Pagrindiniai kompiuterinės sistemos elementai

Kompiuteriai yra bendrosios paskirties mašinos, skirtos vykdyti duomenų apdorojimo užduotis pagal instrukcijas. Nors specifinė skirtingų tipų kompiuterių architektūra gali skirtis, visi kompiuteriai tai atlieka duomenų apdorojimas naudojant penkis pagrindinius kompiuterinės sistemos elementus: įvestį, išvestį, duomenų kelią, valdymą ir atmintį. Kiekvienas iš šių elementų yra susietas su vienu ar daugiau aparatinės įrangos įrenginių, kurie yra įmontuoti kompiuteryje arba prijungti iš išorės.

Bendravimas su išoriniu pasauliu vyksta per kompiuterinės sistemos įvesties ir išvesties elementus. Duomenys į kompiuterį įvedami per išorinius aparatūros įrenginius, pvz., peles, klaviatūras, jutiklinius ekranus ir saugojimo įrenginius. Apdorojus duomenis, juos galima konvertuoti į žmonėms suprantamą formatą, kad būtų galima išvesti į tokius įrenginius kaip spausdintuvai, ekranai, garsiakalbiai ar ausinės. Kompiuteris taip pat gali konvertuoti duomenis į kitus išvesties formatus, pvz., elektros signalus automatizuotai įrangai valdyti.

Duomenų kelio elementas sudarytas iš kelių vienetų, kurie atlieka duomenų apdorojimą CPU (centriniame procesoriuje), kuris dažnai vadinamas kompiuterio smegenimis. CPU interpretuoja programavimo instrukcijas ir valdo vidinius bei išorinius įrenginius. Vienas iš svarbiausių CPU vienetų yra ALU (aritmetinis loginis vienetas), kuris atlieka aritmetines ir logines operacijas su duomenimis. Kai kurie kompiuteriai turi specialų grafikos apdorojimo bloką (GPU), kuris palaiko greitą sudėtingų vaizdinių vaizdų atvaizdavimą. Duomenų kelyje taip pat yra grandinės ir registrai, sekantys sistemos būsenas, pvz., šiuo metu vykdomos programinės įrangos programos skaitiklis.

Kompiuterio valdymo elementas yra atsakingas už duomenų judėjimą tarp atminties ir procesoriaus. Šis elementas koordinuoja programos komandų vykdymą su visais kitais kompiuterinės sistemos elementais, teikdamas laiko ir valdymo signalus. Valdymo elemento darbą atlieka valdymo blokas (CU), kuris daugumoje šiuolaikinių kompiuterių yra procesoriaus dalis. Valdymo blokas dažnai apibūdinamas kaip centrinė kompiuterio nervų sistema.

Atlikdami operacijas kompiuteriai naudoja tiek vidinę, tiek išorinę atmintį. Vidinė atmintis naudojama programinės įrangos instrukcijoms ir susijusiems duomenims saugoti šiuo metu vykdomoms programoms. Vidinę atmintį sudaro RAM (laisvosios kreipties atmintis), kuri yra laikina, nes išsaugo duomenis tik tada, kai įjungtas maitinimas. Kai kompiuteris išjungiamas, atmintis išvaloma. Duomenys, kurių nenaudoja kompiuteris, paprastai saugomi išorinėje atmintyje tokiuose įrenginiuose kaip standieji diskai ir „flash drives“.