Мы давно уже привыкли к персональным компьютерам. Включаем их и работаем, собственно говоря, ни мало не задумываясь над тем, как они устроены и как работают. Все это благодаря тому, что разработчики ПК и программного обеспечения к ним научились создавать надежные продукты, которые не дают нам повода лишний раз задуматься над устройством компьютера или обслуживающих его программ.Тем не менее, вероятно, читателям блога небезынтересно узнать о принципах работы компьютера и программного обеспечения. Этому и будет посвящена серия статей, которые публикуются в рубрике «Как работает ПК». Как работает ПК: часть 1. Обработка информацииКомпьютер изначально был задуман для автоматизации процессов обработки информации. Он устроен соответствующим образом, чтобы иметь все возможности для успешного выполнения своего предназначения.Для того чтобы обрабатывать в компьютере информацию, с ней необходимо делать следующие основные операции:- вводить информацию в компьютер:Эта операция нужна для того, чтобы компьютеру было что обрабатывать. Без возможности ввода информации в компьютер он становится как бы вещью в себе.- хранить введенную информацию в компьютере:Очевидно, что если дать возможность вводить информацию в компьютер, то надо и иметь возможность эту информацию в нем хранить, и затем использовать в процессе обработки.- обрабатывать введенную информацию:Здесь надо понимать, что для обработки введенной информации нужны определенные алгоритмы обработки, иначе ни о какой обработке информации речи быть не может. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные.- хранить обработанную информацию,Так же как и с хранением введенной информации, в компьютере должны храниться результаты его работы, результаты обработки входных данных с тем, чтобы в дальнейшем ими можно было бы воспользоваться.- выводить информацию из компьютера:Эта операция позволяет вывести результаты обработки информации в удобочитаемом для пользователей ПК виде. Понятно, что данная операция дает возможность воспользоваться результатами обработки информации на компьютере, иначе эти результаты обработки так и остались бы внутри компьютера, что сделало бы их получение совершенно бессмысленным.Самое важное умение компьютера – это обработка информации, так как его прелесть как раз и состоит в том, что он может информацию преобразовывать. Все устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие сроки, наиболее быстрым Под обработкой информации на компьютере можно понимать любые действия, которые преобразуют информацию из одного состояния в другое. Соответственно, компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных, со скоростями, доходящими до миллиардов операций в секунду.ПроцессорТребуемые для обработки данные процессор получает (берет) из оперативной памяти – от устройства, предназначенного для временного хранения как входных, так и выходных данных. Там же в оперативной памяти находится и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти, так и записывает обработанные данные в оперативную память.Оперативная память (ОЗУ)Наконец, для ввода и вывода данных к компьютеру подключаются внешние устройства ввода-вывода, которые позволяют вводить информацию, подлежащую обработке, и выводить результаты этой обработки.Внешний винчестер, внешнее DVD-устройство, флешка, клавиатура, мышьПроцессор и оперативная память работают с одинаково большой скоростью. Как уже говорилось выше, скорость обработки информации может составлять многие миллионы и миллиарды операций в секунду. Никакое внешнее устройство ввода и вывода информации не может работать на таких скоростях.Поэтому для их подключения в компьютере предусмотрены специальные контроллеры устройств ввода-вывода. Их задача состоит в том, чтобы согласовать высокие скорости работы процессора и оперативной памяти с относительно низкими скоростями ввода и вывода информации.Эти контроллеры подразделяются на специализированные, к которым могут быть подключены только специальные устройства, и универсальные. Примером специализированного устройства контроллера служит, например, видеокарта, которая предназначена для подключения к компьютеру монитора.ВидеокартаКонтроллеры могут быть и универсальными, в этом случае – это так называемые порты ввода-вывода, К портам ввода-вывода могут подключаться разнообразные устройства (клавиатуры, манипуляторы «мышь», принтеры, сканеры и т.п.).
только в сети с полносвязной топологией для соединения каждой пары компьютеров имеется отдельная линия связи. во всех остальных случаях возникает вопрос о том, как организовать совместное использование линий связи несколькими компьютерами.
в вычислительных сетях используют как индивидуальные линии связи между компьютерами, так и разделяемые, когда одна линия связи попеременно используется несколькими компьютерами.
существуют различные технологии организации сети:
ethernet – (эзернет) – это наиболее популярная сетевая технология, используемая для создания локальных сетей. основной принцип, положенный в основу – случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. в качестве такой среды может использоваться коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны. топология электрических связей –общая шина.
суть метода случайного доступа в следующем – информацию компьютер вначале убеждается, что сеть свободна, потом передает информацию. ее принимают все другие компьютеры. если информация предназначена им (они анализируют адрес назначения), то они ее копируют.
главное достоинство сети ethernet – – достаточно иметь сетевые адаптеры на компьютерах и кусок коаксиального кабеля.
token ring – кольцевая сеть, каждый узел кольца ожидает прибытие пакета информации адресованного ему.
однако в последние годы наметилась тенденция отказа от разделяемых сред передачи данных. это связано с низкой производительностью таких сетей. компьютеры подключаются индивидуальными линиями связи к специальному устройству - коммутатору. следует подчеркнуть, что связи между компьютерами остаются разделяемыми.
