Большинство из нас пользуется компьютером каждый божий день, но мало кто знает о внутренней работе этой жизненно важной части нашей жизни.
Слово компьютер относится к объекту, который может принимать некоторый ввод и производить некоторый вывод. Фактически, человеческий мозг представляет собой сложный компьютер, и с каждым годом ученые все больше узнают о том, как он работает. Однако чаще всего мы используем слово компьютер для описания электронного устройства, содержащего микропроцессор.
Микропроцессор - это небольшое электронное устройство, которое может выполнять сложные вычисления в мгновение ока. Вы можете найти микропроцессоры во многих устройствах, которыми вы пользуетесь каждый день, таких как автомобили, холодильники и телевизоры. Самым известным устройством с микропроцессором является персональный компьютер или ПК. Фактически, понятие компьютера стало почти синонимом термина ПК.
Когда вы слышите «ПК», вы, вероятно, представляете себе закрытое устройство с подключенным видеоэкраном, клавиатурой и каким-либо указывающим устройством, например, мышью или сенсорной панелью. Вы также можете представить себе различные формы ПК, такие как настольные компьютеры, башни и ноутбуки. Термин «ПК» ассоциируется с определенными брендами, такими как процессоры Intel или операционные системы Microsoft. Однако в этой статье мы определяем ПК как более общее вычислительное устройство со следующими характеристиками:
Хотя Altair 8800 был первым настоящим персональным компьютером, выпуск Apple II через пару лет ознаменовал начало использования ПК в качестве популярного бытового устройства. Apple II от изобретателей Стива Джобса и Стива Возняка доказал, что есть спрос на компьютеры в домах и школах. Вскоре после этого на рынок ПК вышли давно существующие компьютерные компании, такие как IBM и Texas Instruments, и в игру вступили новые бренды, такие как Commodore и Atari.
В этой статье мы заглянем внутрь ПК, чтобы узнать о его частях и о том, что они делают. Мы также рассмотрим базовое программное обеспечение, используемое для загрузки и запуска ПК. Затем мы рассмотрим мобильные ПК и рассмотрим будущее компьютерных технологий.
Содержание
Корпус - если вы используете ноутбук, в корпусе компьютера есть клавиатура и экран. Для настольных ПК корпус обычно представляет собой коробку с подсветкой, вентиляционными отверстиями и местами для подключения кабелей. Размер корпуса может варьироваться от небольших настольных до высоких башен. Более крупный корпус не всегда означает более мощный компьютер; важно то, что внутри. Сборщики ПК проектируют или выбирают корпус в зависимости от типа материнской платы, которая должна поместиться внутри.
Материнская плата - основная печатная плата внутри вашего ПК является его материнской платой. Все компоненты, внутри и снаружи, так или иначе подключаются через материнскую плату. Остальные компоненты, перечисленные на этой странице, являются съемными и, следовательно, заменяемыми без замены материнской платы. Однако несколько важных компонентов прикреплены непосредственно к материнской плате. К ним относятся дополнительный металлооксидный полупроводник (CMOS), в котором хранится некоторая информация, например системные часы, когда компьютер выключен. Материнские платы бывают разных размеров и стандартов, наиболее распространенными на момент написания этой статьи являются ATX и MicroATX. Исходя из этого, материнские платы различаются по типу съемных компонентов, для работы с которыми они предназначены, и по тем портам, которые доступны для подключения внешних устройств.
Источник питания - кроме CMOS, который питается от сменной батареи CMOS на материнской плате, каждый компонент вашего ПК зависит от его источника питания. Блок питания подключается к источнику питания определенного типа, будь то батарея в случае мобильных компьютеров или розетка в случае настольных ПК. В настольном ПК вы можете увидеть блок питания, установленный внутри корпуса, с разъемом для кабеля питания снаружи и несколькими подключенными кабелями внутри. Некоторые из этих кабелей подключаются непосредственно к материнской плате, а другие подключаются к другим компонентам, таким как диски и вентиляторы.
Центральный процессор (ЦП) - ЦП, часто называемый просто процессором, представляет собой компонент, содержащий микропроцессор. Этот микропроцессор является сердцем всех операций ПК, а производительность как аппаратного, так и программного обеспечения зависит от производительности процессора. Intel и AMD являются крупнейшими производителями процессоров для ПК, хотя вы также найдете другие на рынке. Две распространенные архитектуры ЦП - 32-битная и 64-битная, и вы обнаружите, что определенное программное обеспечение полагается на это различие архитектуры.
