Як працює комп’ютер

Переважна більшість користувачів комп’ютерів навіть не замислюється про те, як він працює. Звичайно, зовсім не обов’язково знати всі технічні аспекти ПК, однак варто розбиратися в основних принципах роботи пристроїв.

Будь персональний комп’ютер ділиться на дві складові: апаратна і програмна.

До програмної частини відноситься все, що встановлено на комп’ютері і використовується для комфортної роботи з ним. Це операційна система (ОС), драйвера і програмне забезпечення. За допомогою ОС і її зручного інтерфейсу проводиться взаємодія між апаратною частиною і користувачем. Драйвера необхідні для належного функціонування підключених пристроїв, таких як відеокарта, материнська плата і т.п. 

апаратна частина має на увазі все реальні пристрої, які підключені в одну систему. Сюди входить монітор, системний блок і його нутрощі, а також допоміжні компоненти: навушники, колонки, миша, клавіатура, принтер і т.д. 

Якщо розбиратися в темі поверхнево, то можна сказати, що принцип роботи ПК полягає у взаємодії між апаратної і програмної частиною за допомогою звичних для користувача інструментів. Однак за цим стоїть безліч самостійних систем, що представляють загальну картину.

програмний принцип 

Як говорилося раніше, програмна частина комп’ютера має на увазі різне програмне забезпечення, яке володіє певними функціями і встановлюється на комп’ютер для їх виконання. 

Всього можна виділити 3 види програмного забезпечення: системне, прикладне та системи для програмування. Кожну з них варто розглянути окремо. 

Системне програмне забезпечення є найважливішим в роботі комп’ютера і без нього вона неможлива. Головними представниками цієї категорії є операційні системи, які згадувалися раніше. З їх допомогою вибудовується так званий “діалог комп’ютера з користувачем”, відбувається управління пристроями і робота з файлами. Крім цього, сюди входять різні утиліти і драйвера. 

Прикладна частина має на увазі програми, які призначені для виконання будь-яких конкретних завдань. Наприклад, це можуть бути текстові редактори, браузери, відеоігри і т.п. Прикладне ПО ділиться на ПО загального призначення і спеціальне програмне забезпечення. До останнього відносяться математичні, бухгалтерські та експертні пакети. Загальне призначення має на увазі всі інші програми. 

Залишається лише одна категорія ПО – системи програмування. Тут все гранично просто. Сюди входять різні середовища розробки, які дозволяють створювати нові програми на мовах програмування. Це мови програмування, системи трансляції та сервісні засоби.

апаратний принцип 

Деякі недосвідчені користувачі вважають, що найбільш важливими в комп’ютері є процесор і оперативна пам’ять. Однак однаково важливі практично всі компоненти системного блоку. При відсутності хоча б одного з них робота ПК буде неможлива. 

Головним компонентом є материнська плата. До неї підключаються всі інші пристрої: процесор, система охолодження (кулер або інша), оперативна пам’ять, жорсткий диск, блок живлення. Без цих пристроїв комп’ютер неможливо буде навіть включити. Також можна підключити відеокарту, дисководи, додаткові вентилятори для охолодження і мережевий модуль. 

Варто відзначити відмінності між оперативної та довготривалої пам’яті. Остання зберігається на жорсткому диску до тих пір, поки користувач самостійно не видалить її. Оперативна ж пам’ять використовується тільки під час роботи комп’ютера і зберігає в собі дані, які необхідні користувачу в даний момент. Після виключення ПК ця пам’ять повністю очищається. 

Існує можливість активувати режим глибокого сну. У цей момент всі дані з оперативної пам’яті переносяться в довготривалу. Це дозволяє набагато швидше включити комп’ютер, оскільки не потрібно завантажувати все знову.

Включення всієї системи 

Багато хто помічав характерний “писк” відразу після включення персонального комп’ютера. Цей звук сповіщає користувача про те, що всі апаратні пристрої комп’ютера підключені і працюють в штатному режимі. 

Таким чином, коли користувач натискає на кнопку “Power”, використовується живлення на мікросхему материнської плати, яка максимально оперативно тестує всі підключені модулі. В першу чергу, відбувається перевірка працездатності відеокарти. Після цього перевіряється процесор, жорсткий диск, оперативна пам’ять і інші пристрої. 

В BIOS можна вибрати підходящий варіант завантаження системи. Тут виставляється порядок носіїв, які будуть по черзі перевірятися на наявність завантажувального запису, яка необхідна для запуску операційної системи. OS Windows може бути встановлена ​​на знімний диск, жорсткий диск і навіть на USB-флешку. 

Після цього почнеться завантаження операційної системи. Досистемно завантажувач, який реалізований на апаратному рівні, передає дані до завантажувач 1 і 2 рівня. Після цього відбувається ініціалізація ядра системи, яке повинно бути записано на завантажувальному носії. Якщо ядро, не знайдено, то ОС не запуститься. Інакше, ядро ​​завантажується і управління всіма процесами ПК передається в руки операційної системи і користувача. 

Операційна система повністю запущена і функціонує. Тепер починається використання встановленого програмного забезпечення. В першу чергу, за це відповідає центральний процесор і оперативна пам’ять. Також задіюються драйвера пристроїв, які використовуються програмою. 

При запуску виконуваного файлу через ядро ​​системи в оперативну пам’ять переносяться супутні компоненти з ПЗУ. Це можуть бути динамічні бібліотеки, які обробляються для роботи програми. Чим вище кількість оперативної пам’яті, тим більше компонентів можна завантажити в неї. Тим самим збільшується швидкість їх обробки і, як наслідок, швидкість роботи всього комп’ютера і програм. 

Після обробки компонентів в оперативній пам’яті система отримує певні команди взаємодії, які виконує центральний процесор. Після виключення програми всі дані вивантажуються з оперативної пам’яті, однак бувають і винятки. 

Деякі додатки запрограмовані таким чином, що вони постійно перебувають в оперативній пам’яті. В такому випадку, при необхідності їх потрібно вимикати автоматично. Наприклад, сюди входять різні служби Windows, які запускаються автоматично. 

Це лише поверхневий розбір принципу роботи персональних комп’ютерів. Насправді, за цим ховається величезна кількість різних систем, в яких не так легко розібратися звичайному користувачеві. Однак в цьому і немає необхідності.

Ссылка на основную публикацию