в сетях отказ от разделяемых линий связи объясняется техническими причинами: компьютеры могут затратить больше времени на переговоры о том, кому сейчас можно использовать линии связи, чем непосредственно на передачу данных по линии связи.
Как работает ПК: часть 1. Обработка информацииКомпьютер изначально был задуман для автоматизации процессов обработки информации. Он устроен соответствующим образом, чтобы иметь все возможности для успешного выполнения своего предназначения.Для того чтобы обрабатывать в компьютере информацию, с ней необходимо делать следующие основные операции:- вводить информацию в компьютер:Эта операция нужна для того, чтобы компьютеру было что обрабатывать. Без возможности ввода информации в компьютер он становится как бы вещью в себе.- хранить введенную информацию в компьютере:Очевидно, что если дать возможность вводить информацию в компьютер, то надо и иметь возможность эту информацию в нем хранить, и затем использовать в процессе обработки.- обрабатывать введенную информацию:Здесь надо понимать, что для обработки введенной информации нужны определенные алгоритмы обработки, иначе ни о какой обработке информации речи быть не может. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные.- хранить обработанную информацию,Так же как и с хранением введенной информации, в компьютере должны храниться результаты его работы, результаты обработки входных данных с тем, чтобы в дальнейшем ими можно было бы воспользоваться.- выводить информацию из компьютера:Эта операция позволяет вывести результаты обработки информации в удобочитаемом для пользователей ПК виде. Понятно, что данная операция дает возможность воспользоваться результатами обработки информации на компьютере, иначе эти результаты обработки так и остались бы внутри компьютера, что сделало бы их получение совершенно бессмысленным.Самое важное умение компьютера – это обработка информации, так как его прелесть как раз и состоит в том, что он может информацию преобразовывать. Все устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие сроки, наиболее быстрым Под обработкой информации на компьютере можно понимать любые действия, которые преобразуют информацию из одного состояния в другое. Соответственно, компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных, со скоростями, доходящими до миллиардов операций в секунду.ПроцессорТребуемые для обработки данные процессор получает (берет) из оперативной памяти – от устройства, предназначенного для временного хранения как входных, так и выходных данных. Там же в оперативной памяти находится и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти, так и записывает обработанные данные в оперативную память.Оперативная память (ОЗУ)Наконец, для ввода и вывода данных к компьютеру подключаются внешние устройства ввода-вывода, которые позволяют вводить информацию, подлежащую обработке, и выводить результаты этой обработки.Внешний винчестер, внешнее DVD-устройство, флешка, клавиатура, мышьПроцессор и оперативная память работают с одинаково большой скоростью. Как уже говорилось выше, скорость обработки информации может составлять многие миллионы и миллиарды операций в секунду. Никакое внешнее устройство ввода и вывода информации не может работать на таких скоростях.Поэтому для их подключения в компьютере предусмотрены специальные контроллеры устройств ввода-вывода. Их задача состоит в том, чтобы согласовать высокие скорости работы процессора и оперативной памяти с относительно низкими скоростями ввода и вывода информации.Эти контроллеры подразделяются на специализированные, к которым могут быть подключены только специальные устройства, и универсальные. Примером специализированного устройства контроллера служит, например, видеокарта, которая предназначена для подключения к компьютеру монитора.ВидеокартаКонтроллеры могут быть и универсальными, в этом случае – это так называемые порты ввода-вывода, К портам ввода-вывода могут подключаться разнообразные устройства (клавиатуры, манипуляторы «мышь», принтеры, сканеры и т.п.).
только в сети с полносвязной топологией для соединения каждой пары компьютеров имеется отдельная линия связи. во всех остальных случаях возникает вопрос о том, как организовать совместное использование линий связи несколькими компьютерами.
в вычислительных сетях используют как индивидуальные линии связи между компьютерами, так и разделяемые, когда одна линия связи попеременно используется несколькими компьютерами.
существуют различные технологии организации сети:
ethernet – (эзернет) – это наиболее популярная сетевая технология, используемая для создания локальных сетей. основной принцип, положенный в основу – случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. в качестве такой среды может использоваться коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны. топология электрических связей –общая шина.
суть метода случайного доступа в следующем – информацию компьютер вначале убеждается, что сеть свободна, потом передает информацию. ее принимают все другие компьютеры. если информация предназначена им (они анализируют адрес назначения), то они ее копируют.
главное достоинство сети ethernet – – достаточно иметь сетевые адаптеры на компьютерах и кусок коаксиального кабеля.
token ring – кольцевая сеть, каждый узел кольца ожидает прибытие пакета информации адресованного ему.
однако в последние годы наметилась тенденция отказа от разделяемых сред передачи данных. это связано с низкой производительностью таких сетей. компьютеры подключаются индивидуальными линиями связи к специальному устройству - коммутатору. следует подчеркнуть, что связи между компьютерами остаются разделяемыми.
в сетях отказ от разделяемых линий связи объясняется техническими причинами: компьютеры могут затратить больше времени на переговоры о том, кому сейчас можно использовать линии связи, чем непосредственно на передачу данных по линии связи.