Ako počítač funguje?

Pre moderného človeka je osobný počítač tak bežnou záležitosťou ako chladnička alebo televízor. Notebooky, tablety, stacionárne počítače sú v našich domovoch tak pevne zakorenené, že ich neprítomnosť začína spôsobovať väčšine obyčajných občanov pocit podradenosti a dokonca aj pocit vlastnej podradenosti. Ale nedávno, len pred 20 až 25 rokmi, bolo všetko úplne opačné. Silikónový priateľ bol považovaný za luxus a nie každý si mohol dovoliť takúto akvizíciu.

Obsah článku

• Prečo to potrebujem?
• komponenty
• zahrnutie
• Primárne bootovanie
• Zavádzanie operačného systému
• Práca s aplikáciami
• Príprava na vypnutie

Odborníci na opravu osobných počítačov, ktorí vedeli, ako počítač pracuje, porozumel jeho zariadeniu a ovládali softvér, mali potom cenu zlata. Nie je prekvapujúce, že šťastný majiteľ „zázraku 20. storočia“ sa čo najlepšie snažil o svoju schopnosť a schopnosť zvýšiť svoju vlastnú počítačovú gramotnosť. Dnes to tak nie je. Popredajný servis, opravy a ladenie osobných počítačov sa stali pomerne lacnými a dostupnými službami. Je to dobré aj zlé. Je dobré, že z rúk bežného vlastníka PC bolo odstránených veľa problémov. Je zlé, že väčšina súčasných používateľov je veľmi podobná blondínkam z rôznych humorných programov. Spravidla majú pomerne neurčitú predstavu o tom, čo sa nachádza v uzavretom a mierne bzučiacom prípade. Tento stav často vedie k rôznym vtipným a niekedy nepríjemným situáciám..

Prečo to potrebujem?

Typický príklad života. Počítač sa zastavil načítavanie. Po úvodnej obrazovke od výrobcu základnej dosky sa zobrazí nápis s nasledujúcim obsahom: „Porucha jednotky pevného disku“. Tucet na a mimo PC nemal žiadny účinok. Odstránenie bočného krytu a kontrola vnútorných častí tiež neviedli k ničomu - všetko sa zdá byť neporušené, leskne sa a zatáča, ale nechce sa zaviesť. Existuje len jedna cesta von - pripraviť sa na cestu k špecialistovi, pretože počítač sa stal členom rodiny, nepostrádateľným pomocníkom, oknom do veľkého sveta a bez neho je život šedý a matný.

Po príchode k pánovi a vysvetľovaní situácie budete vo väčšine prípadov počuť: „Odchádzajte, príďte zajtra alebo pozajtra.“ Keď sa objavíte v stanovenom čase a zaplatíte určitú sumu za opravu (niekedy veľmi veľkú), ste šťastní a radi ste odleteli domov, aby ste sa rýchlo ponorili do sveta Minecraftu, alebo sa okamžite zapojili do horúcej debaty na svojom obľúbenom fóre. V tomto prípade absolútne nemáte podozrenie, že celý problém bol vyriešený do dvoch sekúnd po otvorení prípadu. Stačilo len zatlačiť kábel HDD tak, aby pevne zapadol do otvoru na pevnom disku. Z neustálej vibrácie spontánne trochu opustil konektor. To stačilo na stratu kontaktu. To je všetko.

Prečo vznikla táto situácia, keď ste vystupovali ako podvedená strana? Odpoveď je jasná. Vaše úplné ignorovanie princípov činnosti a PC zariadenia viedlo k takému smutnému koncu. Keď sa žehlička vypne, prvá vec, ktorú urobíte, je skontrolovať napájací kábel: ak vyskočil zo zásuvky. Prečo ste neurobili to isté v opísanom prípade? Odpoveď sme dali v dvoch vyššie uvedených vetách. Preto v tomto článku uskutočníme malý vzdelávací program o princípoch počítača a jeho zariadenia, aby ste sa v budúcnosti nikdy nedostali do tejto pozície.

komponenty

Najprv stručne a čo najjednoduchšie opíšeme hlavné komponenty, ktoré tvoria počítač. Do nášho výberu sme nezahrnuli veľa ďalších zariadení. Toto presahuje základnú myšlienku článku - usporiadať princíp činnosti osobného počítača. V zásade sú uvedené tieto uzly, bez ktorých je nemožné na nich pracovať. Výnimočne sa pridávajú iba popisy zvuku, myši a tela. Bez nich sa samozrejme môžete obísť. V tomto prípade však nie je potrebné hovoriť o akejkoľvek pohodlnej práci..

