Het Online Magazine "Ideeƫn Voor Uw Huis" U Vinden Ideeƫn En Originele Oplossingen, Project Planning En Het Ontwerp Van Uw Interieur

Computers... Hoe Werken Ze?

Computers... hoe werken ze?

Hoewel de technologie die wordt gebruikt in digitale computers drastisch is veranderd sinds de vroege computers van de jaren 1940, gebruiken velen nog steeds de von Neumann-architectuur die eind jaren veertig werd voorgesteld door John von Neumann.

De von Neumann-architectuur beschrijft de computer met vier hoofdsecties:
De logische en rekeneenheid (ULA), de regeleenheid, het geheugen en de invoer- en uitvoerapparaten (I / O of I / O).
Deze onderdelen zijn onderling verbonden door de "computerbus" te bedraden.

geheugen

Geheugen van een pc. In dit systeem is geheugen een opeenvolging van genummerde cellen, die elk een kleine hoeveelheid informatie bevatten.
Informatie kan een instructie zijn om de computer te vertellen wat te doen.
De cellen kunnen ook gegevens bevatten die de computer nodig heeft om een ā€‹ā€‹instructie uit te voeren.
Elke cel kan instructies of gegevens bevatten, zodat op een gegeven moment het opslaan van gegevens instructies op een ander tijdstip kan opslaan.

Over het algemeen kan de inhoud van een geheugencel op elk moment worden gewijzigd - Het geheugen is een ruwe diepgang en geen blok steen.

De grootte van elke cel en het aantal cellen varieert van computer tot computer, en de technologieƫn die worden gebruikt om geheugen te implementeren, lopen sterk uiteen.
Momenteel is de meest voorkomende implementatie in geĆÆntegreerde schakelingen.

Geheugen in Cyberspace (in de wolken)

Geheugentechnologieƫn maken gebruik van verschillende materialen en processen. In de informatica zijn ze altijd geƫvolueerd in de richting van grotere opslagcapaciteit, grotere miniaturisatie, snellere toegang en betrouwbaarheid, terwijl hun kosten gestaag dalen.

Het geheugen van een computer is echter niet beperkt tot zijn individuele en fysieke geheugen, het presenteert zichzelf op een bredere manier, zonder een definitieve plaats (deterritorialized). We hebben mogelijkheden om op verschillende plaatsen in het netwerk op te slaan, we kunnen in Luanda zijn en toegang hebben tot bestanden die zijn opgeslagen op websites in Braziliƫ.

Er is een groeiende tendens om informatie op te slaan in het geheugen van virtuele ruimte, of de zogenaamde cyberspace, via virtuele schijven, e-mailbijlagen, enzovoort. Zo worden teksten, afbeeldingen, video's, audiobestanden en vele andere indelingen beschikbaar voor toegang vanaf elke computer die is verbonden met internet.

processing

De ULA is het apparaat dat elementaire bewerkingen (optellen, aftrekken en dergelijke), logische bewerkingen (AND, OR, NOT) en vergelijkingsbewerkingen uitvoert (vergelijk bijvoorbeeld twee bytes en zeg dat ze gelijk zijn). Het is in deze eenheid dat "echt werk" wordt gedaan.

De besturingseenheid slaat de geheugenlocatie op die de huidige instructie bevat die de computer uitvoert, informeert de ULA welke bewerking moet worden uitgevoerd, haalt de informatie (geheugen) op die de ULA nodig heeft om het uit te voeren en het resultaat terug naar de juiste geheugenlocatie.
Zodra dit is gebeurd, gaat de besturingseenheid naar de volgende instructie (meestal op de volgende geheugenlocatie (geheugenadres), tenzij de instructie een bypassinstructie is die de computer vertelt dat de volgende instructie zich in een andere positie bevindt).

Invoer en uitvoer

Met I / O kan de computer informatie van de buitenwereld verkrijgen en de resultaten van het werk naar de buitenwereld verzenden. Er zijn talloze soorten I / O-apparaten, van bekende toetsenborden, monitoren en floppy-drives tot minder gebruikelijke, zoals webcams en video-opnamekaarten (apparaten die videosequenties of videoframes vastleggen en deze op de computer opslaan). ).

Wat alle invoerapparaten gemeen hebben, is dat ze bepaalde informatie moeten coderen (omzetten) in gegevens die kunnen worden verwerkt door het digitale systeem van de computer. Uitvoerapparaten, aan de andere kant, decoderen de gegevens in informatie die de computergebruiker begrijpt. In die zin is een digitaal computersysteem een ā€‹ā€‹voorbeeld van een gegevensverwerkingssysteem.

We kunnen beschikken over apparaten die zowel voor invoer als uitvoer werken, de modem, het cd-station of de diskette, de USB-poorten onder andere, zijn voorbeelden van deze apparaten.

routebeschrijving

De instructies die hierboven zijn besproken, zijn geen uitgebreide set instructies zoals menselijke taal.
De computer heeft slechts een beperkt aantal goed gedefinieerde instructies.

