Arvutisüsteemi põhielemendid

Arvutid on üldotstarbelised masinad, mis on loodud järgima andmetöötlusülesannete täitmiseks antud juhiseid. Kuigi eri tüüpi arvutite spetsiifiline arhitektuur võib olla erinev, saavad kõik arvutid hakkama andmetöötlus, kasutades arvutisüsteemi viit põhielementi: sisend, väljund, andmetee, juhtimine ja mälu. Kõik need elemendid on seotud ühe või mitme riistvaraseadmega, mis on arvutisse sisse ehitatud või väliselt ühendatud.

Suhtlemine välismaailmaga toimub arvutisüsteemi sisend- ja väljundelementide kaudu. Andmed sisestatakse arvutisse väliste riistvaraseadmete (nt hiired, klaviatuurid, puuteekraanid ja salvestusseadmed) kaudu. Kui andmed on töödeldud, saab need teisendada inimloetavasse vormingusse, et väljastada seadmetesse, nagu printerid, kuvarid, kõlarid või kõrvaklapid. Arvuti suudab andmeid teisendada ka muudesse väljundvormingutesse, näiteks elektrilisteks signaalideks automatiseeritud seadmete juhtimiseks.

Andmetee element koosneb mitmest üksusest, mis töötlevad andmetöötlust CPU-s (keskprotsessoris), mida sageli nimetatakse arvuti ajudeks. CPU tõlgendab programmeerimisjuhiseid ning juhib sise- ja välisseadmeid. CPU üks olulisemaid üksusi on ALU (aritmeetiline loogikaüksus), mis teostab andmetega aritmeetilisi ja loogilisi toiminguid. Mõnel arvutil on spetsiaalne graafikaprotsessor (GPU), mis toetab keerukate visuaalsete kujutiste kiiret kuvamist. Andmetee sisaldab ka ahelaid ja registreid, mis jälgivad süsteemi olekuid, näiteks praegu töötava tarkvara programmiloendurit.

Arvuti juhtelement vastutab andmete liikumise eest mälu ja protsessori vahel. See element koordineerib programmikäskude täitmist kõigi teiste arvutisüsteemi elementidega, pakkudes ajastus- ja juhtsignaale. Juhtelemendi töö teeb ära juhtplokk (CU), mis enamikel kaasaegsetel arvutitel on osa CPU-st. Juhtseadet kirjeldatakse sageli kui arvuti kesknärvisüsteemi.

Arvutid kasutavad toimingute tegemisel nii sisemist kui ka välist mälu. Sisemälu kasutatakse praegu töötavate programmide tarkvarakäskude ja nendega seotud andmete hoidmiseks. Sisemälu koosneb RAM-ist (muutmälu), mis on ajutine, kuna säilitab andmeid ainult siis, kui toide on ühendatud. Kui arvuti on välja lülitatud, tühjeneb mälu. Andmed, mida arvuti ei kasuta, salvestatakse tavaliselt selliste seadmete välismällu nagu kõvakettad ja mälupulgad.