное напряжение на заземляющий провод, где оно не может причинить никакого ущерба.

Ищите сетевой фильтр со световым индикатором, чтобы вы знали, когда он работает должным образом, а если у вас есть сетевой выключатель, вы можете использовать его для одновременного отключения группы устройств, чтобы предотвратить власть." Дополнительные советы по сокращению потребления электроэнергии см. в разделе Trey's Green Computing.

Скачки напряжения, вызванные молнией, могут быть слишком сильными, чтобы их мог остановить даже сетевой фильтр, поэтому рекомендуется отключать электронные устройства во время грозы, чтобы защитить их.

Авторское право © Университет Карнеги-Меллона, 2022 г.
MySecureCyberspace является зарегистрированным товарным знаком Университета Карнеги-Меллона

Хотите узнать, какое аппаратное обеспечение установлено на вашем компьютере? Станьте профессионалом в области компьютеров с нашим кратким руководством по этим важным компонентам и их функциям.

Проще говоря, компьютерное оборудование — это физические компоненты, необходимые для работы компьютерной системы. Он включает в себя все, что связано с печатной платой, работающей внутри ПК или ноутбука; включая материнскую плату, видеокарту, ЦП (центральный процессор), вентиляторы, веб-камеру, блок питания и т. д.

Хотя конструкция аппаратного обеспечения настольных ПК и ноутбуков различается из-за различий в размерах, в обоих случаях используются одни и те же основные компоненты. Без оборудования не было бы возможности запуска необходимого программного обеспечения, которое делает компьютеры такими полезными. Программное обеспечение определяется как виртуальные программы, которые работают на вашем компьютере; то есть операционная система, интернет-браузер, текстовые документы и т. д.

Хотя компьютер может работать только тогда, когда и аппаратное, и программное обеспечение работают вместе, скорость системы во многом зависит от используемого оборудования.

При сборке нового компьютера или просто замене старых деталей вам может понадобиться информация о конкретном аппаратном обеспечении вашего компьютера. Таким образом, цель этого руководства — помочь вам понять внутреннюю работу вашего компьютера.

Что такое материнская плата?

Системная плата — это центральная часть работы ПК. Он содержит ЦП и является концентратором, через который проходит все остальное оборудование. Материнская плата действует как мозг; распределение мощности там, где это необходимо, обмен данными и координация между всеми другими компонентами, что делает его одним из самых важных аппаратных средств компьютера.

При выборе материнской платы важно проверить, какие аппаратные порты поддерживает материнская плата. Крайне важно проверить, сколько портов USB и какого класса (USB 2.0, 3.0, 3.1), а также какие порты дисплея используются (HDMI, DVI, RGB) и сколько их имеется. Порты на материнской плате также помогут вам определить, какое другое оборудование будет совместимо с вашим компьютером, например, какой тип оперативной памяти и видеокарты вы можете использовать.

Что такое ЦП (центральный процессор/блок процессора)?

ЦП (центральный процессор или процессор) отвечает за обработку всей информации от программ, запускаемых на вашем компьютере. «Тактовая частота», или скорость, с которой процессор обрабатывает информацию, измеряется в гигагерцах (ГГц). Это означает, что процессор с высокой тактовой частотой, скорее всего, будет работать быстрее, чем процессор с аналогичными характеристиками той же марки и возраста.

Что такое оперативная память?

Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — это аппаратное обеспечение, которое находится в слотах памяти на материнской плате. Роль ОЗУ заключается во временном хранении оперативной информации, созданной программами, и делать это таким образом, чтобы эти данные были немедленно доступны. Задачи, требующие случайной памяти, могут быть; рендеринг изображений для графического дизайна, редактирование видео или фотографий, многозадачность с несколькими открытыми приложениями (например, запуск игры на одном экране и общение в Discord на другом).

Требуемый объем оперативной памяти зависит от программ, которые вы будете запускать. Игры средней интенсивности обычно используют 8 ГБ памяти, когда они выполняются вместе с другими программами, но видео/графический дизайн может использовать более 16 ГБ ОЗУ. Узнайте, сколько памяти нужно вашему компьютеру.

Что такое жесткий диск?

Жесткий диск – это запоминающее устройство, предназначенное для хранения постоянных и временных данных. Эти данные поступают в различных формах, но в основном это все, что сохраняется или устанавливается на компьютер: например, компьютерные программы, семейные фотографии, операционная система, текстовые документы и т. д. Узнайте больше о жестких дисках и о том, как они работают.

Существует два разных типа устройств хранения: традиционный жесткий диск (HDD) и более новые твердотельные накопители (SSD).Жесткие диски работают путем записи двоичных данных на вращающиеся магнитные диски, называемые пластинами, которые вращаются с высокой скоростью, в то время как твердотельный накопитель хранит данные с помощью статических микросхем флэш-памяти. Узнайте больше о компьютерной памяти и о том, как работают твердотельные накопители.

Что такое графический процессор (GPU)?

Что особенно важно для 3D-рендеринга, GPU делает именно то, что следует из его названия, и обрабатывает огромные пакеты графических данных. Вы обнаружите, что видеокарта вашего компьютера имеет по крайней мере один графический процессор. В отличие от основных встроенных графических возможностей, предоставляемых материнскими платами ПК, выделенные графические карты взаимодействуют с материнской платой через слот расширения для работы почти исключительно с графическим рендерингом. Это также означает, что вы можете обновить видеокарту, если хотите повысить производительность своего ПК.

Кроме того, современные графические процессоры выполняют обширную вычислительную нагрузку, помимо рендеринга, что делает их расширением центрального процессора.

Что такое блок питания (БП)?

Блок питания, обычно называемый блоком питания, не просто обеспечивает питание вашего компьютера. Это точка, в которой питание поступает в вашу систему от внешнего источника питания, а затем распределяется материнской платой по отдельным компонентам аппаратного обеспечения. Однако не все блоки питания сделаны одинаково, и без блока питания правильной мощности ваша система не будет работать.

Современному компьютеру обычно требуется блок питания мощностью от 500 до 850 Вт для эффективного питания всего оборудования, хотя размер блока питания полностью зависит от энергопотребления системы. Для компьютеров, которые используются для выполнения ресурсоемких задач, таких как графический дизайн или игры, потребуются более мощные компоненты, поэтому для удовлетворения этих дополнительных потребностей потребуется более мощный блок питания.

Без необходимого количества энергии компоненты не смогут работать эффективно, и компьютер может зависать или вообще не загружаться. Рекомендуется иметь источник питания, который более чем покрывает использование вашей системы. Вы не только защищаете себя от сбоя системы, но и защищаете себя от необходимости приобретать новый блок питания при переходе на более мощные компоненты ПК.

Понимание вашего компьютера и его аппаратных компонентов может оказаться очень полезным, когда придет время модернизировать или заменить какие-либо детали или при сборке компьютера. Если возникнет проблема с внутренней работой вашего компьютера, вы лучше поймете важность каждого компонента, необходимость их хорошего рабочего состояния и способы решения любых проблем.

© Micron Technology, Inc., 2017. Все права защищены. Информация, продукты и технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все остальные товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.

Читайте также: