В чем состоит принцип действия компьютеров

Архитектура компьютера. Принципы фон Неймана. Логические узлы компьютера. Выполнение программы

На бытовом уровне термин «архитектура» у большинства людей прочно ассоциируется с различными зданиями и другими инженерными сооружениями. Так, можно говорить об архитектуре готического собора, Эйфелевой башни или оперного театра. В других областях этот термин применяется достаточно редко, однако для компьютеров понятие «архитектура ЭВМ» (электронно-вычислительная машина) уже прочно устоялось и широко используется, начиная с 70-х годов прошлого века. Для того чтобы разобраться в том, каким образом происходит выполнение программ, сценариев на компьютере, необходимо в первую очередь знать, как устроена работа каждой из его составляющих. Основы учения об архитектуре вычислительных машин, которые рассматриваются на уроке, были заложены Джоном фон Нейманом. Более подробно о логических узлах, а также о магистрально-модульном принципе архитектуры современных персональных компьютеров можно будет узнать на этом уроке.

Принцип работы компьютера. Компьютер для "чайников"

Сегодня компьютерные устройства настолько прочно вошли в нашу жизнь, что представить себе наше существование без них кажется невозможным. Однако большинство пользователей практически никогда не задумывается о том, как же работают все эти системы. Далее будет рассмотрено, как устроен компьютер (для «чайников», так сказать). Конечно, описать все подробно и осветить все технические стороны не получится (да это большинству и не нужно). Поэтому ограничимся основными аспектами, говоря простым «человеческим» языком.

Компьютер для «чайников»: основные компоненты

Говоря об устройстве любого компьютерного устройства, следует четко понимать, что в основе своей он состоит из аппаратной и программной части.

Под аппаратной частью понимают все подключенные устройства, которые, если можно так выразиться, можно потрогать руками (процессоры, планки памяти, жесткие диски, мониторы, видео-, аудио- и звуковые адаптеры, клавиатуру, мышь, периферийные устройства вроде принтеров, сканеров и т. д.). В народе все эти компоненты иногда называют «компьютерным железом».

Программная часть состоит из множества компонентов, среди которых главенствующую роль играет операционная система, на основе которой производится взаимодействие между аппаратной частью и другими программами и устанавливаемые в ней драйвера устройств – специальные программы, с помощью которых ОС может взаимодействовать с самим «железом» и задействовать его при выполнении определенных задач.

Отсюда нетрудно сделать вывод о том, что главный принцип работы компьютера любого типа состоит во взаимодействии «железных» и программных компонентов. Но это только поверхностное представление. Эти процессы будут описаны несколько позже.

Компьютерное «железо»

В аппаратной части, как считают многие, на первом месте стоят процессор и оперативная память. Отчасти, это так и есть. Именно они обеспечивают выполнение всех программных команд и дают возможность запускать те или иные процессы.

С другой стороны, если копнуть глубже, ни один «железный» компонент сам по себе ничего не стоит, ведь его для использования надо куда-то подключить. И тут первостепенное значение уделяется, так называемым, материнским платам (в народе – «материнкам») – специальным устройствам, на которые монтируются все остальные компоненты, микросхемы и т. д. В этом смысле основной принцип работы компьютера (корректного функционирования без сбоев) состоит в том, чтобы правильно подключить все аппаратные компоненты через соответствующие контроллеры к специальным слотам или разъемам на самой плате. Тут есть свои правила, например, по корректному использованию шин PCI, по подключению жестких дисков и съемных дисководов с использованием принципа Master/Slave и т. д.

Отдельно стоит сказать о постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), на котором записана информация, как бы навечно, и оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), служащем для выполнения программных компонентов.

Виды программного обеспечения

Программный принцип работы компьютера подразумевает использование соответствующего программного обеспечения для выполнения поставленных задач.

В общем понимании ПО делится на несколько категорий, среди которых отдельно можно выделить системное и прикладное ПО. К системному программному обеспечению относят сами операционные системы, драйвера устройств, иногда сервисные утилиты, необходимые для обеспечения корректной работы всей системы. Это, так сказать, общая оболочка, в которую встраиваются прикладные программы и приложения. ПО этого типа имеет строгую направленность, то есть, ориентировано на выполнение какой-то определенной задачи.

Но раз речь идет именно о том, что представляют собой основные принципы работы компьютера в общем смысле, на первое место выходит именно системное ПО. Далее рассмотрим, как запускается вся компьютерная система.

Урок информатики. Компьютер: включение и проверка устройств

Наверное, многие пользователи стационарных ПК замечали, что при включении компьютера раздается характерный звук системного динамика. Мало кто обращает на него внимания, однако из факта его появления можно сделать вывод о том, что все «железные» устройства работают нормально.

Что получается? Принцип работы компьютера состоит в том, что при подаче питания на специальную микросхему, называемую устройством первичного ввода/вывода, производится тестирование всех устройств. В первую очередь идет обнаружение неполадок в работе видеоадаптера, ведь если он не в порядке, система просто не сможет вывести на экран визуальную информацию. Только потом определяется тип процессора и его характеристики, параметры оперативной памяти, жесткие диски и другие устройства. По сути, в BIOS изначально хранится информация по всему «железу».

Варианты загрузки

Кроме того, загрузка тоже может трактоваться как программный принцип работы компьютера, поскольку проверка происходит именно программным, а не физическим способом.

Тут же имеется и система выбора загрузочного устройства (жесткий диск, оптический носитель, USB-устройство, сеть, и т. д.). В любом случае дальнейший принцип работы компьютера в плане загрузки состоит в том, чтобы на устройстве присутствовала, так называемая, загрузочная запись, необходимая для старта системы.

Старт операционной системы

Для загрузки ОС необходим специальный загрузчик, который инициализирует ядро системы, записанное на жестком диске, и помещает его в оперативную память, после чего управление процессами передается уже самой ОС.

Кроме того, основная загрузочная запись может иметь и более гибкие настройки, предоставляя право выбора загружаемой системы пользователю. Если же старт производится со съемного носителя, исполняемый загрузочный код считывается с него, но загрузка в любом варианте производится только в том случае, если BIOS определит исполняемый код как действительный. В противном случае на экране появится уведомление о невозможности старта, вроде того, что загрузочный раздел не найден. При этом иногда используется таблица разделов, которая содержит информацию обо всех логических дисках, на которые может быть поделен винчестер. Кроме всего прочего, доступ к информации напрямую зависит от структуры организации файлов, которая носит название файловой системы (FAT, NTFS и др.).

Заметьте, это самая примитивная интерпретация процесса загрузки, поскольку на самом деле все гораздо сложнее.

Итак, операционная система загрузилась. Теперь остановимся на вопросах функционирования программ и приложений. За их выполнение в первую очередь отвечают центральный процессор и оперативная память, не говоря о задействованных драйверах других устройств.

Принцип работы памяти компьютера заключается в том, что при запуске исполняемого файла программы или другого объекта из ПЗУ или съемного носителя, когда приложение исполняет как бы дополняющую роль, в оперативную память (ОЗУ) через ядро системы помещаются некоторые сопутствующие компоненты, чаще всего представляющие собой динамические библиотеки (хотя для простых программ их наличие может быть и не предусмотрено), и необходимые для работы драйверы устройств.

Они обеспечивают связь между операционной системой, самой программой и пользователем. Понятно, что чем больший объем имеет оперативная память, тем больше компонентов в нее можно загрузить и тем быстрее будет происходить их обработка. При поступлении команд взаимодействия в дело вступает центральный процессор, который и производит все вычислительные действия в системе. По завершении работы приложения или при выключении компьютера все компоненты из «оперативки» выгружаются. Но так бывает не всегда.

Изменение параметров системы

Некоторые процессы могут находиться в оперативной памяти постоянно. Поэтому их нужно останавливать вручную. В Windows-системах многие службы стартуют автоматически, а вот пользователю они оказываются совершенно ненужными. В этом случае применяется настройка автозапуска. В самом простом варианте применяются программы-оптимизаторы, которые очищают ненужные процессы, удаляют компьютерный мусор в автоматическом режиме. Но это уже отдельный разговор.

Как устроен компьютер? | ProgKids

1. Получить информацию
2. Сохранить ее в памяти
3. Обработать данные
4. Предоставить результат

Какое бы электронное устройство вы ни взяли, оно всегда работает по этому принципу. Обычный компьютер получает информацию с клавиатуры, флешек или CD. Планшет считывает прикосновения к экрану. Для фитнес-бластета источником данных становится ваш пульс, а для дрона — джойстик в руках оператора.

Получив данные в пригодном для работы формате, устройство записывает их в память. После этого их с ними можно работать. Чтобы разобраться, что нужно сделать с информацией, компьютер обращается к программе и четко, шаг за шагом, выполняет прописанные там инструкции. После этого он выдает результат — выводит картинку или текст на экран, запускает какую-то функцию или дополнительную программу. Результатом работы дрона будет полет в указанном направлении. В Интернете клик мыши по ссылке (это тоже способ введения данных) приводит к отправке данных с одного компьютера на другой — таков результат работы браузера.

Как работает компьютер?

Мы вернулись к тому, с чего начали. Абсолютно все, что вы делаете, машина воспринимает как биты информации (1 или 0), как команды в виде двоичного (бинарного) кода. Что такое 1 и 0 в машинном коде? Заряженная ячейка памяти или разряженная.

Программы, загружаемые с винчестера, дают команды процессору (микросхеме с кремниевыми транзисторами). Он делает вычисления и возвращает информацию. Но не напрямую, а через оперативная память (запоминающее устройство, ОЗУ). Она временная, сбрасывается при отключении электропитания, потому что конденсаторы ОЗУ быстро теряют электрический заряд.

Широко используется сегодня модуль DRAM, разновидность устройства оперативной памяти. Это микросхема со множеством ячеек, где временно хранится информация. У них есть адреса, по которым обращается процессор. В записи информации участвуют конденсаторы и полупроводниковые транзисторы.

В основе работы оперативной памяти тоже физика: биты данных хранятся в заряженных или разряженных ячейках полупроводникового материала. Логические 1 и 0 – это изменяемое состояние конденсатора: есть заряд или нет заряда. Конденсатор в ячейке памяти – двухполюсное токопроводящее устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Зачем нужна оперативная память? Она хранит промежуточные данные запущенных программ. Без нее обмен между процессором и жестким диском был бы медленным. Если вы покупаете дешевый ноутбук с меньшей оперативной памятью, то потом узнаете, как медленно все «думает». От объема оперативной памяти зависит, сколько команд компьютер способен выполнять параллельно. На жестком диске данные хранятся постоянно, пока вы не сотрете их или не повредите диск. Оперативная память все забывает при выключении.

Координирует описанные процессы материнская плата, к которой подключены и жесткий диск, и оперативная память, и процессор.