Een typisch voorbeeld van een instructie op de meeste computers is "kopieer de inhoud van geheugenlocatie 123 naar geheugenlocatie 456", "voeg de inhoud van geheugenlocatie 510 toe aan de inhoud van locatie 511 en plaats het resultaat in positie 507 "En" als de inhoud van positie 012 gelijk is aan 0, is de volgende instructie op positie 678 ".

Instructies worden op de computer weergegeven als nummers - de code voor "kopiƫren" kan bijvoorbeeld 007 zijn. De specifieke set instructies die een computer heeft, staat bekend als de computertaal van de computer.

In de praktijk schrijven mensen geen instructies rechtstreeks in machinetaal, maar in een programmeertaal, die later wordt vertaald in machinetaal via speciale programma's (tolken en compilers).

Sommige programmeertalen liggen dicht bij machinetaal, zoals assembler (taal met laag niveau); Aan de andere kant zijn talen zoals Prolog gebaseerd op abstracte principes en liggen zeer ver van de details van de werking van de machine (talen op hoog niveau).

Computerarchitectuur

In moderne computers bevinden de ULA en de besturingseenheid zich in een enkele geĆÆntegreerde schakeling die bekend staat als CPU (Central Processing Unit). Meestal bevindt het computergeheugen zich op een paar geĆÆntegreerde circuits in de buurt van de CPU. Het grootste deel van de massa van een computer is te wijten aan hulpsystemen (bijv. Stroombron) of I / O-apparaten.

Sommige grotere computers verschillen van het bovenstaande model in ƩƩn hoofdaspect: ze hebben meerdere CPU's die tegelijkertijd werken. Bovendien hebben enkele computers, die voornamelijk worden gebruikt voor onderzoek en wetenschappelijk computergebruik, aanzienlijke verschillen van het bovenstaande model, maar ze hebben geen geweldige commerciƫle toepassing.

De werking van de computer volgt in principe de uiteengezette regels. De computer haalt instructies en gegevens uit het geheugen op, instructies worden uitgevoerd, resultaten worden opgeslagen en de volgende instructie wordt opgehaald.
Dit proces wordt herhaald totdat de computer is uitgeschakeld.

Computerprogramma's

Programma's zijn eenvoudigweg grote lijsten met instructies voor de computer om uit te voeren, misschien met gegevenstabellen. Veel computerprogramma's bevatten miljoenen instructies en veel van deze instructies worden herhaaldelijk uitgevoerd.

Een standaard pc (in het jaar 2003) zou ongeveer 2-3 miljard instructies per seconde kunnen uitvoeren.
Computers hebben niet hun buitengewone capaciteit vanwege een ingewikkelde reeks instructies.

Hoewel er ontwerpverschillen zijn met CPU's met steeds complexere instructies, voeren computers miljoenen eenvoudige, gecombineerde instructies uit die geschreven zijn door goede "programmeurs".

Deze gecombineerde instructies zijn geschreven om algemene taken uit te voeren, zoals het tekenen van een punt op het scherm.
Deze instructies kunnen vervolgens door andere programmeurs worden gebruikt.

Tegenwoordig lijken veel computers tegelijkertijd meerdere programma's uit te voeren. Dit staat gewoonlijk bekend als multi-tasking.

In werkelijkheid voert de CPU de instructies van een programma voor een korte periode uit en schakelt dan over naar een ander programma en voert enkele instructies uit.
Dit creƫert de illusie dat meerdere programma's gelijktijdig worden uitgevoerd door CPU-tijd tussen programma's te delen.
Deze tijdshare wordt normaal geregeld door het besturingssysteem.

Besturingssysteem

Een computer heeft altijd minimaal Ć©Ć©n programma nodig om de hele tijd te kunnen werken. Meestal is dit programma het besturingssysteem (of besturingssysteem). Het besturingssysteem bepaalt welke programma's moeten worden uitgevoerd, wanneer en welke bronnen (zoals geheugen en I / O) deze kunnen gebruiken.
Het besturingssysteem dat op dit moment het meest door de wereld wordt gebruikt, is bijvoorbeeld Windows.

Het besturingssysteem biedt ook een abstractielaag op de hardware en geeft toegang tot de andere programma's die services leveren, zoals stuurprogramma's waarmee programmeurs programma's naar verschillende machines kunnen schrijven zonder de specifieke kenmerken van alle computers te kennen. apparaten van elk van hen.

Enkele voorbeelden van besturingssysteemsoftware:

Windows - Linux - Unix - Mac OS - OS / 2 - BeOS

Computers... hoe werken ze?: werken

Video Redactionele: Hoe werkt een computer? Deel 1: Het hart van de computer

ļ»æ
Menu