Jak počítač funguje?

Pro moderního člověka je osobní počítač stejně běžný jako lednička nebo TV. Notebooky, tablety, stacionární počítače jsou v našich domovech natolik pevně zakořeněné, že jejich nepřítomnost začíná způsobovat většině obyčejných občanů pocit podřadnosti a dokonce i pocit vlastní podřadnosti. Ale v poslední době, jen před 20–25 lety, bylo všechno úplně opačné. Silikonový přítel byl považován za luxus a ne každý si mohl dovolit provést takovou akvizici.

Obsah článku

• Proč to potřebuji?
• Komponenty
• Začlenění
• Primární spouštění
• Zavedení operačního systému
• Práce s aplikacemi
• Příprava na vypnutí

Specialisté na opravu počítačů, kteří věděli, jak počítač funguje, porozuměl jeho zařízení a zběhlý v softwaru, pak měli cenu zlata. Není divu, že šťastný majitel „zázraku 20. století“ usiloval o to nejlepší ze své schopnosti a schopnosti zvýšit svou vlastní počítačovou gramotnost. Dnes tomu tak není. Pozáruční servis, opravy a vyladění osobních počítačů se staly docela levnými a dostupnými službami. To je dobré i špatné. Je dobré, že z ramen běžného vlastníka PC bylo odstraněno mnoho problémů. Je špatné, že většina současných uživatelů je velmi podobná blondýnkám z různých humorných programů. Mají zpravidla poněkud vágní představu o tom, co je v uzavřeném a lehce bzučivém případě. Tento stav často vede k různým vtipným a někdy i nepříjemným situacím..

Proč to potřebuji?

Typický příklad života. Počítač se zastavil načítání. Po úvodní obrazovce od výrobce základní desky se objeví nápis s následujícím obsahem: „Porucha jednotky pevného disku“. Tucet na a mimo PC neměl žádný účinek. Sejmutí bočního krytu a kontrola vnitřků také nevedlo k ničemu - všechno se zdá být neporušené, leskne se a zatáčí, ale nechce se nabootovat! Existuje jen jedna cesta ven - připravit se na cestu k odborníkovi, protože počítač se stal členem rodiny, nepostradatelným pomocníkem, oknem do velkého světa a bez něj život je šedý a matný.

Poté, co přišel k pánovi a vysvětlil situaci, ve většině případů uslyšíte: „Odejděte, přijďte zítra nebo pozítří pozítří.“ Když se objevíte v určený čas a zaplatíte určitou částku za opravu (někdy velmi velkou), jste šťastní a radostní odletět domů, abyste se rychle vrhli do světa Minecraftu nebo se okamžitě zapojili do vzrušené debaty na svém oblíbeném fóru. V tomto případě absolutně nemáte podezření, že celý problém byl vyřešen do dvou sekund po otevření případu. Stačilo jen zatlačit kabel HDD tak, aby pevně zapadl do slotu na pevném disku. Z neustálých vibrací spontánně trochu opustil konektor. To stačilo ke ztrátě kontaktu. To je vše.

Proč vznikla tato situace, kdy jste jednali jako podvedená strana? Odpověď je jasná. Vaše úplné ignorování principů činnosti a PC zařízení vedlo k tak smutnému konci. Když se žehlička vypne, první věcí, kterou uděláte, je zkontrolovat napájecí kabel: pokud vyskočil ze zásuvky. Proč jste v popsaném případě neudělali totéž? Odpověď jsme dali ve výše uvedených dvou větách. Proto v tomto článku provedeme malý vzdělávací program o principech počítače a jeho zařízení, takže v budoucnu se nikdy do této pozice nedostanete.