Оперативная память (RAM). Даже самому быстрому процессору нужен буфер для хранения информации во время ее обработки. RAM является процессор как столешница является поваром: он служит местом , где ингредиенты и инструменты , вы работаете с ожиданием , пока вам нужно подобрать и использовать их. Для быстрого ПК необходимы и быстрый процессор, и большой объем оперативной памяти. Каждый компьютер имеет максимальный объем ОЗУ, который он может обрабатывать, а слоты на материнской плате указывают тип ОЗУ, который требуется ПК.
Диски . Диск - это устройство, предназначенное для хранения данных, когда оно не используется. На жестком диске или твердотельном накопителе хранится операционная система и программное обеспечение ПК, которые мы рассмотрим более подробно позже. В эту категорию также входят оптические приводы, используемые для чтения и записи CD, DVD и Blu-ray. Накопитель подключается к материнской плате в зависимости от типа используемой технологии контроллера накопителя, включая старый стандарт IDE и новый стандарт SATA.
Устройства охлаждения - чем больше компьютер обрабатывает, тем больше тепла он выделяет. ЦП и другие компоненты могут выдерживать определенное количество тепла. Однако, если ПК не охлаждается должным образом, он может перегреться, что приведет к дорогостоящему повреждению его компонентов и схем. Вентиляторы - это наиболее распространенное устройство, используемое для охлаждения ПК. Кроме того, процессор покрыт металлическим блоком, называемым радиатором, который отводит тепло от процессора. Некоторые серьезные пользователи компьютеров, например геймеры, иногда имеют более дорогие решения для управления теплом, например системы с водяным охлаждением, предназначенные для удовлетворения более высоких требований к охлаждению.
Кабели - Все компоненты, о которых мы говорили до сих пор, соединяются с помощью некоторой комбинации кабелей. Эти кабели предназначены для передачи данных, питания или того и другого. Компьютеры должны быть сконструированы таким образом, чтобы кабели аккуратно складывались внутри корпуса и не перекрывали поток воздуха по нему.
ПК обычно намного больше, чем эти основные компоненты. Далее мы рассмотрим порты и периферийные устройства, которые позволяют вам взаимодействовать с компьютером, и то, как вы можете добавить еще больше компонентов, используя слоты расширения.
В идеале на вашем компьютере должно быть достаточно портов, чтобы вам не пришлось перемешивать все аксессуары вместе. Если вы столкнетесь с подобной проблемой, подумайте, нужны ли вам все эти периферийные устройства.
Основные компоненты, которые мы рассмотрели до сих пор, составляют центральную вычислительную мощность ПК. Однако ПК необходимы дополнительные компоненты для взаимодействия с пользователями и другими компьютерами. Следующие компоненты ПК делают это возможным:
Графические компоненты. Некоторые материнские платы имеют встроенную графику, а другие включают так называемый слот расширения, в который можно вставить отдельную видеокарту. В обоих случаях видеокомпоненты на ПК обрабатывают некоторые сложные графические данные, поступающие на экран, снимая часть нагрузки с вашего процессора. Материнская плата принимает видеокарты на основе определенного интерфейса, такого как старый стандарт AGP или один из новых стандартов PCI.
Порты - слово порт часто используется для обозначения места на внешней стороне вашего ПК, куда вы можете подключить кабель. Опишите порт по его использованию, например порт USB или порт Ethernet. (Обратите внимание, что слово «порт» также используется для описания программного соединения, когда две части оборудования пытаются установить связь.) Многие порты прикреплены непосредственно к материнской плате. Некоторые из портов, которые вы найдете на ПК, включают следующее:
Слоты расширения. Иногда вам может понадобиться добавить к ПК компоненты, у которых нет выделенного слота где-нибудь на материнской плате. Вот почему на материнской плате будет ряд слотов расширения. Съемные компоненты, предназначенные для установки в слоты расширения, называются картами, вероятно, из-за их плоской структуры, напоминающей карты. Используя слоты расширения, вы можете добавить дополнительные видеокарты, сетевые карты, порты для принтеров, ТВ-приемники и многие другие пользовательские дополнения. Карта должна соответствовать типу слота расширения, будь то устаревший тип ISA / EISA или более распространенные типы PCI , PCI-X или PCI Express.
Теперь, когда мы рассмотрели части ПК, давайте нажмем кнопку питания и посмотрим, что заставляет его загружаться.
