Информатика, 5 классУстройство компьютера4 минуты чтения
Устройство компьютера
Открой системный блок, и увидишь несколько плат, коробочек и проводов. Работа между ними распределена строго, и каждая часть делает своё дело.
5классПроцессор
Процессор выполняет команды: складывает, сравнивает, переносит числа с места на место. Ничего другого он не умеет, но делает это миллиарды раз в секунду.
Команды он берёт из памяти по одной и выполняет по порядку. Тактовая частота показывает, сколько шагов он успевает за секунду.
Современные процессоры собраны из нескольких ядер. Каждое ядро работает само по себе, поэтому машина успевает делать несколько дел разом.
Оперативная память
Память хранит то, с чем машина работает прямо сейчас: открытые программы, набранный текст, картинку с экрана.
Она быстрая, но забывчивая: выключил питание, и всё исчезло. Зато процессор дотягивается до неё за миллиардные доли секунды.
Чем больше памяти, тем больше окон можно держать открытыми. Когда её не хватает, часть данных уезжает на диск, и работа замедляется.
Оперативная память
Диск
Хранит текущую работу
Хранит всё подряд
Пропадает при выключении
Помнит годами
Отвечает мгновенно
Отвечает медленнее
Объём в гигабайтах
Объём в терабайтах
Диск
Диск это долгая память. На нём лежат программы, файлы и сама операционная система.
Старые диски крутили металлический блин под головкой, которая читала дорожки. Новые собраны из ячеек памяти и работают в разы быстрее, потому что двигать в них нечего.
Зато у ячеек есть предел числа перезаписей. На обычной домашней работе его не достигают за десять лет.
Кто за что отвечает в системном блоке
| Узел | Что делает | Помнит ли после выключения | Меняют ли отдельно |
|---|---|---|---|
| Процессор | выполняет команды | не хранит вовсе | редко, и не всякий подойдёт |
| Оперативная память | держит текущую работу | нет | да, планки добавляют |
| Диск | хранит все файлы | да | да, это первое, что меняют |
| Видеокарта | рисует изображение | нет | да, в настольной машине |
| Материнская плата | соединяет всё вместе | нет | только вместе с процессором |
Шина и материнская плата
Все части воткнуты в одну большую плату. Её называют материнской, и по ней проложены дорожки, соединяющие узлы.
Набор таких дорожек называют шиной. По ней ходят данные, адреса и служебные сигналы.
Шина у всех общая, поэтому её ширина и скорость ограничивают всю машину. Быстрый процессор с медленной шиной похож на грузовик на просёлочной дороге.
Что происходит при запуске программы
- 1Ты щёлкнул по значку
- 2Система нашла файл программы на диске
- 3Программа загрузилась в оперативную память
- 4Процессор начал выполнять её команды по очереди
- 5На экране появилось окно
Питание и охлаждение
Отдельная коробка внутри блока превращает ток из розетки в тот, что нужен платам. Она же чаще всего и шумит.
Процессор и видеокарта греются сильнее всех, поэтому на них ставят радиаторы с вентиляторами. Если пыль забивает решётки, температура растёт, и машина сама сбавляет скорость.
Чистка от пыли раз в год продлевает компьютеру жизнь заметно сильнее, чем любые программы для ускорения.
Видеокарта
Картинку на экран готовит отдельное устройство. Оно умеет считать много одинаковых мелких задач разом, потому что точек на экране миллионы.
Для игр и работы с видео берут мощную карту, для писем и уроков хватает встроенной в процессор.
Эта же способность считать множество одинаковых задач пригодилась и в других делах, от прогноза погоды до обучения нейросетей.
Что можно поменять
Настольный компьютер собирают как конструктор. Память докупают планками, диск меняют на больший, видеокарту ставят помощнее, а через несколько лет обновляют процессор с материнской платой.
В ноутбуке свободы меньше: память и диск иногда впаяны прямо в плату. В телефоне не меняется вообще ничего, зато и весит он двести граммов.
Поэтому для дома выбирают по задаче. Одному нужна возможность обновлять машину годами, другому важнее взять её с собой.
Все вместе
Ни одна часть по отдельности ничего не значит. Процессор без памяти нечем занять, память без диска пуста, а диск без шины ни с кем не связан.
Компьютер это согласованная работа нескольких узлов, и слабое звено тормозит всех.
Про память подробнее читай урок «Память компьютера». Про программу-распорядителя есть урок «Операционная система».
Проверь себя: Компьютер сильно замедлился, когда открыли десять вкладок и большую игру. Чего скорее всего не хватает?
Оперативной памяти. Когда она заполнена, система начинает держать часть данных на диске, а он отвечает во много раз медленнее.
Короткие ответы
- Что важнее для быстрой работы, процессор или память?
- Обычно памяти не хватает раньше. Быстрый процессор простаивает, если данные приходится всё время подкачивать с диска.
- Почему компьютер греется?
- Миллиарды переключений в секунду выделяют тепло. Его отводят радиатором и вентилятором, иначе процессор сбавит скорость.