Основні елементи комп'ютерної системи

Комп’ютери – це машини загального призначення, які призначені для виконання інструкцій для виконання завдань з обробки даних. Хоча специфічна архітектура різних типів комп’ютерів може відрізнятися, усі комп’ютери досягають цього обробка даних з використанням п'яти основних елементів комп'ютерної системи: введення, виведення, шлях даних, управління та пам'ять. Кожен з цих елементів пов'язаний з одним або кількома апаратними пристроями, які вбудовані в комп'ютер або підключені ззовні.

Зв'язок із зовнішнім світом відбувається через вхідні та вихідні елементи комп'ютерної системи. Дані вводяться в комп’ютер через зовнішні апаратні пристрої, такі як миші, клавіатури, сенсорні екрани та пристрої зберігання даних. Після обробки дані їх можна перетворити у формат, зрозумілий людині, для виведення на такі пристрої, як принтери, дисплеї, колонки чи навушники. Комп’ютер також може конвертувати дані в інші вихідні формати, наприклад електричні сигнали для керування автоматизованим обладнанням.

Елемент шляху до даних складається з кількох блоків, які виконують обробку даних у центрі (центральний процесор), який часто називають мозком комп’ютера. ЦП інтерпретує інструкції програмування та керує внутрішніми та зовнішніми пристроями. Одним з найважливіших блоків у CPU є ALU (арифметично-логічний блок), який виконує арифметичні та логічні операції над даними. Деякі комп’ютери мають спеціальний графічний процесор (GPU) для підтримки високошвидкісного відображення складних візуальних зображень. Шлях даних також містить схеми та регістри, які відстежують стани системи, наприклад лічильник програм для поточного програмного забезпечення.

Керуючий елемент комп'ютера відповідає за переміщення даних між пам'яттю і центральним процесором. Цей елемент координує виконання програмних інструкцій з усіма іншими елементами комп’ютерної системи, надаючи сигнали синхронізації та керування. Роботу керуючого елемента виконує блок управління (КУ), який на більшості сучасних комп’ютерів входить до складу ЦП. Блок управління часто описують як центральну нервову систему комп’ютера.

Комп’ютери під час виконання операцій використовують як внутрішню, так і зовнішню пам’ять. Внутрішня пам’ять використовується для зберігання інструкцій програмного забезпечення та відповідних даних для програм, які зараз виконуються. Внутрішня пам’ять складається з оперативної пам’яті (пам’ять із довільним доступом), яка є тимчасовою, оскільки зберігає дані лише під час подачі живлення. Коли комп’ютер вимкнено, пам’ять очищається. Дані, які не використовуються комп’ютером, зазвичай зберігаються у зовнішній пам’яті на таких пристроях, як жорсткі диски та флеш-накопичувачі.