Принцип работы компьютера: информатика электронной машины.
Самый простой способ понять принцип работы компьютера , это представить его в виде бесконечного числа выключателей, что, кстати говоря, правда. В виде переключателей здесь выступают микроскопические транзисторы. Можно представить принцип работы компьютера в виде огромного рекламного щита с множеством лампочек, с установленным за щитом пультом управления, который может включать каждую из них, да так, что на щите можно составить любое слово или любой рисунок, какие бы вам не хотелось. Но создатели такого щита могут пойти и дальше. В соседней комнате они могут собрать управляющие переключатели, чтобы управлять множеством других. Зачем включать поочерёдно все лампочки, чтобы загорелась буква А? Комбинацию можно сделать готовой и вывести клавишу, по нажатии которой загоралась нужная буква или её сегмент. И таких клавиш можно сделать много. Нужные слова и линии буду появляться быстрее. Замените в своём воображении щит на монитор компьютера, и вы уже почти понимаете принцип его работы.
Оперативная память – это та самая комната с переключателями, а в качестве управляющих ключей выступает клавиатура. Конечно, компьютер может и должен уметь гораздо больше, чем показывать рисунки или отображать символы. Просто позиции «включено-выключено» таких переключателей на самом деле добавляют к числам бинарной системы подсчёта в операционной системе соответственно «1» и «0». А если вы можете добирать числа, значит можете производить вычисления, так как это лишь однократные или повторяющиеся алгебраические действия. Так, умножение – лишь повторяющееся сложение, вычитание – сложение с отрицательным числом, а деление – повторяющееся вычитание. Для компьютера любая операция или основной принцип работы компьютера – это просто комбинация из чисел (сигналов) и операции с ними. А этим и занимаются маленькие переключатели-транзисторы. Вот это и есть основной принцип работы компьютера , да и не только, а любого вычислительного устройства.
Конечно, компьютеры с самого начала чем-то походили на рекламные щиты с большим набором цветных лампочек. У них не было ни клавиатур, ни мониторов, а их пользователи действительно переключали огромное количество переключателей в определённом порядке, чтобы добиться результатов на выходе. Вместо микротранзисторов там были лампы и трубки, которые постоянно выходили из строя, а рядом с ними можно было готовить обед – так было жарко. Так что самый из дешёвых компьютеров, который можно сегодня можно приобрести, ничем не напомнит о тех, что стояли на рассвете вычислительной техники. Но принцип работы компьютера остался тем же, сменились лишь размеры и материалы.
Принцип работы компьютера . Что происходит внутри?
Как вы уже знаете, компьютер как сборка электронных и металлических компонентов сам по себе ничего не умеет и служит лишь для того, чтобы на экране запустилась операционная система. Это базовый и одновременно самый сложный тип программного обеспечения, она играет роль контролёра для других программ и приложений. Операционная система устанавливает правила, как пользоваться оперативной памятью, пространством жёсткого диска и другими «железными» компонентами. Но перед запуском операционной системы, компьютеру необходимо выгрузить систему в оперативную память (она же RAM, она же random access memory). Процесс выгрузки небольшого куска кода называется загрузкой (от англ. bootstrap или просто boot). Досконально его описывать не буду, но у него есть одна примечательная черта – ведь по сути это момент, когда компьютер предоставлен сам себе. Операционная система пока ещё не работает, а железные компоненты под действием простейшего программного обеспечения проверяют друг друга по готовности для того, чтобы дальше продолжить работу. На производительность и обширность выполняемых операций надеяться не приходится. Выполняются две задачи. Первая – запуск POST (power-on self-test), о которой мы поговорим позже, и вторая – поиск операционной системы. Когда обе задачи выполнены и критических ошибок не обнаружено, операция загрузки приступает к считыванию системных файлов и выгрузке их в оперативную память машины.
Первая причина. Операционные системы на месте не стоят. И постоянно на радость нам и на гнев кошельку совершенствуются. Поэтому мы довольны, когда в состоянии загружаться с одного компьютера с помощью нескольких операционных систем разных поколений. Это было бы не возможно, если бы операционная система была «вшита в железо. Фирмам производителям делать так очень удобно, ибо отдельно устанавливаемая и загружаемая система всегда требует дополнительного обслуживания (например, исправление ошибок через обновления) и возможность подключения дополнительных устройств от различных производителей.
Причина вторая: выбор. Так или иначе, в России используют принцип работы компьютера и архитектуру IBM-совместимых компьютеров, но конечный выбор в используемой нами системе по сути должен ложиться на нас. Microsoft и прочие делают это не для того, чтобы мы использовали этот выбор в пользу сторонних разработчиков, но сами они прекрасно понимают, что движение вперёд – это единственный вариант удержать лидирующие позиции в продажах. Тем более, что всё более требовательная обновлённая система это постоянно повышающиеся в стоимости “железная” составляющая, которая заставит нас рано или поздно раскошелиться. Но в конце концов, если мне хочется установить систему со открытым кодом, ничто не помешает мне это сделать. Windows популярна только потому…. что она действительно популярна.
Успехов.