BIOS является программное обеспечение хранится на чипе флэш - памяти. В ПК BIOS встроен в материнскую плату. Иногда производитель ПК выпускает обновление для BIOS, и вы можете внимательно следовать инструкциям по «прошивке BIOS» с помощью обновленного программного обеспечения.
Помимо управления процессом загрузки, BIOS предоставляет интерфейс базовой конфигурации для аппаратных компонентов ПК. В этом интерфейсе вы можете настроить такие вещи, как порядок чтения дисков во время загрузки и скорость, с которой процессор должен работать. Обратитесь к документации вашего ПК, чтобы узнать, как войти в его интерфейс BIOS. Эта информация также часто отображается при первой загрузке компьютера с сообщением, например, «Нажмите DEL, чтобы войти в меню настройки».
Ниже приводится краткое описание процесса загрузки на ПК:
Microsoft Windows продолжает оставаться самой популярной операционной системой в мире.
После загрузки ПК вы можете управлять им через операционную систему, или для краткости ОС. На момент написания этой статьи на большинстве ПК, не принадлежащих Apple, установлена версия Microsoft Windows или дистрибутив Linux. Эти операционные системы предназначены для работы на различном оборудовании ПК, тогда как Mac OS X разработана в первую очередь для оборудования Apple.
Операционная система отвечает за несколько задач. Эти задачи делятся на следующие широкие категории:
Теперь давайте посмотрим на будущее ПК в целом и на то, как производители ПК преодолевают проблемы портативности мобильных компьютеров.
Кремниевые микропроцессоры были сердцем компьютерного мира с 1950-х годов. За это время производители микропроцессоров втиснули в микропроцессоры больше транзисторов и усовершенствований. В 1965 году основатель Intel Гордон Мур предсказал, что микропроцессоры будут удваиваться по сложности каждые два года. С тех пор эта сложность удваивалась каждые 18 месяцев, и отраслевые эксперты окрестили предсказание законом Мура. Многие эксперты предсказывают, что закон Мура скоро перестанет действовать из-за физических ограничений кремниевых микропроцессоров.
Однако на момент написания этой статьи емкость транзисторов процессоров продолжает расти. Это связано с тем, что производители микросхем постоянно находят новые способы протравить транзисторы на кремнии. Крошечные транзисторы теперь измеряются в нанометрах, что составляет одну миллиардную часть метра. Сами атомы имеют размер примерно 0,5 нм, и самые современные процессы производства микропроцессоров позволяют производить транзисторы размером 45 или 32 нм. Чем меньше это число, тем больше транзисторов поместится на микросхеме и, следовательно, тем больше будет вычислительная мощность микросхемы. По состоянию на май 2011 года Intel работала над 22-нм производственным процессом под кодовым названием Ivy Bridge, в котором используются транзисторы с энергосберегающей конструкцией под названием Tri-Gate.
Так что же произойдет, когда мы дойдем до конца закона Мура? Новые средства обработки данных могут гарантировать продолжение прогресса. Потенциальные преемники - это те, которые оказываются более мощным средством выполнения основных вычислительных функций процессора. Кремниевые микропроцессоры полагались на традиционный транзистор с двумя состояниями более 50 лет, но такие изобретения, как квантовые компьютеры, меняют правила игры.
Квантовые компьютеры не ограничиваются двумя состояниями: 1 или 0. Они кодируют информацию как квантовые биты или кубиты. Кубит может иметь значение 1 или 0, или он может существовать в суперпозиции, которая одновременно равна 1 и 0 или где-то посередине. Кубиты представляют собой атомы, которые работают вместе и служат как памятью компьютера, так и микропроцессором. Поскольку квантовый компьютер может содержать эти несколько состояний одновременно, он может быть в миллионы раз мощнее самых мощных современных суперкомпьютеров. Технология квантовых вычислений все еще находится на начальной стадии, но ученые уже доказывают эту концепцию реальными, измеримыми результатами. Обязательно ознакомьтесь с темой «Как работают квантовые компьютеры» , чтобы узнать больше об этом удивительном открытии.
Время покажет, дойдет ли когда-нибудь мощность квантовых компьютеров до среднего ПК. Между тем, вы можете носить с собой большую вычислительную мощность благодаря мобильным ПК, о которых мы поговорим позже.
Мобильные вычислительные устройства будут продолжать занимать все более заметное место на рынке ПК.