Procesor (CPU - Centrálna procesorová jednotka)

Srdce a mozog počítača. Všetko spracovanie informácií spadá na tento kus kremíka (procesor je vyrobený z tohto minerálu). Robí rozhodnutia, dáva rozkazy. Všeobecne platí, že súčasný generálny riaditeľ.

Pozn. Majte na pamäti, že procesor je veľmi horúci chlap. Preto je potrebné ďalšie chladenie tohto veľkého šéfa.

Pamäť s priamym prístupom (OP)

Takmer úplne zodpovedá jeho názvu. S malou zmenou a doplnením. Na rozdiel od napríklad ľudskej pamäte, informácie v RAM nachádzajú len dočasné útočisko. Presne tak, ako to generálny riaditeľ potrebuje. Pamätajte - kombinácia CPU a OP je neoddeliteľná. Akákoľvek informácia je umiestnená ako prvá v OP a až potom je prečítaná procesorom. A naopak - od procesora k pamäti RAM a potom úmyselne.

Procesor komunikuje iba priamo s rôznymi radičmi..

Grafická karta (adaptér, VC)

PC s očným nervom. Je to on, kto premení fantastické sny procesora na skutočné vizuálne obrazy.

Pevný disk (Winchester, HDD)

Sklad, základňa, úložisko - zavolajte, čo chcete. Hlavná vec, ktorá spĺňa základnú myšlienku, je miesto na ukladanie informácií.

Audio ovládač

Chip, kodek: existuje veľa mien, podstata je rovnaká - zvuk a sluch. Aby bolo možné cítiť (počuť) jeho prácu, budú samozrejme potrebné ďalšie reproduktory alebo slúchadlá, ale už sú to detaily.

Klávesnica a myš

Komponenty, ktoré nám umožňujú prenášať naše túžby do počítača. Obrazne povedané, toto je pokračovanie našich rúk, s ktorými komunikujeme s našim železným priateľom.

Základná doska (základná doska, MV)

Základom všetkého, planéty, na ktorej sú umiestnené alebo k nemu pripojené káble, sú slučky všetkých vyššie uvedených obyvateľov počítača. Je ako úrodné kukuričné ​​pole pre ovocný sad. Vyživuje a podporuje ich, spája ich do jednej komunity. Ak je ochorenie MB, potom ochorie celé PC a, bohužiaľ, jeho choroba veľmi často ohrozuje smrť celého počítačového tímu umiestneného v systémovej jednotke (prepätie po spálení základnej dosky často vedie k smrti všetkých uzlov, ktoré sú k nemu pripojené)..

Napájacia jednotka (PSU)

Zdroj energie. Možno najdôležitejším prvkom. Bez toho sa nič nezačne.

Systémová jednotka (puzdro)

Obal, v ktorom sú zabalené všetky vyššie uvedené komponenty. Celkovo bude počítač fungovať bez neho, ale je to ako behať naboso v snehu - je to chladno, mokro a nepríjemne, jedným slovom - nepríjemné.

Monitor (môže byť nahradený TV)

Tu je všetko jasné. Bez nej jednoducho neuvidíme, čo nám chcel počítač povedať, a nebudeme môcť začať dialóg.

Teraz, keď máme základnú predstavu o počítačovom zariadení, môžeme začať študovať jeho fungovanie. Pokúsime sa zistiť, ako to všetko interaguje..

zahrnutie

Životnosť počítača sa začína po stlačení tlačidla napájania na skrinke. Spustí sa jednotka zdroja napájania pripojená k spoločnej rozvodnej sieti, ktorá prevádza prichádzajúcich 220 V na potrebné počítače: 3,3 V; 5 V; 12 V. Potom prúd prechádza vodičmi z napájacieho zdroja na základnú dosku a už sa začína distribuovať: komu to, čo treba dať na prvom mieste. Paralelne, bez ohľadu na MV, iba HDD prijíma energiu v našom obvode. Potom začne ďalšia fáza.

