Como funcionam os computadores

Volumes podem ser escritos sobre a metodologia de trabalho de um computador, e cada componente terá de ser tratada como um assunto diferente. Mas vou tentar fazer o meu melhor para dar uma visão simples e lógico sobre o funcionamento dessas máquinas. Aqui, eu suponho que você tem um acesso a um computador e está ciente de que um monitor, mouse e um teclado faz.

Os computadores que usamos tem principalmente dois componentes importantes, o hardware eo software. O hardware consiste na placa-mãe (com o processador integrado nela), os discos rígidos, a RAM e muitos outros dispositivos periféricos como CD-ROMs, unidades de disquetes, etc O componente mais importante da parte do software no entanto, é o software de sistema, isto é, o sistema operativo. Software de aplicação de vários outros, como o pacote mais comum do Microsoft Office, executado no software do sistema.

Vamos agora começar com o básico. Quando ligar o computador, o processador executa as rotinas de BIOS armazenados na memória ROM (Read Only Memory). Durante sua execução, todos os dispositivos periféricos conectados ao computador são verificados, o sistema operacional é carregado e várias outras operações são iniciadas. Em suma, o computador vem à vida. Se você estiver usando um sistema operacional Linux, você pode selecionar manualmente os componentes e softwares que você deseja para a sessão especial, durante o processo de inicialização.

Agora vamos chegar à parte de execução. Quando você clicar duas vezes em um ícone para selecionar um software, você está enviando uma instrução para o CPU. A CPU responde por meio da execução de uma série de outras instruções que são necessários para iniciar o programa. O software é carregado a partir do disco rígido para a memória RAM. Memórias cache, que não têm muito espaço, também realizar nas instruções e proporcionar um acesso mais rápido para a CPU. Instruções, bem como os dados são armazenados na memória do computador, em bits de 0 e 1 de. Todas estas instruções são executadas pelo processador eo processador tem um acesso mais rápido à memória cache. Em geral, um processador pode acessar os principais dispositivos de armazenamento, como a memória cache ea memória RAM diretamente, mas não tem acesso direto aos dispositivos de armazenamento secundário, como o disco rígido. Os dados que ele armazena ou recupera de ou para o disco rígido é feita através da RAM.

Quando fazemos um único clique em um ícone em um computador, número 'n' de instruções são executadas. Então você deve estar se perguntando, como a execução de todas essas instruções ocorrem em uma taxa tão rápida? Lembre-se, quando você comprou o seu computador, o vendedor deve ter-lhe dado os detalhes como a velocidade do processador. É, normalmente, em GHz. Então o que é que isso significa que? Bem, cada processador funciona em sincronismo com o ciclo de relógio. Por ciclo de clock, eu quero dizer uma forma de onda (considere forma de onda quadrada) que continua a pulsar. Cada instrução é executada com a ascensão e queda do ciclo de clock. Algumas instruções podem demorar mais do que um ciclo de relógio para a sua execução. Agora, o que é referido como a velocidade do processador, é a frequência do ciclo do relógio, ou seja, o n. de ciclos de relógio que é produzido pelo processador em um segundo. Um processador com uma velocidade de 1,7 GHz pode produzir 1,7 x 109 ciclos de relógio em um segundo. Agora, se uma instrução é executada com a ascensão e queda do ciclo de clock em seguida, considerar o número de instruções que podem ser executadas em um segundo. Sim, você está certo, que é uma figura muito grande.

Muitas vezes, acontece frequentemente que, quando se iniciar a execução de muitos softwares ao mesmo tempo, o computador trava. A razão é a RAM. A memória RAM tem uma certa capacidade de armazenamento, mas é muito menos do que a capacidade de armazenamento do disco rígido. Cada programa que é executado tem uma certa porção da RAM e a execução de software muitos ou software de grande porte, dá origem a uma condição em que a memória RAM não pode manter os dados mais. Ele pode ter nenhum lugar para executar as instruções dadas pelo CPU. Em tais casos, o processo pode levar algum espaço livre no disco rígido, mas, novamente, o processador não pode acessar o disco rígido diretamente. O resultado é que o computador trava.

A próxima coisa importante, que provavelmente já atingiu sua mente, é que a forma como a informação pode ser armazenada na forma de 0s e 1s. A memória do computador vem em múltiplos de bytes. Um 0 ou 1 faz um pouco. 8 bits fazer um byte, 1024 bytes fazer um byte quilo, 1024 bytes quilo fazer uma Mega Byte e 1024 Mega Bytes fazer uma Giga Byte. Material agitado, não?

Então, se você tem 120 Giga Bytes de espaço no disco rígido, você pode armazenar um total de '120 x 1024 x 1024 x 1024 x 8 'bits de dados. Que é de novo, um número muito grande. Agora, os discos rígidos e chips de computador contêm milhões de transistores. Um transistor no estado desligado, é designado como um bit 0 e no estado em é designado como 1. Cada carácter de símbolo, ou instrução tem um padrão específico de bits e é armazenado sob essa forma, no disco rígido. Isto significa que o armazenamento de um único carácter, numa localização particular no disco rígido, significa ligar e desligar, um lote de cada um dos transistores e isto é feito com uma instrução que é executado pelo CPU.

O design do hardware e software para esses processos é realmente uma tarefa complexa. Aqui, eu só tratou da execução e armazenamento de dados e as instruções em um computador, mas a compreensão do trabalho inteiro de cada um dos componentes, provavelmente, levar uma vida inteira....