Das Prinzip des Computers. Die Prinzipien des Computerbetriebs Die Grundprinzipien des Computerbetriebs wurden formuliert von

TECHNISCHE MITTEL ZUR DURCHFÜHRUNG VON INFORMATIONSPROZESSEN

Die Zusammensetzung und der Zweck der Hauptelemente eines Personalcomputers

Klassische Computerarchitektur

Die Grundlagen für den Bau elektronischer Computer im modernen Sinne wurden in den 30er und 40er Jahren des letzten Jahrhunderts von prominenten Wissenschaftlern gelegt: dem englischen Mathematiker Alan Turing und dem ungarisch-amerikanischen John (Janos) Neumann.

Die Turing-Maschine wurde nicht zu einem echten Betriebsgerät, wurde aber bisher ständig als Hauptmodell zur Klärung des Wesens von Konzepten wie „Rechenprozess“, „Algorithmus“ sowie zur Klärung der Beziehung zwischen den Algorithmen verwendet und Computer.

Im Jahr 1946 verteilte John Neumann auf der Sommersitzung der University of Pennsylvania einen Bericht, der den Grundstein für die Entwicklung der Computertechnologie für mehrere Jahrzehnte legte. Spätere Erfahrungen in der Entwicklung von Computern zeigten die Richtigkeit der wichtigsten Schlussfolgerungen Neumanns, die in den Folgejahren weiterentwickelt und verfeinert wurden. Die wichtigsten Empfehlungen von Neumann für Computerentwickler lauten wie folgt:

1. Maschinen mit elektronischen Elementen sollten nicht im Dezimalsystem, sondern im Binärsystem arbeiten.

2. Das Programm muss sich in einem der Blöcke der Maschine befinden – in einem Speichergerät (Speicher) mit ausreichender Kapazität und angemessener Geschwindigkeit zum Abrufen und Schreiben von Programmanweisungen.

3. Das Programm wird ebenso wie die Zahlen, mit denen die Maschine arbeitet, im Binärcode dargestellt. Somit sind Befehle und Zahlen in der Darstellungsform vom gleichen Typ. Dieser Umstand führt zu folgenden wichtigen Konsequenzen:

Zwischenergebnisse von Berechnungen, Konstanten und andere Zahlen können im selben Speicher wie das Programm abgelegt werden;

Die numerische Form der Programmnotation ermöglicht es der Maschine, Operationen an den Größen durchzuführen, die die Programmanweisungen kodieren.

4. Die Recheneinheiten der Maschine sind auf der Grundlage von Schaltkreisen aufgebaut, die die Additionsoperation ausführen. Die Schaffung spezieller Geräte zur Berechnung anderer Operationen ist unpraktisch.

5. Die Maschine verwendet ein paralleles Prinzip der Organisation des Rechenprozesses (Operationen an Wörtern werden für alle Ziffern gleichzeitig ausgeführt).

Rechnerarchitektur in der Regel durch die Gesamtheit seiner für den Benutzer wesentlichen Eigenschaften bestimmt. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Aufbau und der Funktionalität der Maschine, die in grundlegende und zusätzliche Funktionen unterteilt werden kann.

Hauptsächlich Funktionen bestimmen den Zweck des Computers: die Verarbeitung und Speicherung von Informationen, der Informationsaustausch mit externen Objekten. Zusätzlich Funktionen erhöhen die Effizienz der Grundfunktionen: Sie sorgen für effiziente Arbeitsweisen, Dialog mit dem Benutzer, hohe Zuverlässigkeit usw. Die genannten Computerfunktionen werden mithilfe seiner Komponenten implementiert: Hardware und Software.

Persönlicher Computer - Es handelt sich um einen Desktop- oder tragbaren Computer, der die Anforderungen an allgemeine Zugänglichkeit und universelle Einsatzmöglichkeiten erfüllt.

Das Funktionsprinzip und der Aufbau eines Personalcomputers

Jede Form menschlicher Aktivität, jeder Funktionsprozess eines technischen Objekts ist mit der Übertragung und Transformation von Informationen verbunden. Information bezeichnet Informationen über bestimmte Naturphänomene, Ereignisse im gesellschaftlichen Leben und Vorgänge in technischen Geräten. Informationen, die in einer materiellen Form verkörpert und fixiert sind, werden als Nachricht bezeichnet. Nachrichten können kontinuierlich (analog) und diskret (digital) sein. Eine kontinuierliche Nachricht wird durch eine physikalische Größe (elektrische Spannung, Strom usw.) repräsentiert, deren zeitliche Veränderungen den Verlauf des betrachteten Prozesses widerspiegeln.

Eine diskrete Nachricht zeichnet sich durch das Vorhandensein einer festen Menge von Elementen aus, aus denen zu bestimmten Zeitpunkten verschiedene Sequenzen gebildet werden. Computer sind Informationswandler, in denen die Ausgangsdaten des Problems in das Ergebnis seiner Lösung umgewandelt werden, und sie gehören zur Klasse der diskreten Aktionen – digital.

Das Hauptmerkmal eines Computers ist das Prinzip der Programmsteuerung, auf deren Grundlage eine automatische Steuerung des Lösungsprozesses eines Problems erreicht wird. Ein weiteres wichtiges Prinzip ist das Prinzip des gespeicherten Programms im Speicher, nach dem das Programm, in digitaler Form codiert, zusammen mit Zahlen im Speicher gespeichert wird. Der Befehl gibt nicht die an den Operationen beteiligten Nummern an, sondern die Adressen der RAM-Zellen, in denen sie sich befinden, und die Adresse der Zelle, in der das Ergebnis der Operation abgelegt wird.

Die Bedienung eines Personal Computers (PC) lässt sich kurz wie folgt beschreiben. Wenn der Computer während des ersten Startvorgangs eingeschaltet wird, werden die PC-Komponenten von einem speziellen Programm getestet, das „fest im ROM“ (BIOS) verankert ist. Gleichzeitig testet („reaktiviert“) dieses Programm PC-Peripheriegeräte. Anschließend werden eine Reihe von Programmen (Betriebssystem) und Ausgangsdaten für Berechnungen in den PC-RAM geladen. Dieser Download kann über die Tastatur oder von einem der Laufwerke erfolgen. Das Betriebssystem legt den Betriebsablauf von PC-Geräten und die Reihenfolge der Dateneingabe, Algorithmen für deren Verarbeitung und Ports für die Ergebnisausgabe fest. Typischerweise werden Daten von einigen RAM-Speicherplätzen entnommen, vom Mikroprozessor verarbeitet und dann an andere Speicherplätze übertragen. Bei Bedarf werden die über spezielle Ports erhaltenen Ergebnisse zum Drucken an den Drucker gesendet.

Abb.2. Vergrößertes Blockdiagramm eines PCs

Computerstruktur– Hierbei handelt es sich um ein Modell, das die Zusammensetzung, Reihenfolge und Interaktionsprinzipien seiner Komponenten festlegt.

Abbildung 1 zeigt ein vereinfachtes Funktionsdiagramm eines Personalcomputers, Abbildung 2 – dessen vergrößertes Blockdiagramm.