Не надо пугаться того, что все это физика, электроника и математика. Можно в общих чертах один раз составить представление о том, как работает «магия» IT – информационных технологий. Как сформулировал писатель-фантаст Артур Кларк в одном из Трех законов Кларка, «любая достаточно развитая технология неотличима от магии». В следующем посте ALMAMAT Blog расскажет, то такое полупроводники. almamat blog

Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно.

Устройство компьютера: из чего состоит ПК

В этой статье мы рассмотрим устройство компьютера: из чего он состоит и как работает. Также поговорим о том, как выбрать оптимальный ПК для работы с офисными приложениями, графикой и играми.

Из чего состоит системный блок

Системный блок – это блок, внутри которого находятся основные комплектующие компьютера. Он состоит из корпуса, блока питания, материнской платы, процессора, оперативной памяти, видеокарты, жесткого диска, опционально дивидирома (DVD-ROM).

Корпус

Корпус – это железный короб, в который устанавливаются все необходимые комплектующие.

Корпуса бывают нескольких форм-факторов:

AT – небольшой устаревший корпус, в котором работали старые типы компьютеров на базе Pentium Ⅰ и Pentium Ⅱ.

ATX –  средних размеров. В нем работают практически все современные компьютеры средних параметров.

Full Tower – крупных размеров. В нем собирают игровые и вычислительно мощные ПК, так как он позволяет устанавливать крупные материнские платы, большое количество жестких дисков и других устройств. Кроме того, такой корпус обеспечивает хорошую вентиляцию.

Rack – применяется исключительно для серверного оборудования. Имеет плоский вид и монтируется в серверные стойки.

Материнская плата

Материнская плата – это печатная плата, на которую устанавливаются все комплектующие: процессор, оперативная память, видеокарта, жесткие диски и другие. Потому ее и назвали материнская, так как она питает все эти компоненты.

Материнские платы, как и корпуса, бывают разных форм-факторов. Самые распространенные для домашнего ПК:

На сегодняшний день хорошо себя зарекомендовали такие производители, как Gigabyte и Asus.

ATX – полнофункциональная плата, на которой установлено большое количество слотов для оперативной памяти и портов для жестких дисков. Такая плата как правило имеет большой потенциал для разгона.

Mini ATX – плата меньшего размера. На ней установлено меньше слотов для оперативной памяти и портов для жестких дисков. Цена ее заметно ниже и устанавливается она в бюджетные офисные компьютеры.

Также существуют серверные материнские платы, у которых, в отличие от стандартных, два и более сокета для процессора и большое количество слотов для оперативной памяти и жестких дисков.

Имейте в виду, что с каждым годом производители модернизируют модели плат: изменяется стандарт сокета для процессора и слотов для оперативной памяти, добавляются новые модули. И при обновлении компьютера это нужно обязательно учитывать, так как новые комплектующие могут не подойти на устаревшую модель материнской платы.

Процессор

Процессор – это сердце компьютера. Он обрабатывает весь входящий поток информации, распределяя его между остальными комплектующими. Состоит из текстолита, на который крепятся микроконтроллеры и установлен кристалл – в нем и происходят все вычисления. Покрывается металлической крышкой.

Кристалл смазывается термопастой для отвода тепла на крышку, которую охлаждает радиатор (охлаждающее устройство).

В современных процессорах устанавливается два кристалла, один из которых отвечает за обработку графики (встроенная видеокарта).

На сегодняшний день существуют два крупных производителя – Intel и AMD. Intel выпускает серию Core I, AMD – серию Ryzen. Если сравнивать их, то основное отличие в том, что у AMD есть микро ножки.

Для AMD нужна специальная материнская плата с AM4 сокетом. Такой процессор потребляет чуть больше электроэнергии, но выгоднее по цене.

Когда-то у AMD была проблема с большим тепловыделением и процессоры часто сгорали. Но сейчас в новых моделях Ryzen исправили этот недостаток – устройство уже так не греется.

Intel же имеют безупречную репутацию: они хорошо подходят для работы с графикой и видеомонтажом. У них нет ножек, они потребляют меньше энергии, но при нагрузке выделяют большое количество тепла.

Мощность процессоров определяется по количеству ядер и частоте в гигагерцах.

Один из самых мощных процессоров Intel на сегодняшний день – Core I9 9900K. Он 8-ядерный с дополнительными 8-ью виртуальными ядрами с частотой 3,6 Ггц. Работает на сокете материнской платы LGA 1151v2.

Один из самых мощных процессоров AMD – Ryzen 7 3800X: 8 ядерный с дополнительными 8 виртуальными ядрами с частотой 3,9 Ггц, работающий на сокете материнской платы SocketAM4.

На сегодняшний день процессоры Intel и AMD не сильно уступают друг другу в производительности.

Охлаждение для процессора. Современные процессоры могут производить огромное количество операций и вычислений. Чем серьезнее вычисление, тем сильнее он греется. Температура во время работы при плохом охлаждении может подниматься до 90 градусов и более, что негативно влияет на кристалл. Потому для процессора нужна хорошая система охлаждения.

Существует два типа охлаждения:

1. Водяное
2. Воздушное

Водяное – это когда к радиатору подведены два шланга, по которым циркулирует жидкость. Она охлаждается вентилятором, прикрепленным к корпусу.

Воздушное – это когда на радиатор установлен вентилятор.

У каждого типа охлаждения есть свои плюсы и минусы:

• Водяное лучше охлаждает процессор, но требует обслуживания: нужно следить за уровнем жидкости, за состоянием шлангов.
• Воздушное не сильно уступает водяному, но имеет большой плюс в том, что не требует обслуживания – достаточно следить, чтобы вентилятор не запылился. Минус же заключается в том, что хорошее воздушное охлаждение имеет большие размеры и занимает много места в корпусе.

На своем опыте рекомендую ставить хорошее воздушное охлаждение с большим радиатором и как минимум восьмью медными трубками. Оно справится с рассеиванием тепла в 100-процентной нагрузке (без разгона процессора).

Хорошо себя зарекомендовали такие производители, как Deep Cool, Thermaltake, Thermalright.

Водяное охлаждение имеет смысл при разгоне процессора, когда температуры могут подниматься до критических. Из водяных систем хорошее охлаждение выпускает компания Corsair.

Оперативная память

Оперативная память – это память, в которую программы помещают свои данные для быстрой обработки процессором. Все вычисления в ней проходят в несколько раз быстрее, чем на жестком диске. После произведенных вычислений память автоматически очищается для новой обработки данных.

У оперативной памяти свой стандарт – DDR. На сегодняшний день это DDR4. Объем и производительность рассчитывается количеством гигабайт и частотой в мегагерцах.

Продается объемами по 4, 8, 16 и 32 ГБ. В современном игровом компьютере должно быть не менее 16 ГБ, а лучше 32 ГБ оперативки.

Я рекомендую собирать компьютер, покупая несколько планок по 8ГБ. Такая сборка хороша тем, что можно легко заменить любую вышедшую из строя планку.

Хорошо себя зарекомендовала компания Kingston с моделью HyperX.

Особенно нехватка объема оперативной памяти заметна в играх, когда игра начинает использовать жесткий диск в качестве файла подкачки. Часто при этом в нее просто невозможно играть. Потому если вы геймер или работаете с тяжелыми графическими программами, следует приобрести достаточный объем оперативки.

Видеокарта

Видеокарта – это графический процессор, который производит вычисления в графических приложениях и играх. Она может быть встроена в материнскую плату. Но в этом случае ее производительности хватит лишь на работу с простыми программами. Для работы с тяжелой графикой придется прикупить отдельную видеокарту.

На сегодняшний день существуют два знаменитых производителя видеочипов (графических процессоров):

1. NVIDIA
2. AMD (бывшая ATI)

На рынке же существуют производители, которые собирают видеокарты на базе этих чипов: Gigabyte, Asus, Sapphire, Palit и другие. Потому, на мой взгляд, выбор производителя карты не так важен.

Видеокарта устанавливается в слот PCI-Express на материнской плате. Вычислительную мощность рассчитывают объемом в гигабайтах, частотой в мегагерцах и разрядностью шины в битах.

Многие покупатели смотрят на объем. Этим пользуются некоторые производители, завышая объем памяти, но при этом занижая частоту, которая играет ключевую роль в играх и приложениях. Поэтому при покупке нужно учитывать все параметры.

Современные материнские платы позволяют устанавливать по две видеокарты и более через переходник SLI для NVIDIA и Crossfire для AMD. Но обязательное условие – установка абсолютно идентичных карт, чтобы они работали совместимо и давали хороший прирост производительности.

На практике же если встает выбор между покупкой одной мощной или двух средних видеокарт, лучше выбирать одну, так как не все программы и игры оптимизированы для работы с двумя картами на полной мощности.

Если выбирать между NVIDIA и AMD, то у NVIDIA на сегодняшний день больше потенциал для разгона, выше производительность, но и заметно выше цена. AMD же занимаются в основном производством процессоров и заметно отстают в выпуске топовых карт.

К интерфейсу видеокарты подключаются мониторы по стандартам DVI, HDMI и MiniDP. На современную карту возможно подключить до 4х мониторов, а, порой, и более.

Пример топовой видеокарты – Nvidia  GeForce RTX 2080Ti:

• Объем видеопамяти: 11 Гб
• Частота:14000 МГц
• Разрядность шины:352 бит

Жесткий диск

Жесткий диск – это хранилище данных в компьютере. Именно на нем находятся все документы, фотографии, видео файлы и другая информация. Ёмкость диска измеряется в гигабайтах и терабайтах.

На сегодняшний день существуют три вида жестких диска:

• HDD (магнитный)
• SSD (твердотельный)
• М2

Магнитный жесткий диск HDD. Имеет ширину 3,5 дюйма. Всю информацию пишет на магнитные блины. Работает по подключению к интерфейсу IDE и SATA.

Интерфейс IDE имеет пропускную способность до 133 Мб/с – сами жесткие диски пишут информацию со скоростью 10-20 Мб/с. На сегодняшний день устарел: на новых материнских платах интерфейс IDE уже не распаивают, потому и жесткие диски IDE вышли из производства.  

Интерфейс SATA развивался от версии 1.0 до 3.0. На всех современных материнских платах уже установлен SATA интерфейс версии 3.0, который имеет пропускную способность до 600 Мб/с. Основной минус SATA HDD – это скорость чтения/записи данных (HDD SATA пишет данные в скорости примерно 100-120мб/с).

На заметку. HDD очень чувствителен к вибрациям. Небольшой удар или падение может вывести его из строя.

Твердотельный жесткий диск SSD. Имеет ширину 2,5 дюйма. Зачастую для его установки необходимо купить специальное крепление. Работает SSD по принципу флешки – вся информация пишется в чипы данных. Скорость чтения/записи увеличивается до 550 Мб/с.

