Компютър

от wiki.linux-bg.org, свободната енциклопедия

Компютърът е сложна изчислителна машина, състояща се от отделни модули, чието общо предназначение е обработка на информация (данни), представена в цифров (дигитален) вид. Тази обработка се извършва съгласно някакъв алгоритъм, представен в компютъра като програма. Програмата е последователност от инструкции, които водят до решаването на някакъв конкретен проблем или клас от проблеми.

Съдържание

Класификация на компютрите

Класификация според предназначението

Тази класификация е доста неопределена по характер. Това е така, защото непрекъснато се откриват нови приложения на компютрите. Това, което до преди няколко десетилетия е било непосилно за персоналния компютър, днес може да е част от ежедневието на домашния потребител. Затова границите между горните термини е неясна и се променя с времето.

Класификация според технологичното изпълнение

Технологиите за изработка на компютри са се променили много от първоначалното им създаване. Първите компютри са били изцяло механични. През 30-те години на XX век се въвежда използването на релета, а през 40-те Джон Атанасов и Клифърд Бери създават първия електронен компютър. От 60-те досега компютрите са изцяло транзисторни.

Освен тези основни технологии, в развитието на компютрите е имало опити и с други доста екзотични такива. Например, за икономическо моделиране са били изпозвани канали с различни стеснявания, през които тече вода.

Днес се разработват нови технологии, които да увеличат производителността на компютрите. Ето основните от тях:

За класифицирането не е толкова важна технологията на изработка, колкото са например функциите, които изпълнява компютърът. Изключение правят единствено квантовите компютри, тъй като тяхната технология би позволила дотолкова да се увеличи скоростта на обработка на информация, че това ще доведе до качествено нови функции на компютъра.

Приложения

Първите електронни компютри са били много скъпи и големи — с размерите на стая. Това ограничавало тяхната употреба само до научни изчисления, често за военни цели. ЕНИАК например е бил създаден за балистични изчисления, но по-късно е използван за проверка на конструкцията на водородната бомба. Това изчисление, проведено от 15 декември 1945 до януари 1946, включило над един милион перфокарти с данни, и показало, че водородната им бомба не би работила както трябва. (Много от съвременните суперкомпютри също се използват за симулации, включващи ядрени оръжия.) Британският Colossus пък е използван за разбиване на вражеските кодове през Втората световна война.

С развитието на универсалните компютри приложенията им стават практически неизчерпаеми. Основната им функция си остава обработката на данни, но тя придобива много мащабни размери — особено след създаването на глобалната мрежа Интернет. Информацията става все по-важна част от живота на хората, а с това и самите компютри. Развитието на комуникациите и натрупването на огромни количества информация довежда до необходимостта тя да се систематизира. Самият проект Уикипедия например има за цел да систематизира знанията на човечеството на едно място.

Устройство на компютъра

Почти всички съвременни компютри са изградени съгласно архитектурата, описана от Джон фон Нюман. Според нея компютърът се състои от три основни блока: процесор, памет и входно-изходни устройства. Тези части са свързани помежду си чрез информационни шини.

Следва кратко описание на основни съставни части на един съвременен персонален компютър:

Процесор

Сърцето на компютъра е процесорът, наричан още Централно процесорно устройство, ЦПУ (Central Processing Unit, CPU). Той управлява работата на всички останали устройства и изпълнява самата програма (намираща се в паметта на компютъра). Състои се от аритметично-логическо устройство (АЛУ) и управляващо устройство. АЛУ изпълнява целочислените (събиране, изваждане и т.н.), логическите (И, ИЛИ, НЕ) и сравнителните операции.

Управляващото устройство следи къде се намира следващата за изпълнение инструкция в паметта и се грижи разултатът от изпълнението на инструкцията да бъде записан в паметта, ако това е посочено в програмата.

Оперативна памет

Оперативната памет (за по-кратко — памет или RAM) е последователност от номерирани клетки с еднаква големина, съдържащи информация. Тази информация може да е инструкция, която процесорът трябва да изпълни, или данни, които трябва да се обработят. Всяка клетка има адрес, чрез който програмата се обръща към необходимото място в паметта. Оперативната памет също така бива наричана памет от 1-во ниво, според отдалечеността от процесора.

Най-близка до процесора и най-често вградена в него е малка по-размер памет наречена кеш (процесорен кеш). Времето за достъп до тази памет е най-малко. Кеша най-често е разделен на две части - за данни и инструкции. Процесорът зарежда на база евристични алгоритми, части от оперативната памет, наречени линий, в кеша си за да ускори изчислителния процес. Поради факта, че оперативната памет работи на скорост, която е в пъти по-малка от тази на процесора, когато последният трябва да достъпи ОП се налага да чака, което е продиктувало създаването на процесорния кеш. Процесорният кеш за разлика от ОП не може да бъде директно адресиран от програмиста.

Оперативната памет се различава от външната памет по това, че в нея се съхраняват активните програми, т.е. тези, които се изпълняват в момента от процесора. Чрез техника, наречена суопинг (swapping), външната памет (обикновено твърд диск) може да се използва като оперативна. Външната памет под формата на твърд диск се нарича обикновено памет от 2-ро ниво.

Съществува и понятието памет от 3-то ниво, която се използва при компютри с големи изисквания за количеството на съхранените данни. Такива системи за библиотеките от ленти, които могат да запазват огромно количество информация, но времето за достъп е огромно, защото самата лента, трябва да бъде поставена в четящото устройство от автомат, като бъде преместена от мястото където се съхранява.

Периферни устройства

Периферните устройства увеличават функционалността на компютъра. Повечето от тях улесняват и разширяват връзката им с околния свят, в частност с човека.

Основните от тях са:

Монитор

Мониторът е устройство за извеждане на информация от компютъра към потребителя. Самият монитор е управляван от видеокартата и визуализира подадената информация.

Клавиатура и мишка

Клавиатурата и мишката са периферни устройства, които служат за подаване на информация към компютъра.

Пълен списък на съществуващите периферни устройства е посочен в статията за периферни устройства.

Външни препратки

Лични инструменти