Komponenty

Nejprve stručně a co nejjednodušeji popíšeme hlavní komponenty, které tvoří počítač. Do našeho výběru jsme nezahrnuli mnoho dalších zařízení. Toto přesahuje základní myšlenku článku - třídit principem fungování osobního počítače. V zásadě jsou tyto uzly uvedeny, bez kterých je nemožné na něm pracovat. Výjimečně se přidávají pouze popisy zvuku, myši a těla. Samozřejmě se můžete bez nich obejít. V tomto případě však není třeba mluvit o jakékoli pohodlné práci..

Procesor (CPU - centrální procesorová jednotka)

Srdce a mozek počítače. Veškeré zpracování informací spadá na tento kus křemíku (procesor je vyroben z tohoto minerálu). Rozhoduje se, dává příkazy. Obecně platí, že současný generální ředitel.

Poznámka: Mějte na paměti, že procesor je velmi horký chlap. Proto je nutné další chlazení tohoto velkého šéfa.

Paměť s náhodným přístupem (OP)

Téměř úplně odpovídá jeho názvu. S malým pozměňovacím návrhem. Na rozdíl od například lidské paměti, informace v RAM nacházejí jen dočasné útočiště. Přesně tak, jak to generální ředitel potřebuje. Pamatujte - kombinace CPU a OP je neoddělitelná. Veškeré informace jsou umístěny nejprve do OP a teprve poté jsou čteny procesorem. A obráceně - od procesoru k RAM a poté úmyslně.

Procesor komunikuje pouze přímo s různými řadiči..

Grafická karta (adaptér, VC)

Oční nervový počítač. Právě on proměňuje fantastické sny procesoru na skutečné vizuální obrazy.

Pevný disk (Winchester, HDD)

Sklad, základna, úložiště - nazývejte to, co chcete. Hlavní věc, která splňuje základní myšlenku, je místo pro ukládání informací.

Audio řadič

Chip, kodek: existuje mnoho jmen, podstata je stejná - zvuk a sluchadlo. Samozřejmě, aby se cítila (slyšela) jeho práce, budou zapotřebí další reproduktory nebo sluchátka, ale to už jsou detaily.

Klávesnice a myš

Komponenty, které nám umožňují přenést naše touhy do počítače. Obrazně řečeno, jedná se o pokračování našich rukou, se kterým komunikujeme s naším železným přítelem.

Základní deska (základní deska, MV)

Základem všeho, planety, na které jsou umístěny nebo k ní připojeny kabely, jsou smyčky všichni výše zmínění obyvatelé počítače. Je jako úrodná kukuřičná pole pro sad. Vyživuje a podporuje je, sdružuje je do jedné komunity. Pokud MB onemocní, celé PC onemocní a bohužel jeho onemocnění velmi často ohrožuje smrt celého počítačového týmu umístěného v systémové jednotce (přepětí spálením základní desky často vede ke smrti všech uzlů, které jsou k němu připojeny)..

Napájecí jednotka (PSU)

Zdroj energie. Snad nejnutnější prvek. Bez toho se nic nezačne.

Systémová jednotka (pouzdro)

Obal, ve kterém jsou zabaleny všechny výše uvedené komponenty. Celkově bude počítač fungovat bez něj, ale je to jako běhat naboso ve sněhu - je to chladno, mokré a nepříjemné, jedním slovem - nepříjemné.

Monitor (lze nahradit TV)

Zde je vše jasné. Bez něj jednoduše neuvidíme, co nám počítač chtěl říct, a nebudeme moci zahájit dialog.

Nyní, když máme základní představu o zařízení počítače, můžeme začít studovat jeho fungování. Pokusíme se zjistit, jak všechno toto interaguje..

Začlenění

Životnost počítače začíná po stisknutí tlačítka napájení na pouzdru. Spustí se jednotka PSU připojená ke společné rozvodné síti, převede příchozí 220 V na nezbytné pro počítač: 3,3 V; 5 V; 12 V. Poté proud protéká vodiči z napájecího zdroje na základní desku a již se začne distribuovat: komu, co dát na prvním místě. Paralelně, bez ohledu na MV, pouze HDD přijímá energii v našem obvodu. Pak začíná další fáze.