Основной недостаток SSD – ограниченное число записи данных. Потому на диск не рекомендуется постоянно что-то писать и удалять, тем более делать дефрагментацию.

Жесткий диск М2. Имеет вид планки, схожей с оперативной памятью. Скорость работы в топовых моделях достигает 3000 Мб/с.

На таких скоростях старый протокол обмена данных AHCI уже не справляется, потому инженеры реализовали новый протокол NVMe, оптимизированный под М2. Учитывайте это при выборе материнской платы и диска – должна быть поддержка NVMe.

М2 устанавливается в специальный слот на материнской плате PCI Express. Только не путайте с разъемами mini PCI Express, которых может быть несколько, и присутствуют они даже на старых моделях.

CD/DVD/BD-ROM приводы

CD/DVD/BD-ROM – это устройства, читающие и записывающие диски.

CD-ROM читает CD диски. CD/RW помимо чтения позволяет записывать информацию. Такие приводы уже устарели и вышли с производства. В основном они использовались на старых компьютерах.

Емкость стандартного CD диска 650-700 Мб.

DVD-ROM читает DVD диски. DVD/RW помимо чтения позволяет записывать информацию. На сегодняшний день такие приводы еще актуальные, но потихоньку уходят с рынка.

Емкость стандартного DVD диска 4,5 Гб. Существуют также двухслойные диски, ёмкость которых 8,5 Гб.

BD-ROM (Blu-ray) – это новейший привод, который читает все существующие форматы дисков. Позволяет просматривать и записывать информацию на объемные Blu-ray диски за счет новой технологии сине-фиолетового лазера. Используются такие приводы в основном для записи фильмов в ультравысоком качестве.

Blu-ray диски бывают одно, двух, трех и четырех слойные. Последние позволяют записывать данные до 128 Гб.

Блок питания

Блок питания – отвечает за питание всех комплектующих. Выпускаются они в форм-факторе ATX. Бывают двух типов:

• Немодульные
• Модульные

Не модульные – это когда все кабели припаяны.

Модульные – это когда кабели поставляются отдельно и подключаются к слотам.

Еще бывают серверные блоки питания. Обычно они имеют специальную форму и большую мощность.

Мощность у БП рассчитывается в ваттах и, как правило, учитывается при выборе комплектующих. Например, для офисного компьютера подойдет блок 400-500 Вт. А вот для игрового или монтажного уже нужен посерьезнее, так как производя вычисления комплектующие будут потреблять большое количество энергии. Для таких целей подойдут блоки от 700 Вт и выше.

Особое внимание нужно уделить качеству блока питания. На рынке очень много некачественных БП, в которых может быть указана мощность 700 Вт, но на практике при нагрузке в 350 Вт он запросто может сгореть и потянуть за собой комплектующие.

Обращайте внимание на цену: у хороших БП она не низкая. Дополнительно у качественного блока много выходных кабелей питания – они должны быть толстыми и хорошего качества.  Сам блок должен быть тяжелым, и иметь хорошее охлаждение. Хорошо себя зарекомендовали производители: Sea Sonic, Gigabyte, Corsair.

Совет: Никогда не экономьте на блоке питания, так как именно от него зависит жизнь вашего компьютера.

Дополнительные комплектующие и порты

Звуковая карта. Отвечает за воспроизведение звука на компьютере. Устанавливается в разъемы PCI и mini PCI-Express.

На всех современных материнских платах она уже встроена и отлично подойдет для прослушивания музыки и просмотра фильмов. Но если вы профессионально занимаетесь монтажом аудио, то понадобится отдельная профессиональная звуковая карта. Встречаются и портативные USB звуковые карты.

Сетевая карта. Отвечает за передачу данных между компьютерами, которые объединяет маршрутизатор.

Как правило, сетевая карта уже встроена в материнскую плату и позволяет осуществлять передачу данных на скорости 1 Гб/с. Но можно установить и дополнительные карты в разъемы PCI и mini PCI-Express, если ваш компьютер работает в роли сервера или маршрутизатора.

На сегодняшний день в основном используют два типа сетевых карт:

1. Работает с Fast/Ethernet сетью и позволяет подключать стандартный патч корд. Скорость порта обычно до 1 Гб/с.

2. Работает с оптическим волокном. Скорость оптического соединения от 10 Гб/с. В основном устанавливается на серверное оборудование.

Wi-Fi карта/адаптер. Если вы не хотите, чтобы в вашем доме или офисе проходил кабель, можно настроить беспроводное соединение. Для этого понадобится WI-FI роутер и WI-FI карта или адаптер для стационарного компьютера (в ноутбуках они обычно встроены).

Современная Wi-Fi карта устанавливается в порты PCI и mini PCI-Express и работает на частоте 2,4Ghz и 5 Ghz.    

Также существуют портативные USB WI-FI адаптеры. Они компактны, подключаются к USB разъёму и могут работать на частоте 2,4 и 5 Ghz.  

Порты – это разъемы для подключения к ПК дополнительных устройств.

На материнской плате есть следующие порты:

• PS/2 – для подключения мышки/клавиатуры.
• VGA и HDMI – для передачи видео. К ним подключают телевизоры и проекторы.
• COM и LPT – на старых материнских платах. Раньше к ним подключались модемы и принтеры.
• USB – универсальные, для подключения любых устройств.

Периферийные устройства

Монитор – экран компьютера. Отображает результат вычислений процессора и видеокарты в визуальном виде. При выборе нужно обращать внимание на размер дисплея, частоту и время отклика.

С каждым годом мониторы модернизируются. В 2000-ых были ЭЛТ мониторы.

Им на смену пришли плоские, которые также с каждым годом обновляются.

На сегодняшний день существуют 4К мониторы с изогнутым дисплеем и VA матрицей. Постепенно им на смену приходят мониторы с квантовой матрицей.

Клавиатура – устройство ввода данных. С помощью клавиатуры мы печатаем тексты и производим всевозможные действия на компьютере. Может подключаться к компьютеру с помощью проводного и беспроводного интерфейса.

Клавиатуры бывают стандартные и геймерские. На последних присутствуют дополнительные кнопки и выполнен удобный для игр дизайн.

Компьютерная мышь. С помощью нее мы перемещаем курсор по экрану, запускаем приложения и работаем в них. Может подключаться по проводному и беспроводному интерфейсу.

Мышки бывают как стандартные, так и дизайнерские. Последние выполнены в более удобной форме и могут иметь дополнительные боковые кнопки.

Звуковые колонки. В них поступает звук со звуковой карты. Чаще всего встречаются обычные офисные колонки.

Но бывают и навороченные – с бас бочкой.

Для более объемного звука потребуется дополнительная звуковая карта.

Микрофон. Подключается к звуковой карте и нужен для голосового общения. При помощи него общаются по интернету в Скайпе, Одноклассниках, Вайбере и других сервисах.

Веб-камера. Позволяет совершать видео звонки по интернету. Подключается через интерфейс USB.

USB накопители. К ним относятся флешки и картридеры.

Флешки – это портативные устройства, на которых хранится информация. Бывают разных объемов: от 4 Гб и выше.

Картридеры – устройства, которые считывают информацию с SD-карт. Такие карты используются в телефонах и фотоаппаратах.

Сетевые устройства

Коммутаторы и маршрутизаторы

Коммутаторы используются в основном в офисных зданиях, где установлено много компьютеров. Компьютеры подключаются к коммутатору через патч корд, и получают доступ к обмену данных.

Современные коммутаторы имеют от 12 Ethernet портов для подключения и 2 оптических для скоростного соединения с дополнительными устройствами.

Маршрутизаторы используются в корпоративной сети для разделения сети на сегменты и распределение доступа к ней.

WI-FI роутер

WI-FI роутер – это устройство, которое связывает компьютеры по беспроводной сети. При выборе роутера руководствуйтесь тем, что он должен иметь поддержку 5 Ghz и желательно более трех внешних антенн.

На заметку. При подключении используйте сеть 5 Ghz – это избавит от перегрузки канала, и даст хороший прирост к скорости до 1 Гб/с.

Модем

В былые времена интернет работал при помощи DIAL UP модема. Он мог быть встроенным, который подключается в разъём PCI, и внешним, который подключается через COM порт. Данный вид вышел с производства очень давно и на сегодняшний день используется новый вид – 4G модемы.

4G модемы подключаются в USB порт и соединяют компьютер с интернетом через сотового оператора. Это удобно, если вы часто перемещаетесь – интернет всегда с собой.

Устройства печати: принтеры, МФУ, сканеры

Принтеры используются для печати документов. Чаще всего встречаются форматов А3 и А4.

В профессиональной среде используют большие принтеры (плоттеры) для печати плакатов и баннеров.

Принтеры разделяются на цветные и черно-белые, лазерные и струйные.

Лазерные дают печать более высокого качества, но в цветных моделях заправка и замена картриджей дорогостоящая. В быту обычно используют черно-белые, так как их обслуживание обходится дешевле. Цветные же используют в случае, когда требуется высококачественная печать.

Струйные принтеры, как правило, все цветные. Они используют для печати жидкие чернила. Заправка в них намного проще, чем в лазерных – достаточно просто доливать чернила в контейнеры. И хватает такой заправки на более долгий срок. Существенный минус струйных моделей: у них периодически забивается печатная головка чернилами и требует обслуживания или замены. Качество печати уступает лазерным.

МФУ – это многофункциональное устройство. В нём совмещены функции сканера, копира, печати, а в некоторых моделях дополнительно и функция факса.

На сегодняшний день в основном используют МФУ на замену принтерам и сканерам, так как их цена не намного выше, а возможностей больше. МФУ также бывают лазерными и струйными.

Сканер – это устройство, которое фотографирует ваши документы и выводит их в цифровом виде на компьютер. Сканеры бывают разных форматов, но обычно это А3 и А4.

В быту им на смену пришли МФУ – сканеры же используются в основном в профессиональной области.

Отличия в устройстве стационарного компьютера и ноутбука

Стационарный компьютер состоит из системного блока, монитора и устройств ввода (мышки, клавиатуры).

Плюсы:

• Возможность собрать ПК под свои нужды;
• Хорошая система охлаждения;
• Возможность апгрейда.

Минусы:

• Занимает много места.
• Работает только от сети или ИБП.

Основное отличие стационарного компьютера от ноутбука в размерах и параметрах.

Ноутбук – это портативное переносное устройство. За счет своих миниатюрных размеров, ноутбуки уступают по мощности стационарным, хотя в продаже имеются эксклюзивные игровые модели, но их цена очень высока.

Процессор и видеокарта зачастую не съемные, а запаяны на материнскую плату. Жесткий диск и оперативная память также имеют более компактную форму.

Работает ноутбук от аккумулятора, который заряжается от съемного блока питания. Как правило, нормальной работы аккумулятора хватает на год-два, затем время автономной работы уменьшается.