Еще до появления ПК производители компьютеров разрабатывали портативные компьютеры. Концепт ноутбука был запущен в производство в 1986 году благодаря 12-фунтовой модели IBM PC Convertible. С тех пор портативные компьютеры стали меньше и легче, а их вычислительная мощность повысилась по сравнению с настольными ПК.
Сегодня компьютерная индустрия признает другие классы мобильных компьютеров. Один класс, ноутбук, стал почти синонимом портативного компьютера. Первоначально этот термин использовался для обозначения меньшего и более легкого родственника ноутбука. Другой класс - нетбуки - даже меньше, чем ноутбуки, но при этом дешевле и менее мощен. Классификация, вероятно, названа в честь ее целевой аудитории: тех, кому нужен очень простой интерфейс для использования Интернета.
Мобильные вычисления идут даже дальше, чем ноутбуки и нетбуки. Многие смартфоны и планшеты обладают такой же вычислительной мощностью, что и ноутбуки, упакованные в более мелкие корпуса. Ключевые отличия заключаются в меньшем размере и разрешении экрана, меньшем количестве внешних портов, возможностях сотового телефона и технологии сенсорного экрана в дополнение к клавиатуре или вместо нее.
Что касается программного обеспечения, операционные системы ПК также улучшают портативность. Например, Google Chrome OS сводит к минимуму потребность в пространстве на жестком диске, полагаясь на доступ к веб-приложениям и облачному хранилищу. Это означает, что нетбук, в котором установлен твердотельный накопитель на 64 ГБ, потенциально может быть так же полезен, как и ноутбук с дисковым накопителем на 500 ГБ. Естественно, что большие приложения, не поддерживающие Интернет, являются исключением из этого преимущества экономии места.
В этой статье мы рассмотрели, как работает ПК и как развиваются компьютерные технологии. Одно можно сказать наверняка: ПК будет развиваться. Будет быстрее. У него будет больше возможностей. И это останется неотъемлемой частью нашей жизни.
Слово компьютер относится к объекту, который может принимать некоторый ввод и производить некоторый вывод. Фактически, человеческий мозг представляет собой сложный компьютер, и с каждым годом ученые все больше узнают о том, как он работает. Однако чаще всего мы используем слово компьютер для описания электронного устройства, содержащего микропроцессор.
Микропроцессор - это небольшое электронное устройство, которое может выполнять сложные вычисления в мгновение ока. Вы можете найти микропроцессоры во многих устройствах, которыми вы пользуетесь каждый день, таких как автомобили, холодильники и телевизоры. Самым известным устройством с микропроцессором является персональный компьютер или ПК. Фактически, понятие компьютера стало почти синонимом термина ПК.
Когда вы слышите «ПК», вы, вероятно, представляете себе закрытое устройство с подключенным видеоэкраном, клавиатурой и каким-либо указывающим устройством, например, мышью или сенсорной панелью. Вы также можете представить себе различные формы ПК, такие как настольные компьютеры, башни и ноутбуки. Термин «ПК» ассоциируется с определенными брендами, такими как процессоры Intel или операционные системы Microsoft. Однако в этой статье мы определяем ПК как более общее вычислительное устройство со следующими характеристиками:
- предназначен для использования одним человеком за раз
- запускает операционную систему для взаимодействия между пользователем и микропроцессором
- имеет некоторые общие внутренние компоненты, описанные в этой статье, такие как ЦП и ОЗУ.
- запускает программные приложения, предназначенные для конкретной работы или игр
- позволяет добавлять и удалять оборудование или программное обеспечение по мере необходимости
Хотя Altair 8800 был первым настоящим персональным компьютером, выпуск Apple II через пару лет ознаменовал начало использования ПК в качестве популярного бытового устройства. Apple II от изобретателей Стива Джобса и Стива Возняка доказал, что есть спрос на компьютеры в домах и школах. Вскоре после этого на рынок ПК вышли давно существующие компьютерные компании, такие как IBM и Texas Instruments, и в игру вступили новые бренды, такие как Commodore и Atari.
В этой статье мы заглянем внутрь ПК, чтобы узнать о его частях и о том, что они делают. Мы также рассмотрим базовое программное обеспечение, используемое для загрузки и запуска ПК. Затем мы рассмотрим мобильные ПК и рассмотрим будущее компьютерных технологий.