Mikroprozessor. Dies ist der zentrale Block des PCs, der dazu dient, den Betrieb aller Blöcke der Maschine zu steuern und arithmetische und logische Operationen an Informationen durchzuführen (Abb. 3). Der Mikroprozessor umfasst:

- Kontrollgerät(CU) – erzeugt bestimmte Steuersignale (Steuerimpulse) und liefert diese zum richtigen Zeitpunkt an alle Blöcke der Maschine, abhängig von den Besonderheiten des ausgeführten Vorgangs und den Ergebnissen früherer Vorgänge; bildet die Adressen der Speicherzellen, die von der ausgeführten Operation verwendet werden, und überträgt diese Adressen an die entsprechenden Computereinheiten; das Steuergerät empfängt die Referenzimpulsfolge vom Taktgeber;

- Arithmetik-Logikeinheit(ALU) – Entwickelt, um alle arithmetischen und logischen Operationen an numerischen und symbolischen Informationen auszuführen. Bei einigen PC-Modellen zusätzlich Mathe-Coprozessor, wird für beschleunigte Operationen an binären Gleitkommazahlen und an binär codierten Dezimalzahlen verwendet, um einige trigonometrische Funktionen mit hoher Genauigkeit zu berechnen;

- Mikroprozessorspeicher- dient der kurzfristigen Speicherung, Aufzeichnung und Ausgabe von Informationen, die direkt in Berechnungen in den nächsten Zyklen der Maschine verwendet werden. Es wird verwendet, um die hohe Geschwindigkeit der Maschine sicherzustellen, da der Hauptspeicher nicht immer die Geschwindigkeit zum Schreiben, Suchen und Lesen von Informationen bietet, die für den effizienten Betrieb eines Hochgeschwindigkeits-Mikroprozessors erforderlich ist.

- Mikroprozessor-Schnittstellensystem – implementiert die Kopplung und Kommunikation mit anderen PC-Geräten.

Schnittstelle(Schnittstelle) – eine Reihe von Mitteln zur Verbindung und Kommunikation von Computergeräten, um deren effektive Interaktion sicherzustellen.

Die Hauptmerkmale des Mikroprozessors:

Die Taktfrequenz, die angibt, wie viele Anweisungen (Aktionen) der Prozessor in einer Sekunde ausführen kann;

Architektur, insbesondere die Größe des Cache-Speichers (weitere Einzelheiten finden Sie im Abschnitt ...).

Einige andere Anwendungen des Prozessors als der Personalcomputer des Benutzers:

Ampelsteuerung;

Interaktives Spielzeug;

Digitales Auto-Navigationssystem;

Steuerung der Zündung und Kraftstoffversorgung in Autos;

Drucker;

Tontechniker-Konsole;

Lokomotiven (Mikroprozessor steuert die Stromversorgung des Motors);

Interaktiver Touchscreen-Videobildschirm;

Kontrolle über den Stromverbrauch;

Technologische Steuerung (der Mikroprozessor steuert die Bedingungen des Produktionsprozesses – Temperatur, Druck oder Materialverbrauch);

Elektronische Köder zum Angeln;

Elektronische Orgel, Gitarre, Synthesizer;

Heliumdetektor;

Fitnessgeräte;

Elektronisches Spiel „Darts“;

Forschungsinstrumente;

Festmacherkupplungssteuerung für Seeschiffe usw.

Taktimpulsgenerator. Es erzeugt eine Folge elektrischer Impulse; Die Frequenz der erzeugten Impulse bestimmt die Taktfrequenz der Maschine. Das Zeitintervall zwischen benachbarten Impulsen bestimmt die Zeit eines Zyklus der Maschine oder einfach Zyklus der Maschine. Die Frequenz des Taktimpulsgenerators ist eines der Hauptmerkmale eines Personalcomputers und bestimmt maßgeblich die Arbeitsgeschwindigkeit, da jeder Vorgang in der Maschine in einer bestimmten Anzahl von Zyklen ausgeführt wird.

Das Hauptunterscheidungsmerkmal der Struktur eines Personalcomputers ist das Vorhandensein eines Systembusses, über den alle seine Geräte interagieren und Informationen austauschen.

PC-Reifen. Der Computer ist nach dem Trunk-Modular-Prinzip aufgebaut, bei dem alle Computerblöcke durch einen Systembus miteinander verbunden sind, der zum Austausch von Daten, Adress- und Steuerinformationen zwischen den Komponenten des Computers dient. Der Systembus bestimmt die allgemeine Reihenfolge des Austauschs zwischen beliebigen Blöcken des Computers sowie die maximale Anzahl der verwendeten E/A-Geräte. Es enthält Adressbus, Datenbus Und Steuerbus. Der Adressbus und der Datenbus werden benötigt, um die Adresse der gewünschten Zellen vom Mikroprozessor zu übertragen und dann die entsprechenden Daten von ihnen zu lesen (oder darauf zu schreiben). Um die Interaktion zwischen einzelnen Computerknoten sicherzustellen, gibt es einen Steuerbus, der Steuersignale überträgt, die von PC-Geräten untereinander ausgetauscht werden.

Darüber hinaus gibt es Stromschiene, das über Leitungen und Schnittstellenschaltungen zum Anschluss von PC-Einheiten an das Stromnetz verfügt.

PC-Busse zeichnen sich durch zwei Hauptparameter aus – die Bittiefe und die Geschwindigkeit der digitalen Signalübertragung durch sie. Besonders wichtig ist die Bitbreite des Datenbusses – sie muss der Bitbreite des Mikroprozessors entsprechen.

Alle externen Geräte bzw. deren I/O-Ports werden auf die gleiche Weise über die entsprechenden einheitlichen Anschlüsse (Verbindungen) an den Bus angeschlossen: direkt oder durch Controller (Adapter). Der Systembus wird vom Mikroprozessor entweder direkt oder über eine zusätzliche Mikroschaltung gesteuert - Bus-Controller, das die Hauptsteuersignale bildet.

Haupterinnerung. Es dient dazu, Informationen zu speichern und schnell mit anderen Einheiten der Maschine auszutauschen. Der Hauptspeicher umfasst zwei Arten von Speichergeräten: Nur-Lese-Speicher (ROM) und Direktzugriffsspeicher (RAM).

ROM wird normalerweise in Form eines Chips hergestellt, der in die Hauptplatine eingelötet ist und nicht ersetzt werden kann. Die im ROM aufgezeichneten Informationen können vom Benutzer nicht geändert werden, was sich in der englischen Version seines Namens Read Only Memory – Nur-Lese-Speicher – gut widerspiegelt. In diesem Speicher werden Programme zum Testen der Hauptkomponenten des Computers, zum Einleiten des Ladens des Betriebssystems und zum Ausführen von Dateneingabe- und -ausgabevorgängen gespeichert. Diese Programme sind sozusagen dauerhaft im ROM „fest verdrahtet“.

RAM dient zum Speichern von Informationen (Programme und Daten), die in der aktuellen Phase des PC-Betriebs direkt am Rechenprozess beteiligt sind. RAM - flüchtig Speicher: Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, gehen die darin gespeicherten Informationen verloren (weitere Einzelheiten finden Sie in Abschnitt 3).