Плюсы ноутбука в его мобильности: в него уже установлены все необходимые комплектующие – экран, клавиатура, тачпад (выполняет функцию мышки), колонки, сетевая плата и WI-FI адаптер.

Минусы:

• Небольшой размер экрана
• Нет возможности полноценного апгрейда
• Слабая система охлаждения
• Сложность ремонта
• Быстрый расход батареи.

Выводы:

• Если вы используете компьютер для полноценной работы с графикой или для игр, вам стоит приобрести стационарный ПК.
• Если вам необходимо часто перемещаться с места на место, тогда стоит приобрести ноутбук.

Характеристики стационарного компьютера и ноутбука

Как я рассказывал ранее, каждый компьютер состоит из материнской платы, процессора и других компонентов, которые отличаются друг от друга по выпуску и мощности.

Сейчас же я дам рекомендации, как выбрать подходящий ПК для работы или отдыха.

Стандартный домашний и офисный компьютер

В обязанности обычного офисного сотрудника входит работа с почтой, документами и интернетом. Для этих целей нам не нужен слишком мощный ПК. Хорошо подойдет компьютер на базе процессора Core i3 седьмого или восьмого поколения.

Данный процессор имеет 4 ядра, и он хорошо справится со всеми офисными задачами.

1. Оперативной памяти будет достаточно в объёме 4 Гб.
2. Жесткий диск можно установить от 500 до 1000 Гб, подойдет и HDD диск формата SATA 3.0.
3. Дополнительную видеокарту можно не приобретать – встроенной вполне достаточно.
4. Блок питания подойдет 450-500 Вт.
5. Монитор, клавиатуру и мышку можете выбрать на свое усмотрение.

Производители также выпускают готовое фирменное решение для офиса и дома. В такие компьютеры, как правило, уже установлена операционная система Windows и пакет Microsoft Office, что позволит сэкономить на покупке программного обеспечения.

Что касается ноутбуков – они уже идут в готовой комплектации. Вам остается только выбрать на каком процессоре он работает, объем оперативной памяти и какая в нем установлена видеокарта. Для офисных задач подойдет ноутбук на базе процессора I3 и 4 Гб оперативной памяти.

Монтажный или игровой компьютер

Для сборки мощного монтажного или игрового ПК потребуется солидная сумма, так как чем круче комплектующие, тем они дороже. Как я писал ранее, для таких целей больше подойдет стационарный ПК.

Рекомендую собирать компьютер на базе процессора Core i9 9900K. Он имеет разблокированный множитель, что позволит произвести разгон и увеличить мощность. И не экономьте на охлаждении!

Данный процессор имеет 8 физических ядер и 8 виртуальных, что дает в сумме 16 потоков. На сегодняшний день этой мощности вполне хватит для работы с монтажом и играми.

1. Материнскую плату нужно выбирать формата ATX, желательно у проверенных производителей (Gigabyte, Asus).
2. Оперативную память лучше сразу покупать объемом 32 Гб.
3. Видеокарта для данной сборки является ключевой, так как именно ее мощность задействуется при работе с монтажом и играми.
4. На сегодняшний день топовой считается модель Nvidia GeForce RTX 2080Ti.
5. Жесткий диск для данной сборки нужно устанавливать скоростной M2. В дополнение можно установить второй объемный HDD диск для хранения данных.
6. Основой такой сборки является блок питания. Если вы решитесь приобрести хорошую видеокарту, то понадобится БП мощностью от 800 Вт. В идеале 1000 Вт и более – главное, отличного качества.
7. Собирать все это нужно в корпус Full Tower для хорошей вентиляции и охлаждения.
8. Монитор, мышку и клавиатуру можете выбирать по вашим предпочтениям. Но экономить на этом не стоит, чтобы почувствовать всю мощь данного ПК.

Также на рынке существуют профессиональные брендовые графические станции. В них могут быть установлены серверные процессоры (от двух и более), несколько профессиональных видеокарт и несколько сотен гигабайт оперативной памяти. На таких станциях работают профессиональные монтажеры для студий. И, конечно, цена такой станции просто заоблачная.

Игровые ноутбуки покупать не рекомендую – на мой взгляд, это нецелесообразно. Но если вы все же решитесь, присмотритесь к серии с процессорами Intel Core i9.

Как узнать комплектующие компьютера

Узнать, из чего состоит компьютер, можно даже не разбирая его. Для этого достаточно воспользоваться инструментами операционного системы или специальными программами.

Средствами системы Windows

Чтобы узнать серию процессора и объем оперативной памяти, нажмите правой клавишей мышки на значке «Этот компьютер» и выберите «Свойства».

Чтобы узнать объём и количество жестких дисков, просто откройте «Этот компьютер».

Чтобы просмотреть видеокарту, в меню Пуск напишите команду dxdiag и нажмите Enter.

В открывшейся программе перейдите в раздел «Экран». Там вы увидите модель и объем видеопамяти.

При помощи специальных программ

Aida64 – утилита для идентификации и тестирования компонентов ПК. Скачать ее можно с официального сайта: aida64.com/downloads.

Программа платная, но даёт возможность использовать ее бесплатно в течение 30 дней для ознакомления.

Системная плата. В этой вкладке показана информация о материнской плате, памяти и процессоре.

Отображение. Здесь указана информация о вашей видеокарте и мониторе.

Еще можно посмотреть температуру комплектующих в разделе «Компьютер» – «Датчики».

Для диагностики ПК можете запустить «Тест стабильности системы». Но будьте осторожны: если в вашем компьютере нестабилен один из компонентов, такой тест может его добить.

Cpu Z – бесплатная программа, которая показывает детальную информацию о процессоре. Также через нее можно узнать материнскую плату, оперативную память и видеокарту. Для загрузки программы перейдите на сайт: cpuid.com/downloads.

• CPU – здесь показана информация о процессоре.
• Mainboard – материнская плата.
• Memory – оперативная память.
• Graphics – видеокарта.

Вкладка «Bench» протестирует и сравнит мощность вашего процессора с одним из последних моделей.

Gpu Z – бесплатная программа, которая показывает детальную информацию о видеокарте. Скачать можно по ссылке: techpowerup.com/download.

Во вкладке «Graphic card» программа покажет детальную информацию о видеокарте.

Во вкладке «Sensors» – ее загрузку и температуру.

Crystal DiscInfo – бесплатная программа. Показывает информацию о состоянии жестких дисков. Скачать можно с сайта crystalmark.info.

При запуске утилита сразу же указывает на проблемы с диском.  Если проблем нет, программа скажет, что все хорошо.

Мы рассмотрели основные программы, которые покажут всю необходимую информацию о ПК. Единственное, модель и мощность стандартного блока питания придется смотреть вручную, открывая корпус. На топовых БП, есть специальные датчики, которые отображают модель и потребление с помощью специальной родной утилиты, идущей в комплекте.

Обновлено: 03.11.2019
Автор: Илья Курбанов

Основы работы с компьютером: понимание операционных систем

Урок 8: Общие сведения об операционных системах

/ en / computerbasics / mobile-devices / content /

Что такое операционная система?

Операционная система - это наиболее важное программное обеспечение , которое работает на компьютере. Он управляет памятью и компьютера, процессами , а также всем его программным обеспечением и оборудованием . Это также позволяет общаться с компьютером, не зная, как говорить на языке компьютера. Без операционной системы компьютер бесполезен .

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше об операционных системах.

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

Работа операционной системы

Операционная система вашего компьютера ( OS ) управляет всем программным обеспечением и оборудованием на компьютере. В большинстве случаев одновременно работает несколько разных компьютерных программ, и всем им нужен доступ к центральному процессору (ЦП) вашего компьютера, памяти и памяти .Операционная система координирует все это, чтобы каждая программа получала то, что ей нужно.

Типы операционных систем

Операционные системы обычно поставляются с предустановленной на любом компьютере, который вы покупаете. Большинство людей используют операционную систему, которая поставляется с их компьютером, но можно обновить или даже изменить операционные системы. Три наиболее распространенные операционные системы для персональных компьютеров: Microsoft Windows , macOS и Linux .

Современные операционные системы используют графический пользовательский интерфейс или GUI (произносится как gooey ). Графический интерфейс пользователя позволяет использовать мышь для нажатия значков , кнопок и меню , и все четко отображается на экране с использованием комбинации графических изображений и текстовых .

Графический интерфейс каждой операционной системы имеет разный внешний вид, поэтому, если вы переключаетесь на другую операционную систему, сначала он может показаться вам незнакомым.Однако современные операционные системы разработаны таким образом, чтобы была проста в использовании , и большинство основных принципов остались прежними.

Microsoft Windows

Microsoft создала операционную систему Windows в середине 1980-х годов. Было много разных версий Windows, но самые свежие из них - Windows 10 (выпущена в 2015 году), Windows 8 (2012), Windows 7 (2009) и Windows Vista (2007). Windows поставляется с предустановленной версией на большинстве новых ПК, что делает ее самой популярной операционной системой в мире.

Ознакомьтесь с нашими руководствами по основам Windows и конкретным версиям Windows для получения дополнительной информации.

macOS

macOS (ранее называвшаяся OS X ) - это линейка операционных систем, созданная Apple. Он предустановлен на всех компьютерах Macintosh или Mac. Некоторые из конкретных версий включают Mojave (выпущено в 2018 г.), High Sierra (2017 г.) и Sierra (2016 г.).

По данным StatCounter Global Stats, на долю пользователей macOS приходится менее 10% мировых операционных систем - намного меньше, чем процент пользователей Windows (более 80% ).Одна из причин этого в том, что компьютеры Apple обычно дороже. Однако многие люди предпочитают внешний вид macOS, а не Windows.

Ознакомьтесь с нашим руководством по основам macOS для получения дополнительной информации.

Linux

Linux (произносится как LINN-ux ) - это семейство операционных систем с открытым исходным кодом, что означает, что они могут быть изменены и распространены кем угодно по всему миру. Это отличается от проприетарного программного обеспечения , такого как Windows, которое может быть изменено только компанией-владельцем.Преимущества Linux в том, что это бесплатных , и есть много различных дистрибутивов - или версий, из которых вы можете выбирать.

Согласно данным StatCounter Global Stats, пользователи Linux составляют менее 2% мировых операционных систем. Однако большинство серверов работают под управлением Linux, поскольку его относительно легко настроить.

Чтобы узнать больше о различных дистрибутивах Linux, посетите веб-сайты Ubuntu, Linux Mint и Fedora или обратитесь к нашим ресурсам по Linux.Для более полного списка, yo

.

Компьютерная система

КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА
Определение : представляет собой набор объектов (аппаратных средств, программного обеспечения и программного обеспечения), которые предназначены для получения, обработки, управления и представления информации в значимом формате.

КОМПОНЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ

• Компьютерное оборудование - Физические части / нематериальные части компьютера. например, устройства ввода, устройства вывода, центральный процессор и устройства хранения
• Компьютерное программное обеспечение - также известное как программы или приложения.Они подразделяются на два класса, а именно - системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение
.
• Liveware - - пользователь компьютера. Также квон как orgware или Humanware. Пользователь дает команду компьютерной системе выполнить инструкции.

a) КОМПЬЮТЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Аппаратное обеспечение относится к физическому материальному компьютерному оборудованию и устройствам, которые обеспечивают поддержку основных функций, таких как ввод, обработка (внутреннее хранилище, вычисления и управление), вывод, вторичное хранилище (для данных и программ) , и общение.

КАТЕГОРИИ ОБОРУДОВАНИЯ (Функциональные части)

Компьютерная система - это набор интегрированных устройств, которые вводят, выводят, обрабатывают и хранят данные и информацию. Компьютерные системы в настоящее время построены по крайней мере на одном устройстве цифровой обработки. Компьютерная система состоит из пяти основных аппаратных компонентов: устройства ввода, обработки, хранения, вывода и связи.

1. УСТРОЙСТВА ВВОДА

Устройства, используемые для ввода данных или инструкций в центральный процессор.Классифицируются по методу ввода данных.

a) КЛЮЧЕВЫЕ УСТРОЙСТВА
Используются ли устройства для ввода данных в компьютер с помощью набора клавиш, например клавиатуры, клавиши для хранения и клавиатуры.

i) Клавиатура

Клавиатура (похожа на пишущую машинку) - основное устройство ввода компьютера. Он содержит три типа клавиш: буквенно-цифровые, специальные и функциональные. Алфавитно-цифровые клавиши используются для ввода всех букв, цифр и специальных символов, таких как $,%, @, A и т. Д. Специальные клавиши , такие как , , , , и т. Д., Используются для специальных функций. Функциональные клавиши , такие как , , и т. Д., Используются для подачи специальных команд в зависимости от используемого программного обеспечения, например, F5 перезагружает страницу интернет-браузера. Функции каждой клавиши можно понять только после работы на ПК. При нажатии любой клавиши выдается электронный сигнал. Этот сигнал обнаруживается кодировщиком клавиатуры, который отправляет ЦП двоичный код, соответствующий нажатой клавише.Существует много типов клавиатур, но 101-клавишная клавиатура является самой популярной.

Как устроены ключи

Клавиши на клавиатуре можно разделить на несколько групп по функциям:

• Клавиши набора (буквенно-цифровые). Эти клавиши включают те же буквы, цифры, знаки препинания и символы, что и на традиционной пишущей машинке.
• Специальные (управляющие) клавиши. Эти клавиши используются отдельно или в сочетании с другими клавишами для выполнения определенных действий.Наиболее часто используемые клавиши управления - это CTRL, ALT, клавиша Windows и ESC.
• Функциональные клавиши. Функциональные клавиши используются для выполнения определенных задач. Они обозначаются как F1, F2, F3 и т. Д. До F12. Функциональность этих клавиш различается от программы к программе.
• Клавиши перемещения курсора (навигации). Эти клавиши используются для перемещения по документам или веб-страницам и редактирования текста. К ним относятся клавиши со стрелками, HOME, END, PAGE UP, PAGE DOWN, DELETE, INSERT и клавиши со стрелками.
• Цифровая клавиатура. Цифровая клавиатура удобна для быстрого ввода чисел. Клавиши сгруппированы в блок, как в обычном калькуляторе или арифметическом автомате.

B. УКАЗАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Это устройства, которые вводят данные и инструкции в компьютер с помощью указателя, который появляется на экране. T he Элементы для ввода выбираются путем наведения на них или щелчка по ним.например, мыши, джойстик, сенсорный экран, трекболы

i) МЫШЬ
Мышь - это небольшое устройство, используемое для наведения указателя и выбора элементов на экране вашего компьютера. Хотя мыши бывают разных форм, типичная мышь немного похожа на настоящую. Он небольшой, продолговатый и подключается к системному блоку длинным проводом, напоминающим хвост, и разъемом, который может быть как PS / 2, так и USB. Некоторые новые мыши беспроводные.

Мышь обычно имеет две кнопки: основная кнопка (обычно левая кнопка) и дополнительная кнопка.У многих мышей также есть колесико между двумя кнопками, которое позволяет плавно перемещаться по экранам с информацией.

Когда вы перемещаете мышь рукой, указатель на экране перемещается в том же направлении. (Внешний вид указателя может меняться в зависимости от того, где он расположен на экране.) Когда вы хотите выбрать элемент, вы указываете на него, а затем щелкаете (нажимаете и отпускаете) основную кнопку. Наведение и щелчок мышью - это основной способ взаимодействия с вашим компьютером.Есть несколько типов мышей: механическая мышь, оптическая мышь, оптико-механическая мышь и лазерная мышь.

Основные части

Мышь обычно имеет две кнопки: основная кнопка (обычно левая кнопка) и дополнительная кнопка (обычно правая). Основная кнопка - это та, которую вы будете использовать чаще всего. Большинство мышей также имеют колесико прокрутки между кнопками, чтобы упростить прокрутку документов и веб-страниц. На некоторых мышах колесо прокрутки можно нажать, чтобы действовать как третью кнопку.У продвинутых мышей могут быть дополнительные кнопки, которые могут выполнять другие функции.

Удерживание и перемещение мыши

Поместите мышь рядом с клавиатурой на чистую гладкую поверхность, например коврик для мыши. Осторожно держите мышь, положив указательный палец на основную кнопку, а большой палец - на бок. Чтобы переместить мышь, медленно перемещайте ее в любом направлении. Не скручивайте ее - держите переднюю часть мыши подальше от вас. Когда вы перемещаете мышь, указатель (см. Рисунок) на экране перемещается в том же направлении.Если вам не хватает места для перемещения мыши по столу или коврику для мыши, просто возьмите мышь и поднесите ее ближе к себе.
При указании на объект часто появляется описательное сообщение о нем. Указатель может меняться в зависимости от того, на что вы указываете. Например, когда вы указываете ссылку в веб-браузере, указатель меняет форму со стрелки на руку с указательным пальцем.

Большинство действий мыши совмещает наведение с нажатием одной из кнопок мыши.Есть четыре основных способа использования кнопок мыши: щелчок, двойной щелчок, щелчок правой кнопкой мыши и перетаскивание.

Щелчок (однократное нажатие)

Чтобы щелкнуть элемент, наведите указатель на этот элемент на экране, а затем нажмите и отпустите основную кнопку (обычно левую).

Щелчок чаще всего используется для выбора (отметки) элемента или открытия меню. Иногда это называют однократным щелчком или щелчком левой кнопкой мыши.

Двойной щелчок

Чтобы дважды щелкнуть элемент, наведите указатель на этот элемент на экране и затем дважды быстро щелкните.Если два щелчка расположены слишком далеко друг от друга, они могут быть интерпретированы как два отдельных щелчка, а не как один двойной щелчок.

Двойной щелчок чаще всего используется для открытия элементов на рабочем столе. Например, вы можете запустить программу или открыть папку, дважды щелкнув ее значок на рабочем столе.

Щелчок правой кнопкой мыши

Чтобы щелкнуть элемент правой кнопкой мыши, укажите на элемент на экране, а затем нажмите и отпустите дополнительную кнопку (обычно правую).

Если щелкнуть элемент правой кнопкой мыши, обычно отображается список действий, которые вы можете сделать с этим элементом.Например, когда вы щелкаете правой кнопкой мыши корзину на рабочем столе, Windows отображает меню, позволяющее открыть ее, очистить, удалить или просмотреть ее свойства. Если вы не знаете, что с чем-то делать, щелкните его правой кнопкой мыши.

C) СКАНИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Это устройства, которые захватывают объект или документ непосредственно из источника. Они классифицируются в соответствии с технологией, используемой для сбора данных, например Сканеры и считыватели документов .
i) Сканеры
Используются для захвата исходного документа и преобразования его в электронный формат f .
Пример: плоские и ручные сканеры .

ii) Устройства чтения документов
Это документы, которые считывают данные непосредственно из исходного документа и передают их в качестве входных данных в виде электронного сигнала. e
Типы считывателей документов
i) Оптический считыватель маркировки (OMR)

ii) Считыватели штрих-кода

iii) Оптические считыватели символов

b) Магнитные считыватели
Считывает данные с помощью магнитных чернил.t использует принцип магнетизма для считывания данных, написанных с помощью намагниченных чернил.

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ БЛОК ОБРАБОТКИ (C P U)

Это мозг или сердце компьютера. Также известен как процессор и состоит из трех блоков, а именно -
i) Блок управления (CU)
ii) Блок арифметической логики (ALU)
iii) Блок основной памяти (MMU )

Системный блок - это ядро компьютерной системы. Обычно это прямоугольная коробка, которую ставят на стол или под ним.Внутри этого ящика находится множество электронных компонентов, обрабатывающих данные. Наиболее важным из этих компонентов является центральный процессор (ЦП) или микропроцессор, который действует как «мозг» вашего компьютера. Другой компонент - оперативная память (RAM), в которой временно хранится информация, которую ЦП использует, когда компьютер включен. Информация, хранящаяся в ОЗУ, стирается при выключении компьютера.

Почти все остальные части вашего компьютера подключаются к системному блоку с помощью кабелей.Кабели подключаются к определенным портам (отверстиям), обычно на задней панели системного блока. Аппаратное обеспечение, не являющееся частью системного блока, иногда называют периферийным устройством . Периферийные устройства могут быть внешними , такими как мышь, клавиатура, принтер, монитор, внешний Zip-накопитель или сканер, или внутренними , такими как привод CD-ROM, привод CD-R или внутренний модем. Внутренние периферийные устройства часто упоминаются как , , интегрированные периферийные устройства . Существует два типа в зависимости от формы: башня и настольная .

Системный блок Tower Настольный системный блок

Материнская плата (материнская плата , системная плата , планарная плата или материнская плата ) - это основная печатная плата, используемая в компьютерах и других расширяемых системах. Он содержит многие важные электронные компоненты системы, такие как центральный процессор (ЦП) и память, а также обеспечивает разъемы для других периферийных устройств.

Материнская плата

ТИПЫ ПРОЦЕССОРОВ
I) Компьютеры с набором команд (CISC)
ii) Компьютеры с сокращенным набором команд (RISC)

ФУНКЦИИ ЦЕНТРАЛЬНОГО БЛОКА ОБРАБОТКИ
- Данные процесса
- Управляющая последовательность компьютеры
- дает команду всем частям компьютера
- контролирует использование основной памяти при хранении данных и инструкций
- обеспечивает временное хранение (RAM) и постоянное хранение (ROM) данных

КОНТРОЛЬ БЛОК
Является операционным центром компьютерной системы, он направляет деятельность компьютерной системы.
Функции блока управления

.