Содержание
- Основные компоненты ПК
- Порты, периферийные устройства и слоты расширения
- Включение ПК
- Операционные системы ПК
- Будущее ПК
- Портативные персональные компьютеры
Основные компоненты ПК
Чтобы увидеть, как работает ПК, давайте начнем с частей, которые составляют машину. Ниже приведены общие для ПК компоненты в том порядке, в котором они обычно собираются:Корпус - если вы используете ноутбук, в корпусе компьютера есть клавиатура и экран. Для настольных ПК корпус обычно представляет собой коробку с подсветкой, вентиляционными отверстиями и местами для подключения кабелей. Размер корпуса может варьироваться от небольших настольных до высоких башен. Более крупный корпус не всегда означает более мощный компьютер; важно то, что внутри. Сборщики ПК проектируют или выбирают корпус в зависимости от типа материнской платы, которая должна поместиться внутри.
Материнская плата - основная печатная плата внутри вашего ПК является его материнской платой. Все компоненты, внутри и снаружи, так или иначе подключаются через материнскую плату. Остальные компоненты, перечисленные на этой странице, являются съемными и, следовательно, заменяемыми без замены материнской платы. Однако несколько важных компонентов прикреплены непосредственно к материнской плате. К ним относятся дополнительный металлооксидный полупроводник (CMOS), в котором хранится некоторая информация, например системные часы, когда компьютер выключен. Материнские платы бывают разных размеров и стандартов, наиболее распространенными на момент написания этой статьи являются ATX и MicroATX. Исходя из этого, материнские платы различаются по типу съемных компонентов, для работы с которыми они предназначены, и по тем портам, которые доступны для подключения внешних устройств.
Источник питания - кроме CMOS, который питается от сменной батареи CMOS на материнской плате, каждый компонент вашего ПК зависит от его источника питания. Блок питания подключается к источнику питания определенного типа, будь то батарея в случае мобильных компьютеров или розетка в случае настольных ПК. В настольном ПК вы можете увидеть блок питания, установленный внутри корпуса, с разъемом для кабеля питания снаружи и несколькими подключенными кабелями внутри. Некоторые из этих кабелей подключаются непосредственно к материнской плате, а другие подключаются к другим компонентам, таким как диски и вентиляторы.
Центральный процессор (ЦП) - ЦП, часто называемый просто процессором, представляет собой компонент, содержащий микропроцессор. Этот микропроцессор является сердцем всех операций ПК, а производительность как аппаратного, так и программного обеспечения зависит от производительности процессора. Intel и AMD являются крупнейшими производителями процессоров для ПК, хотя вы также найдете другие на рынке. Две распространенные архитектуры ЦП - 32-битная и 64-битная, и вы обнаружите, что определенное программное обеспечение полагается на это различие архитектуры.
Оперативная память (RAM). Даже самому быстрому процессору нужен буфер для хранения информации во время ее обработки. RAM является процессор как столешница является поваром: он служит местом , где ингредиенты и инструменты , вы работаете с ожиданием , пока вам нужно подобрать и использовать их. Для быстрого ПК необходимы и быстрый процессор, и большой объем оперативной памяти. Каждый компьютер имеет максимальный объем ОЗУ, который он может обрабатывать, а слоты на материнской плате указывают тип ОЗУ, который требуется ПК.
Диски . Диск - это устройство, предназначенное для хранения данных, когда оно не используется. На жестком диске или твердотельном накопителе хранится операционная система и программное обеспечение ПК, которые мы рассмотрим более подробно позже. В эту категорию также входят оптические приводы, используемые для чтения и записи CD, DVD и Blu-ray. Накопитель подключается к материнской плате в зависимости от типа используемой технологии контроллера накопителя, включая старый стандарт IDE и новый стандарт SATA.
Устройства охлаждения - чем больше компьютер обрабатывает, тем больше тепла он выделяет. ЦП и другие компоненты могут выдерживать определенное количество тепла. Однако, если ПК не охлаждается должным образом, он может перегреться, что приведет к дорогостоящему повреждению его компонентов и схем. Вентиляторы - это наиболее распространенное устройство, используемое для охлаждения ПК. Кроме того, процессор покрыт металлическим блоком, называемым радиатором, который отводит тепло от процессора. Некоторые серьезные пользователи компьютеров, например геймеры, иногда имеют более дорогие решения для управления теплом, например системы с водяным охлаждением, предназначенные для удовлетворения более высоких требований к охлаждению.
Кабели - Все компоненты, о которых мы говорили до сих пор, соединяются с помощью некоторой комбинации кабелей. Эти кабели предназначены для передачи данных, питания или того и другого. Компьютеры должны быть сконструированы таким образом, чтобы кабели аккуратно складывались внутри корпуса и не перекрывали поток воздуха по нему.