Externer Speicher. Es dient der langfristigen Speicherung aller Informationen, die zur Lösung von Problemen benötigt werden. Insbesondere wird die gesamte Computersoftware im externen Speicher gespeichert. Externer Speicher umfasst verschiedene Arten von Speichergeräten (Kassettenspeichergeräte (Streamer), optische Laufwerke (CD-ROM)), aber die gebräuchlichsten, die auf fast jedem Computer verfügbar sind, sind Festplatten (HDD) und magnetische Diskettenlaufwerke (NGMD). Festplatten. Der Zweck dieser Laufwerke besteht darin, große Informationsmengen zu speichern, gespeicherte Informationen aufzuzeichnen und auf Anfrage an ein Speichergerät mit wahlfreiem Zugriff auszugeben (weitere Einzelheiten finden Sie im Abschnitt ...).

Netzteil. Dabei handelt es sich um einen Block (Abb. 4), der autonome und Netzstromversorgungssysteme für den PC enthält. Das Netzteil erfüllt zwei wichtige Funktionen: Es versorgt alle Systemkomponenten mit stabilisierter Spannung und kühlt das Innere des Computers.

Timer. Hierbei handelt es sich um eine in der Maschine eingebaute elektronische Uhr, die bei Bedarf die automatische Entfernung des aktuellen Zeitpunkts (Jahr, Monat, Stunden, Minuten, Sekunden und Sekundenbruchteile) ermöglicht. Der Timer ist an eine autonome Stromquelle – die Batterie – angeschlossen und läuft weiter, wenn die Maschine vom Stromnetz getrennt wird.

Externe (Peripherie-)Geräte. Unter peripher Darunter versteht man jedes Gerät, das strukturell vom zentralen Teil des PCs (Mikroprozessor und Hauptspeicher) getrennt ist, über eine eigene Steuerung verfügt und Mikroprozessoranforderungen ohne dessen direktes Eingreifen ausführt.

Zweckmäßig lassen sich folgende externe PC-Geräte unterscheiden:

Informationseingabegeräte;

Informationsausgabe- und Anzeigegeräte;

Zeigegeräte (Manipulatoren, Steuergeräte);

Kommunikationsgeräte und Telekommunikation.

ZU Eingabegeräte betreffen:

Tastatur – ein Gerät zur manuellen Eingabe von Text-, Digital- und Steuerinformationen in einen PC (weitere Einzelheiten finden Sie im Abschnitt ...);

Scanner – ein Gerät zum automatischen Lesen von Papier oder anderen Medien und zum Eingeben von Texten, Grafiken, Zeichnungen und Zeichnungen in einen PC zur Umwandlung in eine digitale (Computer-)Form (weitere Einzelheiten finden Sie im Abschnitt ...);

- Grafiktablett (Digitalisierer) – ein Gerät zur manuellen Eingabe von grafischen (seltener textlichen) Informationen und Bildern. Ein Grafiktablett besteht aus zwei Geräten – dem Tablet selbst und dem Stift. Von einem speziellen Tablet, das mit einer sensiblen Oberfläche ausgestattet ist, die auf die vom Stift ausgesendeten Signale reagiert, werden die genauen Koordinaten des „Berührungspunkts“ an den Computer übermittelt. Wenn der Stift mit dem Tablet in Kontakt kommt, sendet er spezielle Signale aus, die ihm sagen, in welcher Farbe dieses oder jenes Element im Computer gezeichnet werden soll, wie dick der Strich sein soll usw. Wird von Computerkünstlern und Designern verwendet.

Touchscreens – Geräte zur Eingabe einzelner Bildelemente, Programme oder Befehle über eine geteilte Bildschirmanzeige in einem PC;

Digitalkameras. Sie unterscheiden sich optisch nicht allzu sehr von einer herkömmlichen Kamera und werden von denselben Firmen hergestellt wie herkömmliche Kameras. Der Unterschied besteht darin, dass eine Digitalkamera anstelle eines Films ein spezielles Speicherelement verwendet, das das vom Objektiv übertragene Bild als unkomprimierte (TIFF) oder verlustbehaftet komprimierte Datei (JPEG-Komprimierung) speichert. Später wird die resultierende Datei auf einen Computer übertragen und kann dann in jedem Grafikeditor bearbeitet und bei Bedarf wie ein normales Foto auf einem speziellen Drucker gedruckt werden. Zur gleichen Gruppe von Informationseingabegeräten gehören digitale Videokameras und Mobiltelefone;

Mikrofone sind Geräte, die Ton in analoger Form empfangen. Damit ein Computer solche Signale auf Magnetplatten schreiben und verarbeiten kann, müssen die Signale von der analogen in die digitale Form umgewandelt werden. Dies wird mit einem speziellen Gerät erreicht – einem Analog-Digital-Wandler (ADC);

MIDI-Keyboard (MIDI – Musical Instrument Digital Interface) – ein Gerät, das an eine Soundkarte angeschlossen wird. Im Gegensatz zu Synthesizern ist ein MIDI-Keyboard selbst nicht in der Lage, Klänge zu erzeugen: Es verfügt über keinerlei „Füllung“ zur Klangerzeugung. Diese Rolle wird der Soundkarte zugewiesen. Die Aufgabe einer solchen Tastatur besteht darin, dem eingebauten Synthesizer Befehle zu geben: Welche Note, welche Dauer und auf welchem Instrument soll der Computer spielen. Elemente eines MIDI-Keyboards: Das Keyboard selbst ist eine vereinfachte Kopie des Klaviers; Tools zur Instrumentensteuerung, mit denen Sie die Tastatur umschalten können, um jedes der im Arsenal der Soundkarte verfügbaren Instrumente zu simulieren.

ZU Ausgabe- und Anzeigegeräte betreffen:

Monitor (Anzeige) – ein Gerät zur Anzeige von Text- und Grafikinformationen ohne deren langfristige Fixierung (weitere Einzelheiten finden Sie im Abschnitt ...);

Ein Drucker ist ein Gerät zur Ausgabe von Daten von einem Computer auf Papier in einer leicht lesbaren Form. Mit Druckern können Sie ein Dokument in Papierform ausdrucken. Die gebräuchlichsten Druckertypen sind: Nadeldrucker (Schlaggeräte und Thermodrucker), Tintenstrahldrucker mit Farbstofftinte, Laserdrucker mit elektrografischer Bilderzeugungsmethode (weitere Einzelheiten finden Sie im Abschnitt ...);

Grafikplotter (Plotter) sind Geräte zur Ausgabe grafischer Informationen (Grafiken, Zeichnungen, Zeichnungen) vom PC auf Papier. Sie werden im computergestützten Design verwendet;

Kopfhörer, Lautsprecher – Geräte zur Ausgabe von Toninformationen.

ZU Zeigegeräte betreffen:

Maus – ein Gerät, das für den Einsatz in einer Umgebung mit einer grafischen Benutzeroberfläche konzipiert ist;

Trackball – ein Gerät, das ähnliche Funktionen wie eine Maus ausführt, im Gegensatz dazu bewegt sich nicht der Körper, sondern nur der Ball;

Der Joystick bewegt den Cursor auf dem Bildschirm in eine von vier Richtungen. Wird zur Interaktion mit Spielprogrammen verwendet.