Компьютерный мозг | HowStuffWorks

Базой операций для мозга компьютера является материнская плата . Материнская плата служит буквальным фундаментом для многих других элементов вашего компьютера. Это большая печатная плата. На материнской плате есть разъемы и разъемы, которые позволяют другим компонентам взаимодействовать друг с другом. Материнские платы бывают разных форм и размеров - материнская плата портативного компьютера может отличаться от платы настольного компьютера.

Компьютерный мозг представляет собой микропроцессор, называемый центральным процессором ( CPU ). ЦП - это микросхема, содержащая миллионы крошечных транзисторов. Задача ЦП - выполнять вычисления, необходимые для работы компьютера - транзисторы ЦП управляют данными. Вы можете думать о процессоре как о принимающем решение.

Еще одним важным компонентом компьютеров является память. Двумя наиболее важными видами памяти являются постоянная память ( ROM ) и оперативная память ( RAM ).Компьютеры могут читать данные, хранящиеся в ПЗУ, но не могут записывать в них новые данные. С ОЗУ компьютеры могут читать и записывать в эту память. Без компьютерной памяти каждое вычисление на компьютере было бы без сохранения состояния . Это означает, что не будет возможности сохранять информацию от одного момента к другому, и каждый процесс начнется с чистого листа. Это бесполезно, если вы хотите создавать сложные программы.

Многие настольные ПК имеют емкость для дополнительной оперативной памяти. Пользователь просто должен открыть компьютер и вставить чипы RAM в соответствующие разъемы на материнской плате.Но другие компьютеры - это закрытые системы - вы не должны открывать их и вносить изменения, поэтому вы в значительной степени застряли на том, что у вас есть.

Микросхема под названием Basic Input / Output System ( BIOS ) тесно взаимодействует с ЦП. BIOS - это особый вид ПЗУ. Если вы думаете о ЦП как о мозге компьютера, тогда вы можете рассматривать BIOS как позвоночник. Задача BIOS - обрабатывать взаимодействие между программным обеспечением, работающим на компьютере, и аппаратными компонентами машины.

Материнская плата, ЦП, ПЗУ, ОЗУ и BIOS берут на себя большую часть тяжелой работы компьютерных процессов. Они несут ответственность за распределение ресурсов для приложений, чтобы они работали без сбоев. Они также принимают ввод с таких устройств, как клавиатуры, мыши и другие компьютерные аксессуары.

Внутри вашего компьютера много других компонентов. В следующем разделе давайте разберемся с внутренностями компьютера.

.

Что такое компьютер? Типы компьютеров |

Что такое компьютер?

Компьютер - это один из типов машин, управляющий различными программами для выполнения полезных для пользователей задач. Компьютер дает правильный ответ пользователям посредством набора инструкций, расположенных в надлежащем порядке. Он обладает емкостью памяти и преимуществами исполнения. Компьютеры могут выполнять как сложные, так и простые операции. Основываясь на типах действий, компьютеры проектируют в нескольких форматах со спецификациями оборудования и программного обеспечения.Компьютер содержит провода, транзисторы, схемы, аппаратные части и т. Д. Компьютерные конструкции с программным и аппаратным обеспечением. Программное обеспечение - это процесс подготовки программы с помощью инструкций и данных. Обычные компьютеры изготовлены со следующими типами компонентов оборудования.

1. ЦП

2. Память

3. Устройства I / P

4. Устройства O / P

Процессор:

Центральный процессор поддерживает три вида действий по хранению данных и обработке данных с помощью нескольких видов операций.PU - это основная часть компьютера, которая сообщает компьютеру, какую задачу он должен выполнять каждый раз.

Память:

Память - это часть, в которой хранятся данные, программы и т. Д. Она подразделяется на несколько типов, которые могут работать по специальному назначению.

Устройства I / P:

Устройства, которые используются для предоставления входных данных компьютеру, которые будут обрабатываться для обеспечения вывода с других устройств.

O / P устройств:

Устройства ввода подают данные на компьютеры.После обработки входных данных соответствующий вывод будет передан пользователям с устройств вывода.

Типы компьютеров:

1. Персональный компьютер

2. Мини-компьютер

3. Главный блок компьютера

4. Супер компьютер

5. Рабочее место

Персональный компьютер:

Поддерживает приведенный выше список аппаратных и программных компонентов. Его можно определить как небольшой, который варьируется до ограниченных фунтов. Он появился в 1970-х годах и работал с небольшими процессорами, ОЗУ и микросхемами памяти.Это полезно для обработки текстов, бухгалтерского учета, настольных компьютеров, приложений для управления базами данных и т. Д. Многие домашние пользователи используют это программное обеспечение для игр и легко учатся чему-либо из Интернета.

Персональный компьютер обслуживает несколько типов компьютеров, например следующие.

1. Ноутбук

2. Башенный компьютер

3. Ноутбук

4. Субноутбук

5. Портативный

6. Plamtop

7. КПК

Мини-компьютер:

Это компьютер среднего размера, используемый на рабочих станциях, который может одновременно обслуживать 200 пользователей.

Рабочее место:

Он разрабатывает инженерные приложения SDLC и различные виды приложений с умеренной мощностью и графическими технологиями. Обычно он поддерживает большой объем носителей вместе с большой оперативной памятью. Рабочие станции работают только с операционными системами UNIX и Linux. У него есть несколько типов носителей, на которых можно обслуживать как бездисковые, так и дисковые рабочие станции.

Суперкомпьютер и мэйнфрейм:

Суперкомпьютер - самый быстрый компьютер в мире, который стоит очень дорого.Он работает на основе математических расчетов, поэтому все работает хорошо с простой процедурой. Суперкомпьютеры занимаются научным моделированием, анимированной графикой, проектированием электрических систем, выполнением динамических расчетов и т. Д.

Связанные

.

Типы компьютеров

Типы компьютеров варьируются от гибридных до аналоговых. Компьютеры, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни, варьируются от ноутбуков, карманных компьютеров и портативных компьютеров до настольных компьютеров и многих других. Но само слово «компьютеры» напоминает один из настольных компьютеров, используемых в офисе или дома. Различные категории компьютеров были разработаны в соответствии с нашими разнообразными потребностями.
Типы компьютеров: Аналоговые и гибридные (классификация по принципу работы)

• Аналоговые компьютеры: Аналоговые компьютеры в наши дни практически вымерли.Он отличается от цифрового компьютера тем, что может одновременно выполнять множество математических операций. Он также уникален с точки зрения работы, поскольку использует непрерывные переменные для целей математических вычислений. Он использует механическую, гидравлическую или электрическую энергию или работу.
• Гибридные компьютеры: Эти типы компьютеров, как следует из названия, представляют собой комбинацию аналоговых и цифровых компьютеров.

Цифровые компьютеры, которые работают по принципу двоичной системы цифр «0» и «1», могут давать очень точные результаты.Но проблема в том, что они слишком медленные и неспособны выполнять крупномасштабные математические операции. В гибридных типах компьютеров цифровые аналоги преобразуют аналоговые сигналы для выполнения робототехники и управления процессами.

Помимо этого, компьютеры также классифицируются на основе физических структур и целей их использования. В зависимости от емкости, скорости и надежности их можно разделить на три категории компьютеров:

1. Главный компьютер: Это компьютеры, используемые крупными организациями, такими как метеорологические службы и статистические институты, для выполнения массовых математических вычислений.Это базовые компьютеры, на которых одновременно работают более ста человек.
2. Микрокомпьютер: Это наиболее часто используемые компьютеры, более известные под названием «Персональные компьютеры». Это тип компьютера, предназначенный для общественного пользования. Помимо настольного компьютера, выбор варьируется следующим образом:
   • Персональный цифровой компьютер
   • Планшетный компьютер
   • Башни
   • Рабочие места
   • Ноутбуки
   • Ручной компьютер


3. Мини-компьютер: Мини-компьютеры, такие как мэйнфреймы, используются бизнес-организациями.Разница в том, что он может поддерживать одновременную работу до 100 пользователей и обычно поддерживается в бизнес-организациях для ведения счетов и финансов.

Еще одна категория компьютеров - это суперкомпьютеры. Он чем-то похож на мэйнфрейм-компьютеры и используется в экономических прогнозах и инженерном проектировании.

Сегодня жизнь без компьютеров немыслима. Использование различных типов компьютеров сделало жизнь гладкой и стремительной.

Аналоговые компьютеры:
Аналоговые компьютеры и цифровые компьютеры - это два типа компьютеров, сочетание которых привело к изобретению современных гибридных компьютеров.

Аналоговые системы выполняют арифметические и логические операции, манипулируя и обрабатывая вводимые вами данные, такие как вес, температура, напряжение, плотность мощности и т. Д. Но в отличие от цифрового компьютера, который меняет все входные данные на двоичные цифры «1» и «0», аналоговый компьютер не изменяет введенные данные на любой такой язык жестов.

Аналоговый компьютер в наши дни вышел из употребления. Он отличается от цифрового компьютера тем, что может одновременно выполнять множество математических операций.Однако цифровые компьютеры не могли выполнять более сложные операции. Аналоговая система также уникальна с точки зрения работы, поскольку в ней используются непрерывные переменные для математических вычислений. Он использует механическую, гидравлическую или электрическую энергию или работу.

Математические принципы, применяемые для обработки данных в аналоговых компьютерах:

• Логарифм
• Суммирование
• Возведение в степень
• Исчисление
• Умножение и деление
• инверсия

Аналоговый компьютер, который представляет собой сложную машину, представляет собой объединение различных механических частей, которые имеют трубы, клапаны, рычаги, шестерни и несколько ключевых частей, которые могут быть названы следующим образом:

• Генераторы фиксированных функций
• Операционные усилители
• Потенциометры
• Интеграторы

Преимущества и недостатки аналоговых компьютеров:

Преимущество аналогового компьютера заключается в том, что он может одновременно находить решения нескольких математических задач, и при этом он также является точным, в отличие от цифрового компьютера.Но он не лишен недостатков. В отличие от цифрового компьютера ему не хватает скорости расчета. Есть и другие функциональные проблемы, снижающие эффективность аналоговых систем. Из них основными проблемами являются, так сказать, проблемы нелинейностей, температурного коэффициента, паразитных эффектов и минимального уровня шума.

Цифровые компьютеры:
Цифровые компьютеры - это вычислительные машины, работающие по принципу двоичной математики. Цифровые вычислительные машины, объединенные с аналоговыми компьютерами, производят гибридные компьютеры.Цифровые системы работают по принципу двоичной математики. В двоичной математике все вычисления представлены через «0» и «1».