Primárne bootovanie

Procesor je, samozrejme, prvý, kto bude súčasťou práce. Na rozdiel od skutočného života sa počítač nezaobíde bez náčelníka. CPU vyvolá čip BIOS (základný vstupno / výstupný systém) umiestnený na MB a dostane pokyny, ako postupovať.

Začína sa autotest (POST) a pozostáva z:

• kontrola prítomnosti všetkých zariadení zaznamenaných v systéme BIOS;
• testovanie správnej činnosti týchto zariadení;
• vykonávanie jednotlivých príkazov umiestnených v pamäti Flash tohto kritického čipu.

Vezmite prosím na vedomie, že tu je veľmi stručný opis počiatočných krokov počítača. V skutočnosti sú oveľa väčšie a oveľa zložitejšie. Ale pre priemerného používateľa stačí pochopiť, čo sa deje. Počas testov jeden z prvých spustil grafický adaptér. Cez kábel sa začne zobrazovať obraz na obrazovke monitora a môžeme osobne sledovať ďalšie testovanie s príslušnými nastaveniami v systéme BIOS (zvyčajne sa zobrazuje predvolený šetrič obrazovky od výrobcu MB)..

Po dokončení počiatočného testovania a inicializácie všetkých zariadení pripojených k základnej doske procesor pokračuje v načítaní operačného systému. Mali by ste si tiež uvedomiť, že od takmer prvých krokov je všetka interakcia procesora s ostatnými prvkami počítača budovaná prostredníctvom pamäte RAM, a to do veľkej miery závisí od jeho použiteľnosti, kvality a rýchlosti práce..

Pozn. Ak počas autotestu dôjde k poruchám a poruchám, počítač vás na to upovedomí konkrétnym zvukovým signálom. Hodnoty takýchto signálov možno ľahko nájsť na internete alebo v odbornej literatúre..

Zavádzanie operačného systému

Počiatočný prieskum a overenie boli teda úspešné. Môžete sa vysporiadať s tým, na čo sa všetko začalo - spustením operačného systému. CPU z BIOS načíta, ktoré zariadenie je prvé v zavádzacom zozname (v našej schéme je to jedno - toto je pevný disk), a začne hľadať zavádzací kód MBR (hlavný zavádzací záznam, ktorý sa zvyčajne nachádza v prvom fyzickom sektore pevného disku). To znamená, že pevný disk počítača je k práci aktívne pripojený. Tým sa končí sféra vplyvu BIOS a vstupuje do hry MBR..

Tento spoločník sa vzťahuje na zavádzač operačného systému, ktorý je tiež umiestnený v prvom sektore aktívneho oddielu pevného disku. Vyjasniť. Prvý sektor aktívneho oddielu nemusí byť fyzicky prvý sektor pevného disku. Po spracovaní údajov zo zavádzača zavádza procesor postupné spustenie systémových súborov, ktoré sú už priamo v kompetencii operačného systému..

Môžete povedať, že hovoria, že procesor nie je taký veľký šéf - robí iba pokyny, ktoré mu dávajú pokyny. To je pravda. A kde ste videli šéfa, ktorý nepotrebuje pokyny?

Práca s aplikáciami

Po načítaní systémových súborov do pamäte RAM (nezabudli ste? Všetko prechádza operačným systémom), procesor načíta cesty a akcie, ktoré sú tam napísané, a samozrejme ich dôkladne vykoná. Výsledkom je, že vidíme známe a dobre udržiavané rozhranie nášho OS.

Práca v samotnom OS je vo všeobecnosti postavená na rovnakom princípe ako spúšťacie akcie. CPU prijíma inštrukčné kódy z aplikácií, spracováva ich a zobrazuje výsledky na obrazovke monitora. To všetko samozrejme hovoríme veľmi zjednodušene a primitívne. V skutočnosti sa spracúva obrovské množstvo informácií, do ktorých sú zapojené všetky komponenty počítača. RAM nepretržite prijíma dáta, z ktorých niektoré sú okamžite vyložené (na použitie) a niektoré môžu zostať v pamäti cache, kým sa počítač nevypne.