Kommunikations- und Telekommunikationsgeräte dienen der Kommunikation mit Geräten und anderen Automatisierungsgeräten sowie der Verbindung eines PCs mit Kommunikationskanälen, anderen Computern und Computernetzwerken. Diese beinhalten:

Ein Modem (von den Worten Modulation-Demodulation) ist ein Gerät, das dazu dient, einen Computer mit analogen Telefonleitungen zu verbinden. Es ermöglicht Ihnen, über eine normale Telefonleitung im Internet zu arbeiten. Das Modem führt folgende Funktionen aus: beim Senden – Umwandlung eines digitalen Codes in analoge Signale, beim Empfang – Filtern des empfangenen Signals von Störungen, d.h. umgekehrte Umwandlung eines analogen Signals in einen digitalen Code;

Ein Netzwerkadapter ist eine externe Schnittstelle eines PCs und dient dazu, diesen mit einem Kommunikationskanal zum Austausch von Informationen mit anderen Computern zu verbinden, um als Teil eines Computernetzwerks zu arbeiten und die Übertragung von Informationen von einem Computer in eine Kommunikationsumgebung sicherzustellen;

Ein Datenübertragungsmultiplexer ist ein mehrkanaliges Computerschnittstellengerät mit mehreren Kommunikationskanälen.

Grundlegende PC-Konfiguration

Strukturell sind PCs in Form einer zentralen Systemeinheit aufgebaut, an die externe Geräte über Anschlüsse angeschlossen werden: zusätzliche Speichergeräte, Tastatur, Display, Drucker usw.

Systemeinheit Enthält normalerweise eine Systemplatine, ein Netzteil, Festplatten, Anschlüsse für zusätzliche Geräte und Erweiterungskarten mit Controllern – Adapter für externe Geräte.

An Hauptplatine, Mainboard, Motherboard(häufiger bezeichnet als Hauptplatine– Hauptplatine) werden in der Regel platziert:

Mikroprozessor;

Mathe-Coprozessor;

Taktgenerator;

Blöcke (Mikroschaltungen) von RAM und ROM;

Tastatur-, Festplatten- und Diskettenadapter;

Timer usw.

CPU

Mikroprozessor(MP) (Zentraleinheit – Central Processing Unit (CPU)) – ein funktionell vollständiges, softwaregesteuertes Informationsverarbeitungsgerät, das in Form eines oder mehrerer großer oder extragroßer integrierter Schaltkreise hergestellt wird. Der Prozessor ist das „Gehirn“ des PCs. Es löst alle gängigen Rechenaufgaben und koordiniert die Arbeit von Speicher, Videoadapter, Festplatten und anderen Systemkomponenten. Der Prozessor ist ein äußerst komplexer Mikroschaltkreis, der in den meisten PCs direkt mit der Hauptplatine verbunden ist, manchmal aber auch auf einer Tochterplatine installiert ist, die wiederum über einen speziellen Steckplatz mit der Hauptplatine verbunden ist.

MP führt die folgenden Funktionen aus:

Befehle aus dem Hauptspeicher lesen und dekodieren;

Lesen von Daten aus dem Hauptspeicher und den Registern von Adaptern externer Geräte;

Empfang und Verarbeitung von Anfragen und Befehlen von Adaptern zur Bedienung externer Geräte;

Datenverarbeitung und Schreiben in den Hauptspeicher und Register externer Geräteadapter;

Entwicklung von Steuersignalen für alle anderen Knoten und Blöcke des PCs.

Die Kapazität des MP-Datenbusses bestimmt die Kapazität des gesamten PCs; Die Breite des MP-Adressbusses ist sein Adressraum.

ALLGEMEINE GRUNDSÄTZE DER ORGANISATION UND DES BETRIEBES VON COMPUTERN

Was ist ein Computer

Computer ist ein programmierbares elektronisches Gerät, das Daten verarbeiten und Berechnungen sowie andere Aufgaben zur Zeichenmanipulation durchführen kann.

Es gibt zwei Hauptklassen von Computern:

digitale Computer, Verarbeitung von Daten in Form numerischer Binärcodes;

analoge Computer, Verarbeitung sich ständig ändernder physikalischer Größen (elektrische Spannung, Zeit usw.), die Analoga der berechneten Größen sind.

Heutzutage ist die überwiegende Mehrheit der Computer digital.

Das Funktionsprinzip von Computern besteht darin, Programme auszuführen (Software) - vordefinierte, genau definierte Abfolgen arithmetischer, logischer und anderer Operationen.

Jedes Computerprogramm ist eine Folge einzelner Befehle.

Team ist eine Beschreibung der vom Computer auszuführenden Operation. In der Regel verfügt eine Anweisung über einen eigenen Code (Symbol), Quelldaten (Operanden) und Ergebnis.

Das Ergebnis des Befehls wird nach den Regeln generiert, die für diesen Befehl genau definiert und im Design des Computers verankert sind.

Der Satz von Anweisungen, die ein bestimmter Computer ausführen kann, wird aufgerufen Befehlssystem dieser Computer.

Computer arbeiten mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, nämlich Millionen – Hunderten Millionen Operationen pro Sekunde.

Jeder Computer verfügt über Folgendes Hauptgeräte:

Erinnerung(Speichergerät - Speicher), bestehend aus neu nummerierten Zellen;

CPU, einschließlich Kontrollgerät(UU)und Arithmetik-Logikeinheit(ALU);

Eingabegerät;

Ausgabegerät.

Diese Geräte sind verbunden Kommunikationskanäleüber die Informationen übermittelt werden. Die Hauptgeräte des Computers und die Verbindungen zwischen ihnen sind im Diagramm dargestellt (Abb. 1). Dünne Pfeile zeigen die Wege und Richtungen des Informationsflusses und dicke Pfeile zeigen die Wege und Richtungen der Übertragung von Steuersignalen.

Speicherfunktionen:

– Empfangen von Informationen von anderen Geräten;

- Auswendiglernen von Informationen;

- Ausgabe von Informationen auf Anfrage an andere Geräte der Maschine.

Reis. 1. Allgemeines Schema des Computers

Prozessorfunktionen:

– Datenverarbeitung nach einem vorgegebenen Programm durch Durchführung arithmetischer und logischer Operationen;

- Softwaresteuerung des Betriebs von Computergeräten.

Der Teil des Prozessors, der Anweisungen ausführt, wird aufgerufen Arithmetik-Logikeinheit(ALU) und sein anderer Teil, der die Funktionen der Geräteverwaltung ausführt, - Kontrollgerät(UU).

In der Regel werden diese beiden Geräte rein bedingt zugeordnet, sie sind strukturell nicht getrennt.