Вы часто слышали о словах «Байт», «Мегабайт», «Кило-байт». Но что такое байт? Один байт - это группа из 8 чисел или битов, представленных посредством кодовой серии, состоящей из «0» и «1». Комбинация цифрового сигнала может решить ряд математических операций. Интересно отметить, что основные прикладные основы математики - это сложение, вычитание, умножение и деление.Но главная проблема в том, что, хотя он может решать математические задачи с огромной скоростью, он не может выполнять массовые операции одновременно. Для этого цифровые системы сами по себе не могут дать очень точных результатов. Следовательно, для большей эффективности цифровые системы не находят большого применения.

Обработка данных в цифровых компьютерах:
Цифровые компьютеры работают с помощью логических схем. Надежный генератор помогает правильно синхронизировать различные логические схемы, отвечающие за обработку данных в цифровых компьютерах.В компьютерах более высокого качества частота колебаний может составлять даже миллиард циклов в секунду. Работая с такой высокой скоростью, он может обрабатывать более миллиардов логических и арифметических задач.

Главный компьютер:
Мэйнфреймы - это компьютеры, которые являются наиболее громоздкими типами, и с развитием технологий они почти вымерли. Компьютеры бывают трех типов - мэйнфреймы, мини-компьютеры и микрокомпьютеры. Компьютерные системы мэйнфреймов можно назвать предшественниками серверов, потому что они действительно могли поддерживать нескольких пользователей, хотя и с такой же эффективностью, как и серверы.Обычно основная рама занимала всю комнату и могла стоить более миллиона долларов.

Используемые в целях исследований, инженерных работ, метеорологических расчетов, графики и т.п., мэйнфреймы сегодня представляют собой Unix, Linux и IBM z / OS, OS / 390, MVS, VM и VSE. Системы мэйнфреймов широко производились в течение 1950-х годов и продавались IBM, Control Data, General Electric, NCR, UNIVAC, Honeywell, RC и Burroughs.

Три важных характеристики компьютеров с базовым блоком:

• Мэйнфреймы обеспечивают максимальное количество подключений ввода-вывода, поскольку они вмещают огромные фермы дисков.
Мэйнфреймы
• отличаются максимальной шириной полосы ввода-вывода. Интересно, что, несмотря на то, что к системе мэйнфрейма подключены все накопители, никакая блокировка данных никогда не снижает ее эффективности.
Системы
• мэйнфреймов также обеспечивают очень хорошие однопоточные операции.

Мини-компьютеры - это менее громоздкая версия мэйнфреймов. Миникомпьютеры используются бизнес-организациями. Разница в том, что он может поддерживать одновременную работу до 100 пользователей и обычно поддерживается в бизнес-организациях для ведения счетов и финансов.Кроме того, есть персональные компьютеры или микрокомпьютеры. К микрокомпьютерам относятся настольные ПК, ноутбуки, карманные компьютеры, планшетные ПК, рабочие станции, карманные компьютеры и т. Д. Это наиболее часто используемые компьютеры.

Миникомпьютеры:
Миникомпьютеры, что это такое? Если суперкомпьютеры и мэйнфреймы считаются лучшими с точки зрения математических операций, то на смену им приходят миникомпьютерные системы. Ранее считалось, что миникомпьютеры превосходят персональные системы.Но в наши дни прогрессивные технологии сделали миникомпьютеры практически устаревшими, поскольку современные ПК являются высокоразвитыми.

Миникомпьютеры были впервые построены в 1960-х годах и сразу же стали пользоваться огромным успехом, так как сразу же было продано 40 000 миникомпьютерных систем, что сделало компьютеры широко доступными для широкой публики. Имея такую ​​возможность на рынке, многие компании вышли на рынок мини-компьютеров. Самой успешной среди этих двухсот компаний была DEC, выпустившая модели миникомпьютеров PDP-11 и VAX 11/780.

Некоторые важные аспекты и исторические факты о мини-компьютерной системе можно резюмировать следующим образом:

• Они намного меньше по размеру, чем компьютерные системы мэйнфреймов. Таким образом, они не занимают всю комнату, а обычно занимают пространство, аналогичное размеру стандартного холодильника.
• Они намного дешевле мэйнфреймов.
• Их изобретение стало возможным из-за изобретения технологий оперативной памяти и транзисторов.
• Миникомпьютеры могут предоставить параллельный доступ до 100 пользователям. Следовательно, они использовались в таких местах, как коммерческие организации, для ведения счетов и финансов.
• Одними из первых производителей миникомпьютерных систем были Hewlett Packard, DEC и Data General.

Вот несколько моделей мини-компьютеров, пользующихся успехом на протяжении многих лет:

• DEC VAX и PDP
• Hewlett Packard HP3000 серии
• SDS, SDS-92
• Prime Computers, Prime 50 Series
• Norsk Data, Nord-1, Nord-10, Nord-100
• Компьютеры среднего класса IBM
• Control Data Corporation CDC 160A, CDC-1700
• Data General Nova
• Honeywell-Bull Level 6 / DPS Level6 / DPS 6000 series

Со временем миникомпьютеры превратились в микрокомпьютеры.С запуском микрокомпьютеров у населения появился больший доступ к преимуществам включения компьютеров в повседневную жизнь.

Суперкомпьютеры:
Суперкомпьютеры - это один из многих типов современных вычислительных машин, которые способны производить очень быстрые вычисления. Благодаря своей высокой скорости обработки суперкомпьютерные системы используются в таких работах, как анимационная графика, прогноз погоды, ядерные исследования, нефтяные исследования, анализ крипт, молекулярное моделирование и тому подобное.Тогда вы, должно быть, задаетесь вопросом, в чем разница между суперкомпьютером и мэйнфреймом? В то время как мэйнфреймы в основном используются для ряда целей, суперкомпьютеры сконструированы таким образом, чтобы служить единственной цели.

Краткий график развития суперкомпьютеров был дан следующим образом:

• 1960-е: Seymour Cray of Control Data Corporation (CDC) запускает суперкомпьютерные системы.
• 1970-е: Cray Research была основана Сеймуром Креем после того, как он покинул Control Data Corporation (CDC).Большинство суперкомпьютеров были предназначены для работы с векторным процессором.
• 1985–1990: Модель суперкомпьютера Cray захватывает рынок.
• Сегодня суперкомпьютеров разрабатываются такими компаниями, как HP, IBM и, конечно же, Cray Inc. Суперкомпьютерные системы становятся почти такими же, как портативные компьютеры и настольные системы.

До 1970-х годов суперкомпьютеры в основном работали по принципу скалярных процессов. Но для повышения его эффективности был разработан ряд новых технологий, таких как:

• Liquid Cooling
• Чередующиеся диски (RAID)
• Параллельные файловые системы
• Неравномерный доступ к памяти (NUMA)
• Векторная обработка

Когда аппаратное обеспечение суперкомпьютеров готово к выполнению специальной математической операции, они называются специальными суперкомпьютерами.В настоящее время существует множество таких типов суперкомпьютеров, как GRAPE для молекулярной динамики и астрофизики, Deep Crack для взлома шифра DES, Deep Blue для игры в шахматы и т. Д.

Последнее обновление: 18 мая 2016 г.

.

информатика | Определение, поля и факты

Информатика , изучение компьютеров и вычислений, включая их теоретические и алгоритмические основы, аппаратное и программное обеспечение, а также их использование для обработки информации. Дисциплина информатики включает изучение алгоритмов и структур данных, компьютерное и сетевое проектирование, моделирование данных и информационных процессов, а также искусственный интеллект. Информатика берет некоторые свои основы из математики и инженерии и поэтому включает методы из таких областей, как теория массового обслуживания, вероятность и статистика, а также проектирование электронных схем.Информатика также широко использует проверку гипотез и экспериментирование во время концептуализации, проектирования, измерения и уточнения новых алгоритмов, информационных структур и компьютерных архитектур.

портативный компьютер

портативный персональный компьютер.

© Index Open

Популярные вопросы

Что такое информатика?

Кто самые известные программисты?

Что можно делать с информатикой?

Используется ли информатика в видеоиграх?

Как мне изучить информатику?

Многие университеты по всему миру предлагают степени, которые обучают студентов основам теории информатики и приложениям компьютерного программирования.Кроме того, преобладание онлайн-ресурсов и курсов позволяет многим людям самостоятельно изучать более практические аспекты информатики (такие как кодирование, разработка видеоигр и дизайн приложений).

Информатика считается частью семейства из пяти отдельных, но взаимосвязанных дисциплин: компьютерная инженерия, информатика, информационные системы, информационные технологии и разработка программного обеспечения. Это семейство стало известно как дисциплина вычислений.Эти пять дисциплин взаимосвязаны в том смысле, что информатика является их объектом изучения, но они отделены друг от друга, поскольку каждая имеет свою исследовательскую перспективу и направленность учебной программы. (С 1991 года Ассоциация вычислительной техники [ACM], Компьютерное общество IEEE [IEEE-CS] и Ассоциация информационных систем [AIS] сотрудничали для разработки и обновления таксономии этих пяти взаимосвязанных дисциплин и руководящих принципов, которые образовательные учреждения используются во всем мире для своих программ бакалавриата, магистратуры и исследовательских программ.)

Основные области информатики включают традиционное изучение компьютерной архитектуры, языков программирования и разработки программного обеспечения. Однако они также включают в себя вычислительную науку (использование алгоритмических методов для моделирования научных данных), графику и визуализацию, взаимодействие человека с компьютером, базы данных и информационные системы, сети, а также социальные и профессиональные вопросы, которые являются уникальными для практики информатики. . Как может быть очевидно, некоторые из этих подполей частично совпадают в своей деятельности с другими современными областями, такими как биоинформатика и вычислительная химия.Эти совпадения являются следствием тенденции компьютерных ученых признавать многочисленные междисциплинарные связи в своей области и действовать в соответствии с ними.

Развитие информатики

Информатика возникла как самостоятельная дисциплина в начале 1960-х годов, хотя электронно-цифровая вычислительная машина, являющаяся объектом ее изучения, была изобретена примерно двумя десятилетиями ранее. Корни информатики лежат, прежде всего, в смежных областях математики, электротехники, физики и информационных систем управления.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Математика является источником двух ключевых концепций в развитии компьютера - идеи о том, что всю информацию можно представить в виде последовательностей нулей и единиц, и абстрактного понятия «хранимая программа». В двоичной системе счисления числа представлены последовательностью двоичных цифр 0 и 1 так же, как числа в знакомой десятичной системе представлены цифрами от 0 до 9.Относительная легкость, с которой два состояния (например, высокое и низкое напряжение) могут быть реализованы в электрических и электронных устройствах, естественным образом привела к тому, что двоичная цифра или бит стал основной единицей хранения и передачи данных в компьютерной системе.

Электротехника обеспечивает основы проектирования схем, а именно идею о том, что электрические импульсы, входящие в схему, можно комбинировать с использованием булевой алгебры для получения произвольных выходных сигналов. (Булева алгебра, разработанная в 19 веке, предоставила формализм для разработки схемы с двоичными входными значениями нулей и единиц [ложь или истина, соответственно, в терминологии логики], чтобы получить любую желаемую комбинацию нулей и единиц на выходе.) Изобретение транзистора и миниатюризация схем, наряду с изобретением электронных, магнитных и оптических носителей для хранения и передачи информации, явились результатом достижений электротехники и физики.