ПК обычно намного больше, чем эти основные компоненты. Далее мы рассмотрим порты и периферийные устройства, которые позволяют вам взаимодействовать с компьютером, и то, как вы можете добавить еще больше компонентов, используя слоты расширения.
Порты, периферийные устройства и слоты расширения
В идеале на вашем компьютере должно быть достаточно портов, чтобы вам не пришлось перемешивать все аксессуары вместе. Если вы столкнетесь с подобной проблемой, подумайте, нужны ли вам все эти периферийные устройства.
Основные компоненты, которые мы рассмотрели до сих пор, составляют центральную вычислительную мощность ПК. Однако ПК необходимы дополнительные компоненты для взаимодействия с пользователями и другими компьютерами. Следующие компоненты ПК делают это возможным:
Графические компоненты. Некоторые материнские платы имеют встроенную графику, а другие включают так называемый слот расширения, в который можно вставить отдельную видеокарту. В обоих случаях видеокомпоненты на ПК обрабатывают некоторые сложные графические данные, поступающие на экран, снимая часть нагрузки с вашего процессора. Материнская плата принимает видеокарты на основе определенного интерфейса, такого как старый стандарт AGP или один из новых стандартов PCI.
Порты - слово порт часто используется для обозначения места на внешней стороне вашего ПК, куда вы можете подключить кабель. Опишите порт по его использованию, например порт USB или порт Ethernet. (Обратите внимание, что слово «порт» также используется для описания программного соединения, когда две части оборудования пытаются установить связь.) Многие порты прикреплены непосредственно к материнской плате. Некоторые из портов, которые вы найдете на ПК, включают следующее:
- USB-порты
- сетевые порты, обычно Ethernet и FireWire
- видеопорты, как правило, это комбинация VGA, DVI, RCA / компонент, S-Video и HDMI
- аудиопорты, обычно несколько комбинированных аналоговых мини-аудиоразъемов или RCA
- устаревшие порты или порты, соответствующие старым стандартам, которые редко используются в современных компьютерах, например, параллельные порты принтера и порты PS2 для клавиатуры и мыши.
Слоты расширения. Иногда вам может понадобиться добавить к ПК компоненты, у которых нет выделенного слота где-нибудь на материнской плате. Вот почему на материнской плате будет ряд слотов расширения. Съемные компоненты, предназначенные для установки в слоты расширения, называются картами, вероятно, из-за их плоской структуры, напоминающей карты. Используя слоты расширения, вы можете добавить дополнительные видеокарты, сетевые карты, порты для принтеров, ТВ-приемники и многие другие пользовательские дополнения. Карта должна соответствовать типу слота расширения, будь то устаревший тип ISA / EISA или более распространенные типы PCI , PCI-X или PCI Express.
Теперь, когда мы рассмотрели части ПК, давайте нажмем кнопку питания и посмотрим, что заставляет его загружаться.
Включение ПК
Когда вы впервые включаете компьютер, он проходит несколько внутренних процессов, прежде чем он будет готов к использованию. Это называется процессом загрузки или загрузкой ПК. Boot - это сокращение от bootstrap, отсылка к старой поговорке «Поднимите себя за бутстрапы», что означает начать что-то с самого начала. Процесс загрузки контролируется базовой системой ввода-вывода (BIOS) ПК.BIOS является программное обеспечение хранится на чипе флэш - памяти. В ПК BIOS встроен в материнскую плату. Иногда производитель ПК выпускает обновление для BIOS, и вы можете внимательно следовать инструкциям по «прошивке BIOS» с помощью обновленного программного обеспечения.
Помимо управления процессом загрузки, BIOS предоставляет интерфейс базовой конфигурации для аппаратных компонентов ПК. В этом интерфейсе вы можете настроить такие вещи, как порядок чтения дисков во время загрузки и скорость, с которой процессор должен работать. Обратитесь к документации вашего ПК, чтобы узнать, как войти в его интерфейс BIOS. Эта информация также часто отображается при первой загрузке компьютера с сообщением, например, «Нажмите DEL, чтобы войти в меню настройки».
Ниже приводится краткое описание процесса загрузки на ПК:
- Кнопка питания активирует блок питания в ПК, отправляя питание на материнскую плату и другие компоненты.
- ПК выполняет самотестирование при включении (POST). POST - это небольшая компьютерная программа в BIOS, которая проверяет наличие сбоев оборудования. Один звуковой сигнал после POST означает, что все в порядке. Другие последовательности звуковых сигналов сигнализируют об отказе оборудования, и специалисты по ремонту ПК сравнивают эти последовательности с диаграммой, чтобы определить, какой компонент вышел из строя.