Der Prozessor enthält eine Reihe spezialisierter zusätzlicher Speicherzellen namens registriert. Das Register übernimmt die Funktion der kurzfristigen Speicherung einer Zahl oder eines Befehls. Elektronische Schaltkreise können den Inhalt einiger Register manipulieren, beispielsweise einzelne Teile einer Anweisung für deren spätere Verwendung „ausschneiden“ oder bestimmte arithmetische Operationen an Zahlen durchführen. Das Hauptelement des Registers ist eine sogenannte elektronische Schaltung auslösen, das eine binäre Ziffer (Bit) speichern kann. Registrieren ist eine Reihe von Auslösern, die durch ein gemeinsames Steuerungssystem auf bestimmte Weise miteinander verbunden sind.

Es gibt verschiedene Arten von Registern, die sich in der Art der durchgeführten Operationen unterscheiden. Einige Register haben eigene Namen, zum Beispiel:

– Addierer– ALU-Register, das die Summierung von Binärzahlen durchführt;

– Programm zähler– CU-Register, dessen Inhalt der Adresse des nächsten ausgeführten Befehls entspricht; dient zur automatischen Auswahl des Programms aus aufeinanderfolgenden Speicherzellen;

– Befehlsregister– CU-Register zum Speichern des Befehlscodes für den für seine Ausführung erforderlichen Zeitraum. Einige seiner Bits werden zum Speichern verwendet Operationscode, der Rest dient der Lagerung Operanden-Adresscodes.

Computerprinzipien

Der Aufbau der allermeisten Computer basiert auf den folgenden allgemeinen Prinzipien, die 1945 von einem amerikanischen Wissenschaftler formuliert wurden John von Neumann.

1. Prinzip der Programmsteuerung . Das Programm besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die vom Prozessor automatisch in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden.

Ein Programm wird mit aus dem Speicher abgerufen Programm zähler.Dieses Prozessorregister erhöht sequentiell die Adresse des nächsten darin gespeicherten Befehls um die Länge des Befehls. Und da sich die Programmanweisungen nacheinander im Speicher befinden, wird dadurch eine Auswahl einer Befehlskette aus nacheinander angeordneten Speicherzellen organisiert. Wenn es nach der Ausführung des Befehls erforderlich ist, nicht zum nächsten, sondern zu einem anderen zu wechseln, werden die Befehle verwendet bedingt oder bedingungsloser Sprung, die in den Programmzähler die Nummer der Speicherzelle eintragen, die den nächsten Befehl enthält. Das Abrufen von Befehlen aus dem Speicher stoppt nach Erreichen und Ausführen des „Stopp“-Befehls.

Auf diese Weise, Der Prozessor führt das Programm automatisch und ohne menschliches Eingreifen aus.

2.Das Prinzip der Homogenität des Gedächtnisses. Programme und Daten werden im selben Speicher gespeichert, sodass der Computer nicht unterscheidet, was an einem bestimmten Speicherort gespeichert ist – eine Zahl, ein Text oder ein Befehl. Sie können für Befehle dieselben Aktionen ausführen wie für Daten.

Dies eröffnet eine ganze Reihe von Möglichkeiten. Zum Beispiel, Das Programm kann auch während seiner Ausführung recycelt werden, mit dem Sie die Regeln für den Erhalt einiger seiner Teile im Programm selbst festlegen können (so wird die Ausführung von Zyklen und Unterprogrammen im Programm organisiert).

Darüber hinaus können die Befehle eines Programms als Ergebnisse der Ausführung eines anderen Programms empfangen werden. Basierend auf diesem Prinzip Übersetzungsmethoden– Übersetzung des Programmtextes aus einer höheren Programmiersprache in die Sprache einer bestimmten Maschine.

3. Das Prinzip des Targetings. Strukturell besteht der Hauptspeicher aus neu nummerierten Zellen. Jede Zelle steht dem Prozessor jederzeit zur Verfügung.

Daher ist es möglich, Speicherbereichen Namen zu geben, sodass die darin gespeicherten Werte später bei der Ausführung von Programmen mit den zugewiesenen Namen abgerufen oder geändert werden können.

Computer, die auf diesen Prinzipien basieren, gehören zu diesem Typ von Neumann.Aber es gibt Computer, die sich grundlegend von denen von Neumanns unterscheiden. Sie folgen beispielsweise möglicherweise nicht dem Prinzip der Programmsteuerung, d. h. sie funktionieren möglicherweise ohne einen Programmzähler, der den aktuell ausgeführten Programmbefehl anzeigt. Um auf eine im Speicher gespeicherte Variable zu verweisen, müssen diese Computer ihr keinen Namen geben. Solche Computer heißen nicht von Neumann.

Befehl und Ausführung

Ein Befehl ist eine Beschreibung einer elementaren Operation, die ein Computer ausführen muss.

Im Allgemeinen enthält der Befehl die folgenden Informationen:

– Code die durchgeführte Operation;

– Definitionsrichtlinien Operanden(oder deren Adressen);

- Anweisungen zur Platzierung des Erhaltenen Ergebnis.

Abhängig von der Anzahl der Operanden sind die Befehle:

– Unicast;

– zwei Adressen;

– drei Adressen;

- variable Adresse.

Befehle werden im Binärcode in Speicherzellen gespeichert.

In modernen Computern Befehlslängenvariable(normalerweise zwei bis vier Bytes), und die Möglichkeiten, die Adressen von Variablen anzugeben, sind sehr vielfältig.

Im Adressteil des Befehls können Sie Folgendes angeben:

– Operand selbst (Zahl oder Symbol);

– Adresse des Operanden (Bytenummer, ab der der Operand beginnt);

– Operandenadresse Adresse (Bytenummer, ab der sich die Operandenadresse befindet) usw.

Betrachten Sie einige Mögliche Varianten des Additionsbefehls(Englisch add - Addition), während wir anstelle digitaler Codes und Adressen Symbole verwenden.

1. Unicast-Befehlx hinzufügen(Zellinhalt X mit dem Inhalt des Addierers addieren und das Ergebnis im Addierer belassen):

2. Befehl mit doppelter Adressefüge x, y hinzu(Zellinhalt X Und bei Addiere das Ergebnis und füge es in eine Zelle ein bei):

3. Befehl mit drei Adressenfüge x, y, z hinzu(Zellinhalt X Stapel mit Zellinhalt j, geben Sie den Betrag in die Zelle ein z).

Das Prinzip des Computers

Möglicherweise benötigen Sie die Informationen in diesem Abschnitt nicht für den täglichen Gebrauch Ihres Computers. Es ist jedoch notwendig, eine allgemeine Vorstellung vom Funktionsprinzip des Computers zu haben – dies kann bei der Lösung einiger plötzlich auftretender Probleme hilfreich sein.

Ohne Übertreibung ist das „Herz“ eines Computers der Prozessor. Es wird oft mit der englischen Abkürzung CPU, also Central Processor Unit, bezeichnet. Der Prozessor ist ein sehr komplexes Gerät, dessen Hauptfunktion darin besteht, Programme auszuführen.