Информационные системы управления, первоначально называвшиеся системами обработки данных, предоставили ранние идеи, на основе которых возникли различные концепции информатики, такие как сортировка, поиск, базы данных, поиск информации и графические пользовательские интерфейсы.В крупных корпорациях размещались компьютеры, на которых хранилась информация, играющая ключевую роль в ведении бизнеса - расчет заработной платы, бухгалтерский учет, управление запасами, контроль производства, отгрузка и получение.

Теоретические работы по вычислимости, начатые в 1930-х годах, обеспечили необходимое распространение этих достижений на проектирование целых машин; важной вехой стала спецификация машины Тьюринга (теоретическая вычислительная модель, выполняющая инструкции, представленные в виде последовательности нулей и единиц) в 1936 году британским математиком Аланом Тьюрингом и его доказательство вычислительной мощности модели.Другим прорывом стала концепция компьютера с хранимой программой, которую обычно приписывают венгерскому американскому математику Джону фон Нейману. Это истоки области информатики, которая позже стала известна как архитектура и организация.

Алан М. Тьюринг, 1951.

Science History Images / Alamy

В 1950-е годы большинство пользователей компьютеров работали либо в научно-исследовательских лабораториях, либо в крупных корпорациях. Первая группа использовала компьютеры для выполнения сложных математических вычислений (например,g., траектории ракет), в то время как последняя группа использовала компьютеры для управления большими объемами корпоративных данных (например, платежными ведомостями и запасами). Обе группы быстро поняли, что написание программ на машинном языке нулей и единиц непрактично и не надежно. Это открытие привело к разработке языка ассемблера в начале 1950-х годов, который позволяет программистам использовать символы для инструкций (например, ADD для сложения) и переменных (например, X ). Другая программа, известная как ассемблер, переводила эти символические программы в эквивалентную двоичную программу, шаги которой компьютер мог выполнять, или «выполнять».”

Другие элементы системного программного обеспечения, известные как связывающие загрузчики, были разработаны для объединения частей собранного кода и загрузки их в память компьютера, где они могли быть выполнены. Концепция связывания отдельных частей кода была важна, поскольку позволяла повторно использовать «библиотеки» программ для выполнения общих задач. Это был первый шаг в развитии области компьютерных наук, называемой программной инженерией.

Позже, в 1950-х годах, язык ассемблера оказался настолько громоздким, что разработка языков высокого уровня (близких к естественным языкам) стала поддерживать более легкое и быстрое программирование.FORTRAN стал основным языком высокого уровня для научного программирования, а COBOL стал основным языком бизнес-программирования. Эти языки несли с собой потребность в различном программном обеспечении, называемом компиляторами, которое переводит программы на языке высокого уровня в машинный код. По мере того как языки программирования становились все более мощными и абстрактными, создание компиляторов, которые создают высококачественный машинный код и которые эффективны с точки зрения скорости выполнения и потребления памяти, стало сложной проблемой информатики.Разработка и реализация языков высокого уровня лежит в основе области информатики, называемой языками программирования.

Рост использования компьютеров в начале 1960-х годов послужил толчком для разработки первых операционных систем, которые состояли из резидентного программного обеспечения системы, которое автоматически обрабатывало ввод и вывод и выполняло программы, называемые «заданиями». Спрос на более совершенные вычислительные методы привел к возрождению интереса к численным методам и их анализу, деятельности, которая распространилась настолько широко, что стала известна как вычислительная наука.

В 1970-е и 1980-е годы появились мощные устройства компьютерной графики, как для научного моделирования, так и для других визуальных действий. (Компьютеризированные графические устройства были представлены в начале 1950-х годов с отображением грубых изображений на бумажных графиках и экранах электронно-лучевых трубок [ЭЛТ].) Дорогостоящее оборудование и ограниченная доступность программного обеспечения не позволяли этой области расти до начала 1980-х годов, когда компьютерная память, необходимая для растровой графики (в которой изображение состоит из небольших прямоугольных пикселей), стала более доступной.Технология растровых изображений вместе с экранами с высоким разрешением и развитием графических стандартов, которые делают программное обеспечение менее зависимым от машины, привели к взрывному росту этой области. Поддержка всех этих видов деятельности переросла в область компьютерных наук, известную как графика и визуальные вычисления.

С этой областью тесно связано проектирование и анализ систем, которые напрямую взаимодействуют с пользователями, выполняющими различные вычислительные задачи. Эти системы стали широко использоваться в 1980-х и 1990-х годах, когда линейное взаимодействие с пользователями было заменено графическими пользовательскими интерфейсами (GUI).Дизайн графического интерфейса пользователя, который был впервые разработан Xerox и позже принят Apple (Macintosh) и, наконец, Microsoft (Windows), важен, потому что он составляет то, что люди видят и делают, когда они взаимодействуют с вычислительным устройством. Разработка соответствующих пользовательских интерфейсов для всех типов пользователей превратилась в область компьютерных наук, известную как взаимодействие человека с компьютером (HCI).

графический интерфейс пользователя

Xerox Alto был первым компьютером, на котором для управления системой использовались графические значки и мышь - первый графический интерфейс пользователя (GUI).

Предоставлено Xerox

Область компьютерной архитектуры и организации также резко изменилась с тех пор, как в 1950-х были разработаны первые компьютеры с хранимыми программами. Так называемые системы с разделением времени появились в 1960-х годах, чтобы позволить нескольким пользователям одновременно запускать программы с разных терминалов, жестко подключенных к компьютеру. В 1970-х годах были разработаны первые глобальные компьютерные сети (WAN) и протоколы для высокоскоростной передачи информации между компьютерами, разделенными на большие расстояния.По мере развития этих видов деятельности они переросли в область компьютерных наук, называемую сетями и коммуникациями. Важным достижением в этой области стало развитие Интернета.

Идея о том, что инструкции, а также данные могут храниться в памяти компьютера, была критически важна для фундаментальных открытий в отношении теоретического поведения алгоритмов. То есть такие вопросы, как «Что можно / нельзя вычислить?» были формально решены с использованием этих абстрактных идей. Эти открытия положили начало области компьютерных наук, известной как алгоритмы и сложность.Ключевой частью этой области является изучение и применение структур данных, подходящих для различных приложений. Структуры данных, наряду с разработкой оптимальных алгоритмов для вставки, удаления и размещения данных в таких структурах, являются серьезной проблемой для компьютерных ученых, потому что они так активно используются в компьютерном программном обеспечении, особенно в компиляторах, операционных системах, файловых системах, и поисковые системы.

В 1960-х годах изобретение магнитных дисков обеспечило быстрый доступ к данным, расположенным в произвольном месте на диске.Это изобретение привело не только к более грамотно спроектированным файловым системам, но и к разработке баз данных и систем поиска информации, которые впоследствии стали важными для хранения, извлечения и передачи больших объемов и разнообразных данных через Интернет. Эта область информатики известна как управление информацией.

Другая долгосрочная цель исследований в области информатики - создание вычислительных машин и роботизированных устройств, которые могут выполнять задачи, которые обычно считаются требующими человеческого интеллекта.К таким задачам относятся движение, зрение, слух, говорение, понимание естественного языка, мышление и даже проявление человеческих эмоций. Область информатики интеллектуальных систем, первоначально известная как искусственный интеллект (ИИ), на самом деле предшествовала первым электронным компьютерам в 1940-х годах, хотя термин искусственный интеллект не был введен до 1956 года.

Три развития вычислительной техники в начале 21 века - мобильные вычисления, вычисления клиент-сервер и взлом компьютеров - способствовали появлению трех новых областей в компьютерных науках: разработка на основе платформ, параллельные и распределенные вычисления и безопасность. и информационное обеспечение.Платформенная разработка - это изучение особых потребностей мобильных устройств, их операционных систем и приложений. Параллельные и распределенные вычисления связаны с разработкой архитектур и языков программирования, которые поддерживают разработку алгоритмов, компоненты которых могут выполняться одновременно и асинхронно (а не последовательно), чтобы лучше использовать время и пространство. Безопасность и информационное обеспечение связаны с проектированием компьютерных систем и программного обеспечения, которые защищают целостность и безопасность данных, а также конфиденциальность лиц, которые характеризуются этими данными.

Наконец, на протяжении всей истории информатики особое внимание уделялось уникальному социальному воздействию, которое сопровождает исследования в области информатики и технологические достижения. Например, с появлением Интернета в 1980-х годах разработчикам программного обеспечения потребовалось решить важные вопросы, связанные с информационной безопасностью, личной конфиденциальностью и надежностью системы. Кроме того, вопрос о том, является ли компьютерное программное обеспечение интеллектуальной собственностью, и связанный с ним вопрос «Кому оно принадлежит?» дала начало совершенно новой правовой области лицензирования и стандартов лицензирования, которые применяются к программному обеспечению и связанным с ним артефактам.Эти и другие проблемы составляют основу социальных и профессиональных вопросов информатики, и они проявляются почти во всех других областях, указанных выше.

Итак, чтобы подвести итог, дисциплина информатики превратилась в следующие 15 отдельных областей:

• Алгоритмы и сложность

• Архитектура и организация

• Вычислительные науки

• Графика и визуальные вычисления

• Взаимодействие человека и компьютера

• Управление информацией

• Интеллектуальные системы

  Сеть и связь

• Операционные системы

• Параллельные и распределенные вычисления

• Разработка на основе платформы

• Языки программирования

• Обеспечение безопасности и информации

• Программная инженерия

• Социальные и профессиональные вопросы

Информатика по-прежнему имеет сильные математические и инженерные корни.Программы бакалавриата, магистратуры и докторантуры по информатике обычно предлагаются высшими учебными заведениями, и эти программы требуют от студентов прохождения соответствующих курсов математики и инженерии, в зависимости от их специализации. Например, все студенты бакалавриата по информатике должны изучать дискретную математику (логику, комбинаторику и элементарную теорию графов). Многие программы также требуют от студентов завершения курсов по расчету, статистике, числовому анализу, физике и принципам инженерии в начале учебы.

.

---

Смотрите также

• 
  Что делать если компьютер перезагружается при запуске
• 
  Как через компьютер войти в айклауд
• 
  Как работает ибп для компьютера
• 
  Как узнать что идет по телевизору
• 
  Что делать если мама поставила пароль на компьютер
• 
  Как удалить скайп с компьютера
• 
  Как на телевизоре филипс настроить каналы по порядку
• 
  Какие бывают компьютеры
• 
  Как подключить телефон к компьютеру чтобы был интернет
• 
  Для чего нужен винчестер в компьютере
• 
  Материнская плата что это такое в компьютере