Primární spouštění

Procesor je samozřejmě první, kdo bude do práce zařazen. Na rozdíl od skutečného života se počítač neobejde bez náčelníka. CPU vyvolá čip BIOS (základní systém vstupu / výstupu) umístěný na MB a obdrží pokyny, jak postupovat.

Začne se autotest (POST) a skládá se z následujícího:

• kontrola přítomnosti všech zařízení zaznamenaných v systému BIOS;
• testování správného fungování těchto zařízení;
• provádění jednotlivých příkazů umístěných v paměti flash tohoto kritického čipu.

Vezměte prosím na vědomí, že zde je velmi stručný popis počátečních kroků počítače. Ve skutečnosti jsou mnohem větší a mnohem složitější. Pro průměrného uživatele však stačí pochopit význam toho, co se děje. Během testů jeden z prvních spustil grafický adaptér. Prostřednictvím kabelu začne zobrazovat obraz na obrazovce monitoru a my můžeme osobně sledovat další testování, s příslušným nastavením v systému BIOS (obvykle se zobrazí výchozí spořič obrazovky od výrobce MB).

Po dokončení počátečního testování a inicializace všech zařízení připojených k základní desce procesor pokračuje v načítání operačního systému. Měli byste si také uvědomit, že od téměř prvních kroků je veškerá interakce CPU s ostatními prvky počítače postavena prostřednictvím paměti RAM, takže tolik závisí na jeho použitelnosti, kvalitě a rychlosti práce..

Poznámka: Pokud během autotestu dojde k selhání a poruše, počítač vás na to upozorní konkrétním zvukovým signálem. Hodnoty těchto signálů lze snadno najít na internetu nebo v odborné literatuře..

Zavedení operačního systému

Počáteční průzkum a ověření byly tedy úspěšné. Můžete se vypořádat s tím, co všechno bylo zahájeno - spuštění operačního systému. CPU čte z BIOS, které zařízení je první v zaváděcím seznamu (v našem schématu je to jedno - to je HDD), a začne hledat spouštěcí kód MBR (hlavní spouštěcí záznam, který se obvykle nachází v prvním fyzickém sektoru pevného disku). To znamená, že pevný disk počítače je k práci aktivně připojen. Tím je ukončena sféra vlivu BIOS a začíná hrát MBR..

Tento společník odkazuje na zavaděč operačního systému, který je také umístěn v prvním sektoru aktivního oddílu pevného disku. Určete. První sektor aktivního oddílu nemusí být nutně fyzicky prvním sektorem pevného disku. Po zpracování dat ze spouštěcího zavaděče dává procesor pokyn ke spuštění systémových souborů, které jsou již přímo v kompetenci operačního systému..

Můžete říci, říkají, že procesor není tak velký šéf - dělá to jen to, co instruují. Správně. A kde jsi viděl šéfa, který nepotřebuje instrukce?

Práce s aplikacemi

Po načtení systémových souborů do paměti RAM (nezapomněli? Všechno prochází OP), procesor přečte cesty a akce, které jsou tam zapsány, a samozřejmě je důkladně provede. Ve výsledku vidíme známé a dobře fungující rozhraní našeho OS.

Práce v samotném OS je obecně postavena na stejném principu jako spouštěcí akce. CPU přijímá instrukční kódy z aplikací, zpracovává je a zobrazuje výsledky na obrazovce monitoru. To vše samozřejmě říkáme velmi zjednodušené a primitivní. Ve skutečnosti se zpracovává obrovské množství informací, do nichž jsou zapojeny všechny součásti počítače. RAM nepřetržitě přijímá data, z nichž některá jsou okamžitě uvolněna (pro použití) a některá mohou zůstat v mezipaměti, dokud se počítač nevypne.