- ПК отображает информацию на подключенном мониторе, показывая подробную информацию о процессе загрузки. К ним относятся производитель и версия BIOS, характеристики процессора, объем установленной оперативной памяти и обнаруженные диски. Многие ПК заменили отображение этой информации заставкой с логотипом производителя. Вы можете отключить заставку в настройках BIOS, если хотите видеть текст.
- BIOS пытается получить доступ к первому сектору диска, обозначенному как загрузочный. Первый сектор - это первые килобайты диска в последовательности, если диск читается последовательно, начиная с первого доступного адреса хранения. Загрузочный диск обычно представляет собой тот же жесткий или твердотельный диск, на котором установлена ваша операционная система. Вы можете изменить загрузочный диск, настроив BIOS или прервав процесс загрузки с помощью последовательности клавиш (часто указываемой на экранах загрузки).
- BIOS подтверждает, что в этом первом секторе загрузочного диска есть загрузчик начальной загрузки или загрузчик, и загружает этот загрузчик в память (ОЗУ). Загрузчик - это небольшая программа, предназначенная для поиска и запуска операционной системы ПК.
- Как только загрузчик находится в памяти, BIOS передает свою работу загрузчику, который, в свою очередь, начинает загружать операционную систему в память.
- Когда загрузчик завершает свою задачу, он передает управление ПК операционной системе. Затем ОС готова к взаимодействию с пользователем.
Операционные системы ПК
Microsoft Windows продолжает оставаться самой популярной операционной системой в мире.
После загрузки ПК вы можете управлять им через операционную систему, или для краткости ОС. На момент написания этой статьи на большинстве ПК, не принадлежащих Apple, установлена версия Microsoft Windows или дистрибутив Linux. Эти операционные системы предназначены для работы на различном оборудовании ПК, тогда как Mac OS X разработана в первую очередь для оборудования Apple.
Операционная система отвечает за несколько задач. Эти задачи делятся на следующие широкие категории:
- Управление процессором - разбивает работу процессора на управляемые фрагменты и устанавливает их приоритет перед отправкой в ЦП.
- Управление памятью - координирует поток данных в ОЗУ и из ОЗУ и определяет, когда использовать виртуальную память на жестком диске для пополнения недостаточного объема ОЗУ.
- Управление устройствами - предоставляет программный интерфейс между внутренними компонентами компьютера и каждым устройством, подключенным к компьютеру. Примеры включают интерпретацию ввода с клавиатуры или мыши или настройку графических данных для правильного разрешения экрана. Сетевые интерфейсы, в том числе управление подключением к Интернету, также попадают в ведро управления устройствами.
- Управление хранилищем - указывает, где данные должны постоянно храниться на жестких дисках, твердотельных накопителях, USB-накопителях и других формах хранения. Например, задачи управления хранилищем помогают при создании, чтении, редактировании, перемещении, копировании и удалении документов.
- Интерфейс приложения - обеспечивает обмен данными между программным обеспечением и ПК. Приложение должно быть запрограммировано для работы с интерфейсом приложения для используемой вами операционной системы. Приложения также часто разрабатываются для определенных версий ОС. Вы увидите это в требованиях к приложению с такими фразами, как «Windows Vista или новее» или «работает только в 64-битных операционных системах».
- Пользовательский интерфейс (UI) - предоставляет вам возможность взаимодействовать с компьютером.
Теперь давайте посмотрим на будущее ПК в целом и на то, как производители ПК преодолевают проблемы портативности мобильных компьютеров.
Будущее ПК
С тех пор, как на рынке появился первый ПК, новые и лучшие модели сделали старые модели устаревшими в течение нескольких месяцев после производства. Технологии накопителей, такие как SATA, заменили IDE, а слоты расширения PCI заменили ISA и EISA. Однако наиболее заметным показателем технического прогресса в ПК являются его ЦП и микропроцессор внутри этого ЦП.Кремниевые микропроцессоры были сердцем компьютерного мира с 1950-х годов. За это время производители микропроцессоров втиснули в микропроцессоры больше транзисторов и усовершенствований. В 1965 году основатель Intel Гордон Мур предсказал, что микропроцессоры будут удваиваться по сложности каждые два года. С тех пор эта сложность удваивалась каждые 18 месяцев, и отраслевые эксперты окрестили предсказание законом Мура. Многие эксперты предсказывают, что закон Мура скоро перестанет действовать из-за физических ограничений кремниевых микропроцессоров.