Jeder Prozessortyp verfügt über einen eigenen Befehlssatz. Dem Prozessor werden spezielle Zahlenfolgen vorgegeben, die er entsprechend seiner internen Tabelle als bestimmte Befehle interpretiert. Im Befehlssystem des PDP-11-Prozessors bedeutet beispielsweise die Binärzahl 0110000001000000 „Addiere die Zahl in Register Nr. 1 mit der Zahl in Register Nr. 0 und platziere das Ergebnis in Register Nr. 0“ (Register sind ein spezieller Bereich von). der Auftragsverarbeiter zur Speicherung temporärer Daten). In anderen Befehlssystemen kann dieselbe Nummer völlig anders interpretiert werden oder überhaupt keinen Befehl bedeuten. Jedes Programm gelangt in Form solcher binärer Anweisungen in den Prozessor, sodass ein für einen Prozessortyp geschriebenes Programm nicht von einem Prozessor mit einem anderen Befehlssystem ausgeführt werden kann.

Ein weiterer wichtiger Teil eines Computers ist ein Speichergerät oder Speicher. Speichergeräte lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen:

ROM – Nur-Lese-Speicher (speichert unveränderliche Daten);

RAM – Arbeitsspeicher (zum Schreiben und Lesen von Daten).

Im RAM können beispielsweise die Ergebnisse des Programms für die anschließende Ausgabe an ein externes Gerät aufgezeichnet werden. Die im ROM gespeicherten Daten werden „für immer“ gespeichert, in den RAM geschrieben – sie gehen beim Ausschalten der Stromversorgung unwiederbringlich verloren.

In der heutigen gängigen englischen Terminologie wird ROM ROM (ReadOnly Memory) und RAM RAM (Random Access Memory) genannt. In manchen Fällen kann auch ein spezieller Speichertyp verwendet werden, dessen Informationen beim Ausschalten der Stromversorgung nicht zerstört werden, wie beim ROM, und gleichzeitig ist es möglich, Daten programmgesteuert in diesen Speicher zu schreiben (wie bei RAM, nur langsamer). Diese Art von Speicher wurde bisher fast nie verwendet, hat sich aber in den letzten Jahren weit verbreitet. Es wird Flash-Speicher genannt.

Damit der Prozessor „in den Weiten“ des Speichers navigieren kann, ist der gesamte Speicher in Zellen unterteilt. Jede Zelle hat ihre eigene eindeutige Adresse, die als Zahlen geschrieben wird. Typischerweise ist der Speicher als Matrix organisiert, und um auf eine Speicherzelle zugreifen zu können, muss der Prozessor die Nummer seiner Spalte und Zeile angeben. Dies wird durch die Systemsignale CAS und RAS gesteuert.

Vor dem Start muss jedes Programm ganz oder teilweise von einem externen Gerät in den RAM geladen werden. Der Prozessor liest in einer bestimmten Reihenfolge Anweisungen aus dem RAM und führt sie aus. Dazu verfügt es über ein spezielles Register – den Programmzähler, der immer die Adresse der Speicherzelle enthält, in der sich der als nächstes auszuführende Befehl befindet. Vor dem Start des Programms enthält dieses Register die Adresse der Speicherzelle, in die der erste Befehl des Programms geladen wird, und während der Ausführung jedes Befehls wird der Inhalt des Befehlszählers automatisch erhöht, bis der nächste Vorgang ausgeführt wird .

Das obige Diagramm beschreibt oberflächlich den Prozess der Programmausführung. Moderne Prozessoren sind in der Lage, mit der Ausführung einer neuen Anweisung zu beginnen, bevor die vorherige abgeschlossen ist, die Ausführung mehrerer Anweisungen gleichzeitig zu veranlassen usw. Das allgemeine Prinzip bleibt jedoch dasselbe.

Um mit einer Person „kommunizieren“ zu können, benötigt ein Computer Geräte zur Ein- und Ausgabe von Informationen. Das primäre Eingabegerät ist jetzt eine Tastatur mit alphanumerischen Tasten und Steuertasten. Jeder Schlüssel überträgt einen eindeutigen Binärcode an den Computer, und ein spezielles Programm, das normalerweise im ROM des Computers gespeichert ist, wandelt diese Codes in eine für die Verwendung in Programmen akzeptable Form um. Das Ergebnis des Programms wird auf dem Monitorbildschirm angezeigt.

Fast immer muss das Ergebnis der Arbeit gespeichert werden, um später darauf zurückgreifen zu können. Hierfür sowie zur Aufzeichnung der Texte von Programmen (Programmcode) selbst sind externe Speichergeräte vorgesehen. Zu diesem Zweck werden nun in der Regel Laufwerke auf Disketten- und Festplattenlaufwerken sowie laseroptische Datenträger verwendet.

Jetzt haben Sie eine Vorstellung vom Prinzip des Computers und es ist Zeit, mit der detaillierten Beschreibung seiner Komponenten fortzufahren. Ich möchte Sie daran erinnern, dass die Position einiger Computerteile je nach Hardwareplattform und Hersteller unterschiedlich sein kann. Daher gehen wir davon aus, dass der Benutzer einen PC in einem Standard-Vertikalgehäuse wie MidiTower hat.

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Wie es funktioniert Die Idee hinter ICQ ist ganz einfach. Wenn Sie ein spezielles Programm installieren (übrigens kostenlos), wird Ihnen eine UIN (Unique Identification Number – eine eindeutige Identifikationsnummer) zugewiesen. Dabei handelt es sich um so etwas wie Ihre Adresse oder Telefonnummer, die Sie an Ihre Person weitergeben können

Aus dem Buch Promotion: Die Geheimnisse effektiver Website-Promotion Autor Jewdokimow Nikolai Semenowitsch

So funktioniert das DC++-Client-Programm Wie bereits erwähnt, ist das DC++-Programm ein Client für Direct Connect-Filesharing-Netzwerke. Das Direct Connect-Netzwerk ist ein dezentrales Peer-to-Peer-Netzwerk, das aus separaten Servern (Hubs) besteht, mit denen die Computer der Benutzer verbunden sind

Aus dem Buch Linux aus der Sicht eines Hackers Autor Flenov Michail Evgenievich

So arbeiten Sie mit interaktiven Whiteboard-Tools Wie die meisten interaktiven Whiteboards verfügt die Flow!Works-Software über eine grafische Benutzeroberfläche, die für den Benutzer durch durchdachte Tool-Visualisierungen intuitiv ist

Aus dem Buch 100 % Datenwiederherstellung Autor Taschkow Petr Andrejewitsch

Funktionsweise des Traffic-Moduls Bei der automatisierten Traffic-Erfassung kommen folgende Tools zum Einsatz: ein Word-Picker für den semantischen Kern, ein internes Optimierungssystem, spezielle Filterkaskaden zum Kauf und Entfernen von Links, unter Berücksichtigung der Traffic-Erfassung,

Aus dem Buch Linux und UNIX: Shell-Programmierung. Entwicklerhandbuch. Autor Tainsley David

4.7.1. Wie es funktioniert Schauen wir uns also an, wie der Dienstschutz funktioniert. Dazu wird ein Verzeichnis erstellt, das das Stammverzeichnis für das Programm darstellt. Unter Linux gibt es hierfür einen Chroot-Befehl, der eine Chroot-Umgebung erstellt. Es stellt sich heraus, dass sich im Inneren ein Pseudo-Root-Dateisystem befindet