Informácie zaznamenané na magnetických doskách pevného disku, ktoré sa otáčajú zúrivými rýchlosťami (5 200 a 7 200 ot./min - súčasný štandard), sa neustále požadujú z rôznych programov. Informácie prijaté prostredníctvom pamäte RAM smerujú do procesora, kde naopak prechádza zložitou architektúrou moderných viacjadrových procesorov a dodáva tak jasné riešenie alebo príkaz. Grafická karta, ktorá má vlastné procesory, nie menej zložitá ako centrálny procesor, a jej veľmi rýchla pamäť, nezaostáva za týmto vytlačením. Koniec koncov sa na monitore zobrazí konečný výsledok práce celého počítača, čo je bez grafického adaptéra jednoducho nemožné.

Aby bolo možné približne odhadnúť pracovné zaťaženie iba jedného centrálneho procesora, uvádzame nasledujúce ukazovatele pre vzdialeného od nového zástupcu spoločnosti Intel - Core 2 Quad Q6600 (2400 MHz), ktorý má 4 jadrá: v špičkovej aktivite sa tomuto starcovi podarí vykonať 38,4 miliárd operácií. za sekundu. Pre ľudský mozog je pravdepodobne také ťažké rozpoznať takú postavu, ktorá si dokáže predstaviť nekonečno vesmíru.

Príprava na vypnutie

Pomaly, pomaly sme sa dostali do poslednej fázy počítača - vypnutie. Správne vypnutie počítača by malo byť abecedou pre všetkých používateľov. Je to jednoduché. Zatvorte všetky programy a kliknite na softvérové ​​tlačidlo „Štart“; v zobrazenej ponuke kliknite na riadok „Vypnúť“.

Týmto sa vaša účasť na konci pracovnej relácie skončí. Zvyšok urobí sám:

• uzavrie aplikácie bežiace na pozadí;
• dať príkazu RAM, že „strana je u konca a je čas vyčistiť fľaše“, vyčistí sa tým RAM od rezidentných programov (opatrným uložením údajov) a rôznych odpadkov (tiež softvéru);
• správne zastaví HDD dosky;
• povedie celý komplex na jemné vypnutie rôznych zariadení, ktoré nemajú ani podozrenie, že svetlo zhasne;
• No, posledný grafický adaptér, ktorý opustil miestnosť, je kliknutím na prepínač.

Prečo by ste mali počítač vypínať týmto spôsobom? Prečo napríklad bez veľkého namáhania vytiahnite a odpojte kábel zo zásuvky, ako je to isté železo? To je nemožné. Počítač nie je železo a také „barbarské“ vypnutie veľmi bolestivo reaguje na jeho zdravie. A ak to spočiatku nebude zrejmé, určite sa jedného dňa - zhoršenie pohody - určite prejaví. Tu je niekoľko dôvodov, prečo by ste počítač nemali dať na rovnakú úroveň so žehličkou. Náhly výpadok energie spôsobuje nasledujúce problémy:

• programy sa z pamäte RAM okamžite vymažú bez uloženia;
• HDD zamrzne v polohe, v ktorej ju nájde apokalypsa, a to nie je dobré - je navrhnuté tak, aby sa všetky časti, ktoré sa v ňom pohybujú, museli zastaviť na miestach, ktoré sú na to prísne vyhradené;
• náhle zmiznutie elektriny nepriaznivo ovplyvňuje rôzne mikroobvody, kondenzátory atď..

Existujú prípady, keď ostré vypnutie PC viedlo k fyzickému zlyhaniu jednotlivých komponentov. Existuje iba jeden záver: NIKDY nevypínajte počítač „vytiahnutím kábla zo zásuvky“..

Teraz, keď viete, ako počítač funguje, bude komunikácia s ním oveľa produktívnejšia. Keď na niekoľko sekúnd zamrzne, šušťanie s pevným diskom, nebudete sa musieť na stoličke nervózne biť. Budete vedieť, že počítač nezmrazil alebo nezomrel. Je to len o tom, že dochádza k výmene údajov medzi procesorom a pevným diskom alebo, v zrozumiteľnejšom jazyku, počítač ťažko premýšľa, ako čo najpresnejšie a najpresnejšie vyriešiť úlohu, ktorá mu bola pridelená. Nebudeme zdržiavať a ukončiť článok sloganom: „Vzájomné porozumenie medzi človekom a inteligentným strojom je kľúčom k dlhej a produktívnej spolupráci.“ Veľa šťastia!