Однако на момент написания этой статьи емкость транзисторов процессоров продолжает расти. Это связано с тем, что производители микросхем постоянно находят новые способы протравить транзисторы на кремнии. Крошечные транзисторы теперь измеряются в нанометрах, что составляет одну миллиардную часть метра. Сами атомы имеют размер примерно 0,5 нм, и самые современные процессы производства микропроцессоров позволяют производить транзисторы размером 45 или 32 нм. Чем меньше это число, тем больше транзисторов поместится на микросхеме и, следовательно, тем больше будет вычислительная мощность микросхемы. По состоянию на май 2011 года Intel работала над 22-нм производственным процессом под кодовым названием Ivy Bridge, в котором используются транзисторы с энергосберегающей конструкцией под названием Tri-Gate.
Так что же произойдет, когда мы дойдем до конца закона Мура? Новые средства обработки данных могут гарантировать продолжение прогресса. Потенциальные преемники - это те, которые оказываются более мощным средством выполнения основных вычислительных функций процессора. Кремниевые микропроцессоры полагались на традиционный транзистор с двумя состояниями более 50 лет, но такие изобретения, как квантовые компьютеры, меняют правила игры.
Квантовые компьютеры не ограничиваются двумя состояниями: 1 или 0. Они кодируют информацию как квантовые биты или кубиты. Кубит может иметь значение 1 или 0, или он может существовать в суперпозиции, которая одновременно равна 1 и 0 или где-то посередине. Кубиты представляют собой атомы, которые работают вместе и служат как памятью компьютера, так и микропроцессором. Поскольку квантовый компьютер может содержать эти несколько состояний одновременно, он может быть в миллионы раз мощнее самых мощных современных суперкомпьютеров. Технология квантовых вычислений все еще находится на начальной стадии, но ученые уже доказывают эту концепцию реальными, измеримыми результатами. Обязательно ознакомьтесь с темой «Как работают квантовые компьютеры» , чтобы узнать больше об этом удивительном открытии.
Время покажет, дойдет ли когда-нибудь мощность квантовых компьютеров до среднего ПК. Между тем, вы можете носить с собой большую вычислительную мощность благодаря мобильным ПК, о которых мы поговорим позже.
Портативные персональные компьютеры
Мобильные вычислительные устройства будут продолжать занимать все более заметное место на рынке ПК.
Еще до появления ПК производители компьютеров разрабатывали портативные компьютеры. Концепт ноутбука был запущен в производство в 1986 году благодаря 12-фунтовой модели IBM PC Convertible. С тех пор портативные компьютеры стали меньше и легче, а их вычислительная мощность повысилась по сравнению с настольными ПК.
Сегодня компьютерная индустрия признает другие классы мобильных компьютеров. Один класс, ноутбук, стал почти синонимом портативного компьютера. Первоначально этот термин использовался для обозначения меньшего и более легкого родственника ноутбука. Другой класс - нетбуки - даже меньше, чем ноутбуки, но при этом дешевле и менее мощен. Классификация, вероятно, названа в честь ее целевой аудитории: тех, кому нужен очень простой интерфейс для использования Интернета.
Мобильные вычисления идут даже дальше, чем ноутбуки и нетбуки. Многие смартфоны и планшеты обладают такой же вычислительной мощностью, что и ноутбуки, упакованные в более мелкие корпуса. Ключевые отличия заключаются в меньшем размере и разрешении экрана, меньшем количестве внешних портов, возможностях сотового телефона и технологии сенсорного экрана в дополнение к клавиатуре или вместо нее.
Что касается программного обеспечения, операционные системы ПК также улучшают портативность. Например, Google Chrome OS сводит к минимуму потребность в пространстве на жестком диске, полагаясь на доступ к веб-приложениям и облачному хранилищу. Это означает, что нетбук, в котором установлен твердотельный накопитель на 64 ГБ, потенциально может быть так же полезен, как и ноутбук с дисковым накопителем на 500 ГБ. Естественно, что большие приложения, не поддерживающие Интернет, являются исключением из этого преимущества экономии места.
В этой статье мы рассмотрели, как работает ПК и как развиваются компьютерные технологии. Одно можно сказать наверняка: ПК будет развиваться. Будет быстрее. У него будет больше возможностей. И это останется неотъемлемой частью нашей жизни.