Aus dem Buch Developing the Linux Kernel von Love Robert

Funktionsprinzip und Flash-Speichergerät Das Herzstück eines jeden Flash-Speichers ist ein Siliziumkristall, auf dem nicht ganz gewöhnliche Feldeffekttransistoren gebildet sind. Ein solcher Transistor verfügt über zwei isolierte Gates: Control (Steuerung) und Floating (Floating). Letzteres ist fähig

Aus dem Buch des Autors

So funktioniert die SIM-Karte Die Hauptfunktion der Karte besteht darin, das Telefon im Netzwerk sicher zu identifizieren, und das Speichern von Daten, wie einer Telefonnummernliste oder einem Adressbuch, ist nur eine sekundäre und sekundäre Funktion. Die SIM-Karte basiert auf einem Mikrocomputer

Aus dem Buch des Autors

20.2.2. Funktionsweise des Befehls „getopts“ Der Befehl „getopts“ liest einen option_string-String. Dabei wählt es die richtigen Optionen aus, die im Skript verwendet werden können. Der Befehl getopts sucht nach allen Argumenten, die mit einem Bindestrich beginnen, und ermittelt die Werte aller Optionen. Dann

Aus dem Buch des Autors

Funktionsprinzip und Implementierung Computer sind vorhersehbare Geräte. Tatsächlich ist es schwierig, zufälliges Verhalten in einem System zu finden, dessen Verhalten nahezu vollständig programmiert werden kann. Allerdings ist die Umgebung, in der sich die Maschine befindet, voller unterschiedlicher Geräusche,

Die Hauptgeräte des Computers „leben“ in der Systemeinheit. Dazu gehören: Motherboard, Prozessor, Grafikkarte, RAM, Festplatte. Aber auch außerhalb, meist auf dem Tisch, „leben“ nicht minder wichtige Computergeräte. Zum Beispiel: Monitor, Maus, Tastatur, Lautsprecher, Drucker.

In diesem Artikel werden wir uns damit befassen Woraus besteht ein Computer? wie diese Geräte aussehen, welche Funktion sie erfüllen und wo sie sich befinden.

Systemeinheit.

In der ersten Kategorie analysieren wir diese Geräte, oder man nennt sie auch Komponenten, die sich in der Systemeinheit „verstecken“. Sie sind die wichtigsten für seine Arbeit. Übrigens können Sie sofort einen Blick in die Systemeinheit werfen. Es ist nicht schwer. Es reicht aus, die beiden Schrauben an der Rückseite der Systemeinheit zu lösen und die Abdeckung zur Seite zu schieben, und schon sehen wir eine Ansicht der wichtigsten Computergeräte in der Reihenfolge, die wir nun betrachten werden.

Das Motherboard ist eine Leiterplatte, die dazu dient, die Hauptkomponenten eines Computers zu verbinden. Einige davon, beispielsweise ein Prozessor oder eine Grafikkarte, werden direkt auf dem Motherboard selbst in einem dafür vorgesehenen Steckplatz installiert. Und der andere Teil der Komponenten, beispielsweise eine Festplatte oder ein Netzteil, wird über spezielle Kabel mit dem Motherboard verbunden.

Der Prozessor ist ein Mikrochip und gleichzeitig das „Gehirn“ des Computers. Warum? Denn er ist für die Durchführung aller Vorgänge verantwortlich. Je besser der Prozessor ist, desto schneller führt er genau diese Vorgänge aus bzw. desto schneller arbeitet der Computer. Der Prozessor beeinflusst natürlich die Geschwindigkeit des Computers, und zwar sehr stark, aber die Geschwindigkeit des PCs hängt auch von Ihrer Festplatte, Grafikkarte und Ihrem RAM ab. Der leistungsstärkste Prozessor garantiert also keine hohe Geschwindigkeit des Rechners, wenn die restlichen Komponenten veraltet sind.

3. Grafikkarte.

Eine Grafikkarte oder auch Grafikkarte ist für die Anzeige von Bildern auf einem Monitorbildschirm konzipiert. Es ist auch im Motherboard installiert, in einem speziellen PSI-Express-Anschluss. Seltener kann eine Grafikkarte in das Motherboard selbst eingebaut werden, ihre Leistung reicht jedoch meist nur für Büroanwendungen und das Surfen im Internet.

RAM ist so ein rechteckiger Balken, ähnlich einer Kassette aus alten Spielekonsolen. Es ist zur temporären Datenspeicherung gedacht. Es speichert beispielsweise die Zwischenablage. Wir haben einen Teil des Textes auf der Website kopiert und er landete sofort im RAM. Informationen über laufende Programme, den Ruhemodus des Computers und andere temporäre Daten werden im RAM gespeichert. Eine Besonderheit des Arbeitsspeichers besteht darin, dass die darin enthaltenen Daten nach dem Ausschalten des Computers vollständig gelöscht werden.

Im Gegensatz zu RAM ist eine Festplatte für die langfristige Speicherung von Dateien ausgelegt. Auf andere Weise wird es Winchester genannt. Es speichert Daten auf speziellen Platten. Auch SSD-Laufwerke erfreuen sich in den letzten Jahren großer Beliebtheit.

Zu ihren Merkmalen gehört eine hohe Geschwindigkeit, aber es gibt sofort einen Nachteil: Sie sind teuer. Eine 64-GB-SSD-Festplatte kostet Sie genauso viel wie eine 750-GB-Festplatte. Stellen Sie sich vor, wie viel eine SSD für mehrere hundert Gigabyte kosten wird. Wo, woo! Aber seien Sie nicht verärgert, Sie können ein 64-GB-SSD-Laufwerk kaufen und es als Systemlaufwerk verwenden, also Windows darauf installieren. Sie sagen, dass sich die Arbeitsgeschwindigkeit um ein Vielfaches erhöht. Das System startet sehr schnell, Programme fliegen. Ich habe vor, auf eine SSD umzusteigen und meine regulären Dateien auf einer herkömmlichen Festplatte zu speichern.

Für die Arbeit mit Disketten ist ein Diskettenlaufwerk erforderlich. Obwohl es bereits deutlich seltener genutzt wird, schadet es auf Desktop-Rechnern dennoch nicht. Zumindest ein Laufwerk ist für die Installation des Systems nützlich.

6. Kühlsysteme.

Das Kühlsystem besteht aus Lüftern, die die Komponenten kühlen. Normalerweise werden drei oder mehr Kühler installiert. Stellen Sie sicher, dass sich eines am Prozessor, eines an der Grafikkarte und eines am Netzteil befindet, und zwar auf Anfrage. Wenn etwas warm ist, ist es wünschenswert, es abzukühlen. Auch auf Festplatten und im Gehäuse selbst sind Lüfter verbaut. Wenn der Kühler im Gehäuse an der Frontplatte installiert ist, nimmt er Wärme auf und die im hinteren Fach installierten Kühler versorgen das System mit kalter Luft.

