კომპიუტერული სისტემის ძირითადი ელემენტები

კომპიუტერები არის ზოგადი დანიშნულების მანქანები, რომლებიც შექმნილია ინსტრუქციების შესასრულებლად მონაცემთა დამუშავების ამოცანების შესასრულებლად. მიუხედავად იმისა, რომ სხვადასხვა ტიპის კომპიუტერების სპეციფიკური არქიტექტურა შეიძლება განსხვავებული იყოს, ყველა კომპიუტერი სრულყოფილად მუშაობს მონაცემთა დამუშავება კომპიუტერული სისტემის ხუთი ძირითადი ელემენტის გამოყენებით: შეყვანა, გამომავალი, მონაცემთა გზა, კონტროლი და მეხსიერება. თითოეული ეს ელემენტი ასოცირდება ერთ ან მეტ აპარატურულ მოწყობილობასთან, რომლებიც ჩაშენებულია კომპიუტერში ან დაკავშირებულია გარედან.

გარე სამყაროსთან კომუნიკაცია ხდება კომპიუტერული სისტემის შეყვანისა და გამომავალი ელემენტების მეშვეობით. მონაცემები კომპიუტერში შედის გარე აპარატური მოწყობილობების მეშვეობით, როგორიცაა მაუსები, კლავიატურები, სენსორული ეკრანები და შესანახი მოწყობილობები. მონაცემების დამუშავების შემდეგ, ის შეიძლება გარდაიქმნას ადამიანის მიერ წაკითხულ ფორმატში, რათა გამოვიდეს ისეთ მოწყობილობებზე, როგორიცაა პრინტერები, დისპლეები, დინამიკები ან ყურსასმენები. კომპიუტერს ასევე შეუძლია გადაიყვანოს მონაცემები სხვა გამომავალ ფორმატებში, როგორიცაა ელექტრო სიგნალები ავტომატური აღჭურვილობის სამართავად.

მონაცემთა ბილიკის ელემენტი შედგება რამდენიმე ერთეულისგან, რომლებიც ასრულებენ მონაცემთა დამუშავებას CPU-ში (ცენტრალური დამუშავების ერთეული), რომელსაც ხშირად უწოდებენ კომპიუტერის ტვინს. CPU განმარტავს პროგრამირების ინსტრუქციებს და აკონტროლებს შიდა და გარე მოწყობილობებს. ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ერთეული CPU-ში არის ALU (არითმეტიკული ლოგიკური ერთეული), რომელიც ასრულებს არითმეტიკულ და ლოგიკურ ოპერაციებს მონაცემებზე. ზოგიერთ კომპიუტერს აქვს გამოყოფილი გრაფიკული დამუშავების ერთეული (GPU) რთული ვიზუალური სურათების მაღალსიჩქარიანი ჩვენების მხარდასაჭერად. მონაცემთა ბილიკი ასევე შეიცავს სქემებს და რეგისტრებს, რომლებიც აკონტროლებენ სისტემის მდგომარეობას, როგორიცაა პროგრამის მრიცხველი ამჟამად განმახორციელებელი პროგრამული უზრუნველყოფისთვის.

კომპიუტერის საკონტროლო ელემენტი პასუხისმგებელია მონაცემთა გადაადგილებაზე მეხსიერებასა და პროცესორს შორის. ეს ელემენტი კოორდინაციას უწევს პროგრამის ინსტრუქციების შესრულებას კომპიუტერული სისტემის ყველა სხვა ელემენტთან დროისა და კონტროლის სიგნალების მიწოდებით. საკონტროლო ელემენტის მუშაობას ასრულებს საკონტროლო განყოფილება (CU), რომელიც უმეტეს თანამედროვე კომპიუტერებზე CPU-ს ნაწილია. საკონტროლო განყოფილებას ხშირად აღწერენ, როგორც კომპიუტერის ცენტრალურ ნერვულ სისტემას.

ოპერაციების შესრულებისას კომპიუტერები იყენებენ როგორც შიდა, ასევე გარე მეხსიერებას. შიდა მეხსიერება გამოიყენება პროგრამული უზრუნველყოფის ინსტრუქციებისა და შესაბამისი მონაცემების შესანახად იმ პროგრამებისთვის, რომლებიც ამჟამად სრულდება. შიდა მეხსიერება შედგება ოპერატიული მეხსიერებისგან (შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება), რომელიც დროებითია, რადგან ის ინახავს მონაცემებს მხოლოდ ელექტროენერგიის გამოყენებისას. როდესაც კომპიუტერი გამორთულია, მეხსიერება იწმინდება. მონაცემები, რომლებსაც კომპიუტერი არ იყენებს, ჩვეულებრივ ინახება გარე მეხსიერებაში მოწყობილობებზე, როგორიცაა მყარი დისკები და ფლეშ დრაივები.