Informace zaznamenané na magnetických deskách pevného disku, které se otáčí zuřivými rychlostmi (5200 a 7200 ot / min - dnešní standard), jsou neustále požadovány z různých programů. Informace přijaté prostřednictvím paměti RAM směřují do procesoru, kde naopak prochází složitou architekturou moderních vícejádrových procesorů a přidává tak jasné řešení nebo příkaz. Grafická karta, která má své vlastní procesory, o nic méně složitá než centrální procesor, a velmi rychlou paměť, nezaostává za tímto davem. Nakonec se na monitoru objeví konečný výsledek práce celého PC, což bez grafického adaptéru není možné.

Aby bylo možné přibližně odhadnout pracovní vytížení pouze jednoho centrálního procesoru, uvádíme následující indikátory pro vzdáleného od nového zástupce společnosti Intel - Core 2 Quad Q6600 (2400 MHz), který má 4 jádra: ve špičkové aktivitě tento starý muž dokáže provést 38,4 miliard operací za sekundu. Pro lidský mozek je pravděpodobně tak těžké rozpoznat takovou postavu, že si představíme nekonečno vesmíru.

Příprava na vypnutí

No, pomalu, pomalu jsme se dostali do poslední fáze počítače - vypnutí. Správné vypnutí počítače by mělo být abecedou pro každého uživatele. Je to jednoduché. Zavřete všechny programy a klikněte na programové tlačítko "Start"; v zobrazené nabídce klikněte na řádek "Vypnutí".

Na tomto konci vaše účast na konci pracovní relace PC skončí. Udělá zbytek sám:

• uzavře aplikace běžící na pozadí;
• dát příkazu RAM, že „večírek je u konce a je čas vyčistit lahve“, vymaže RAM z rezidentních programů (pečlivým uložením dat) a různé odpadky (také software);
• správně zastaví HDD desky;
• povede celý komplex, aby opatrně vypnul různá zařízení, která ani nemají podezření, že se světlo zhasne;
• No, poslední video adaptér, který opustil místnost, je kliknutím na přepínač.

Proč byste měli počítač tímto způsobem vypínat? Proč například, bez přílišného namáhání, vytáhněte a vytáhněte kabel ze zásuvky jako stejné železo? To je nemožné. Počítač není železo a takové „barbarské“ vypnutí velmi bolestivě reaguje na jeho zdraví. A pokud to zpočátku nebude patrné, určitě se jednoho dne - zhoršení pohody - určitě projeví. Zde je několik důvodů, proč byste neměli počítač stavět na stejné úrovni jako žehlička. Náhlý výpadek napájení způsobuje následující problémy:

• programy jsou z paměti RAM odstraněny okamžitě, bez uložení;
• HDD zamrzne v poloze, ve které jej najde apokalypsa, a to není dobré - je navrženo tak, aby všechny části, které se v něm pohybují, se musely zastavit na přesně určených místech;
• náhlé zmizení elektřiny nepříznivě ovlivňuje různé mikroobvody, kondenzátory atd..

Jsou případy, kdy ostré vypnutí počítače vedlo k fyzickému selhání jednotlivých součástí. Existuje pouze jeden závěr: NIKDY nevypínejte počítač „vytažením kabelu ze zásuvky“.

Nyní, když víte, jak počítač funguje, bude komunikace s ním mnohem produktivnější. Když na několik sekund zamrzne a šustí na pevném disku, nebudete se muset neklidně pohrávat na židli. Budete vědět, že počítač nezmrzl nebo nezemřel. Je to jen o tom, že dochází k výměně dat mezi procesorem a pevným diskem nebo, v srozumitelnějším jazyce, počítač přemýšlí, jak co nejpřesněji a nejpřesněji vyřešit úkol, který mu byl přidělen. Nebudeme zdržovat a ukončit článek heslem: „Vzájemné porozumění mezi člověkem a chytrým strojem je klíčem k dlouhé a produktivní spolupráci.“ Hodně štěstí!