Die Soundkarte gibt den Ton über die Lautsprecher aus. Es ist normalerweise in das Motherboard integriert. Aber es kommt vor, dass es entweder kaputt geht und daher separat gekauft wird, oder dass der Standard-PC-Besitzer zunächst mit der Qualität nicht zufrieden ist und er ein anderes Soundsystem kauft. Generell hat auch die Soundkarte das Recht, in dieser Liste der PC-Geräte aufgeführt zu werden.

Damit alle oben genannten Computergeräte funktionieren, ist eine Stromversorgung erforderlich. Es versorgt alle Komponenten mit der nötigen Strommenge.

8. Wohnen

Und um Mainboard, Prozessor, Grafikkarte, RAM, Festplatte, Diskettenlaufwerk, Soundkarte, Netzteil und eventuell noch einige weitere Komponenten irgendwo unterzubringen, brauchen wir ein Gehäuse. Dort ist alles ordentlich installiert, verdreht, angeschlossen und der Alltag beginnt vom Einschalten bis zum Ausschalten. Im Gehäuse bleibt die erforderliche Temperatur erhalten und alles ist vor Beschädigungen geschützt.

Als Ergebnis erhalten wir eine vollwertige Systemeinheit mit allen wichtigen Computergeräten, die für den Betrieb benötigt werden.

Peripheriegeräte.

Nun, um mit der Arbeit am Computer beginnen zu können und nicht auf die „surrende“ Systemeinheit zu schauen, benötigen wir Peripheriegeräte. Hierzu zählen auch die Computerkomponenten, die sich außerhalb der Systemeinheit befinden.

Der Monitor selbst wird benötigt, um zu sehen, womit wir arbeiten. Die Grafikkarte sendet das Bild an den Monitor. Sie werden mit einem VGA- oder HDMI-Kabel miteinander verbunden.

Die Tastatur ist für die Eingabe von Informationen konzipiert, was für eine Arbeit ohne eine vollwertige Tastatur natürlich nicht möglich wäre. Geben Sie Text ein, spielen Sie Spiele, surfen Sie im Internet und überall dort, wo Sie eine Tastatur benötigen.

3. Maus.

Zur Steuerung des Cursors auf dem Bildschirm wird die Maus benötigt. Bewegen Sie es in verschiedene Richtungen, klicken Sie, öffnen Sie Dateien und Ordner, rufen Sie verschiedene Funktionen auf und vieles mehr. Genau wie ohne Tastatur, ohne Maus, nirgendwo.

4. Lautsprecher.

Lautsprecher werden hauptsächlich zum Musikhören, Filmeschauen und Spielen benötigt. Wer sonst verwendet heutzutage Spalten mehr als normale Benutzer reproduzieren sie täglich bei diesen Aufgaben?

Zum Drucken und Scannen von Dokumenten und allem, was im Bereich Drucken benötigt wird, werden ein Drucker und ein Scanner benötigt. Oder MFP, Multifunktionsgerät. Es ist praktisch für alle, die häufig mit diesem Gerät drucken, scannen, Fotokopien erstellen und viele andere Aufgaben erledigen.

In diesem Artikel haben wir nur kurz auf das Wesentliche eingegangen Computergeräte, und in anderen, Links zu denen Sie unten sehen, werden wir uns alle gängigsten Peripheriegeräte sowie Komponenten, die Teil der Systemeinheit sind, also Komponenten, genauer ansehen.

Viel Spaß beim Lesen!

Grundlagen der Informatik

Darstellung und Verarbeitung von Informationen

Information alle Informationen über die Umgebung. Dabei handelt es sich um Informationen über die Eigenschaften und den Zustand der uns umgebenden Objekte, Phänomene und Prozesse, dargestellt in Form von Zahlen, Formeln, Beschreibungen, Zeichnungen, Symbolen, Bildern.

Informatik- eine wissenschaftliche Richtung, die die Gesetze, Methoden und Wege der Sammlung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen mithilfe von Computern und anderen technischen Mitteln untersucht. Gegenstand der Informatik sind Informationstechnologien und deren Anwendung zur Lösung angewandter Probleme. Die ultimative Aufgabe des Einsatzes von Informationstechnologie ist die Vorbereitung und Annahme von Managemententscheidungen.

Zu den wichtigsten technischen Mitteln der automatisierten Informationsverarbeitung zählen elektronische Rechner (Rechner) oder Computer. Bisher gibt es folgende Klassen von Computern: Großcomputer, kleine (Mini-)Computer, Mikrocomputer.

Personalcomputer gehören zur Klasse der Mikrocomputer. Der Zweck eines PCs ist die Verarbeitung von Daten. Darüber hinaus verarbeitet der PC Daten, ohne deren semantischen Inhalt zu berücksichtigen. Für diese Verarbeitung werden ausschließlich mathematische Operationen verwendet. Nur der Mensch kann den semantischen Inhalt von Daten beurteilen.

Der Computer ist ein digitales Gerät, d.h. Alle Informationen, mit denen es arbeitet, werden in digitaler Form präsentiert (sowohl Text, Grafiken als auch Ton). Jede digitale Information wird mit nur zwei Werten kodiert, die üblicherweise Null und Eins genannt werden. Diese kleinste Einheit wird Bit genannt.

Eine Folge von mehreren Bits wird als Byte bezeichnet (1 Byte = 8 Bits). Da jedes Bit nur 2 Werte annehmen kann und es 8 davon in einem Byte gibt, kann jedes Byte bis zu 2 8 annehmen, d. h. 256 Werte.

Um die Arbeit mit einer großen Anzahl von Bytes zu erleichtern, werden diese bedingt in Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, Terabyte zusammengefasst. Die Verhältnisse sind unten dargestellt.

1K Byte = 1024 Byte

1 MByte = 1048576 Bytes = 1024 KB

1 GB Bytes = 1073741824 Bytes = 1048576 K Bytes = 1024 M Bytes

1 T Bytes = 1099511627776 Bytes = 1073741824 K Bytes = 1048576 M Bytes = 1024 G Bytes

So funktioniert der PC

Jeder Computer besteht aus einem Computersystem und Eingabe-Ausgabe-Geräten.

Alle Berechnungen werden vom Mikroprozessor durchgeführt. Mit Hilfe verschiedener Eingabegeräte (Tastatur, Maus, Scanner) können Sie Informationen in den PC eingeben und mit Hilfe von Ausgabegeräten (Monitor, Drucker) werden diese Ihnen angezeigt.

Zum Speichern von Informationen werden zwei Haupttypen von Speicher verwendet: Betriebsspeicher (RAM) und permanenter Speicher (ROM).

Der RAM speichert die aktuellen Daten der Berechnungen, der Prozessor kommuniziert mit diesem Speicher (bei modernen Computern beträgt der RAM mindestens 64 MByte).

Der permanente Speicher dient zum Speichern beliebiger Daten, inkl. Programme.

Wenn ein Programm gestartet wird, wird es aus dem ROM gelesen und in den RAM geladen.

Die Geschwindigkeit des ROM ist viel geringer als die des RAM, hat aber einen großen Vorteil: Wenn der Computer ausgeschaltet ist, bleiben alle Daten im ROM erhalten und der RAM merkt sich ohne Strom nichts. Darüber hinaus erreichen ROM-Größen mehrere zehn GB.

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