Każdy współczesny komputer składa się z trzech podstawowych elementów:

PAMIĘĆ

Skoro komputery przetwarzają informację, to muszą posiadać urządzenia, które tę informację przechowują w czasie jej przetwarzania. Urządzenia takie nazywamy pamięcią komputerową. Pamięć komputerowa przechowuje informację w postaci bitów. Bit jest bardzo małą jednostką informacji, dlatego bity łączy się w większe grupy:

W pamięciach komputerowych informacja jest najczęściej grupowana w bajty. Pojemność pamięci określa, ile bajtów dana pamięć może jednocześnie przechowywać. Ponieważ współczesne pamięci posiadają dużą pojemność, stosujemy jednostki będące wielokrotnością bajtu:

Pamięć komputerowa dzieli się na wiele typów.

Pamięć operacyjna to ta, która zawiera informację bezpośrednio przetwarzaną przez komputer. Pamięć taka ma postać modułów, które umieszcza się w gniazdach na płycie głównej komputera:

Pamięć dyskowa, to specjalne urządzenie zwane dyskiem twardym, które pozwala zapisać informację na nośniku w postaci dysku, a następnie odczytać ją i przesłać do komputera w celu przetworzenia.

Obecne dyski twarde posiadają pojemności liczone w terabajtach.

Popularne są również pamięci dysków optycznych, gdzie informacja jest zapisana na dysku optycznym, który następnie jest odczytywany promieniem lasera.

Pojemności dysków optycznych zależą od ich typu:

Od kilkunastu lat stały się również popularne pamięci elektroniczne pendrive.

W użyciu są również tzw. karty pamięciowe, szczególnie chętnie stosowane w małych urządzeniach: smartfony, aparaty fotograficzne, kamery cyfrowe, itp.

URZĄDZENIA WEJŚCIA/WYJŚCIA

Każdy komputer musi wymieniać informację ze swoim otoczeniem, aby był użyteczny. Wykonywane jest to przez tzw. porty wejścia/wyjścia. Do portów we/wy podłączone są różne urządzenia zewnętrzne. Gniazda tych portów znajdują się na obudowie komputera:

Przykładowe urządzenia we/wy współpracujące z komputerem przedstawiamy poniżej:

 

Klawiatura	Myszka	Panel dotykowy

 

Dżojstik	Gamepad	Kierownica

 

Monitor ekranowy	Rzutnik	Okulary Virtual Reality

 

Drukarka	Drukarka 3D	Ploter

 

Router wi-fi	Karta wi-fi	Tuner TV

Dzięki urządzeniom wejścia/wyjścia komputer może pobierać informację ze świata zewnętrznego, przetwarzać ją, a następnie przekazywać wyniki przetwarzania.

PROCESOR

Każdy element komputera jest ważny, jednak procesor jest elementem kluczowym. Nazwa procesor pochodzi od słowa angielskiego "process", przetwarzanie. Procesor jest jakby mózgiem komputera. Przetwarzanie informacji jest procesem dosyć skomplikowanym, jednak postarajmy się go w prosty sposób opisać. Procesor jest bardzo złożonym układem scalonym, którego dopracowanie zajęło firmom elektronicznym wiele dziesięcioleci. Procesor wykonuje program instruujący go krok po kroku, co ma w danej chwili zrobić. Program zbudowany jest z ciągu instrukcji, które komputer przechowuje w swojej pamięci operacyjnej w postaci słówek bitowych. Każde takie słówko oznacza jakąś instrukcję dla procesora, ale dla człowieka program ten jest zupełnie nieczytelny. Binarnie wygląda tak:

Na szczęście nie musisz tych słówek rozumieć, wystarczy, że rozumie je procesor. Wykonanie programu rozpoczyna się od ściśle określonego słówka bitowego, nazwijmy go instrukcją. Procesor pobiera tę instrukcję z pamięci, po czym rozpoznaje ją i wykonuje określoną przez tę instrukcję operację. Po wykonaniu instrukcji cykl się powtarza i procesor pobiera z programu następną instrukcję, rozpoznaje ją i wykonuje, itd. W ten sposób procesor realizuje program.

Program określa dokładnie, co procesor ma zrobić z danymi, gdzie ma umieścić wyniki, itp. Tymi sprawami zajmiemy się w klasie II, gdy będziemy się uczyć programowania.

Pierwszym procesorem w postaci układu scalonego był mikroprocesor Intel 4004 wyprodukowany w roku 1971 przez firmę Intel

Potrafił on przetwarzać naraz 4 bity informacji. Układ ten stosowano w kalkulatorach produkowanych przez japońską firmę Busicom. Dzięki zastosowaniu mikroprocesora zmniejszyła się liczba układów potrzebnych w kalkulatorze. Jednocześnie zauważono, iż układ ten po zmianie programu mógł realizować inne zadania, czyli był układem uniwersalnym.

Współczesne procesory są układami bardzo skomplikowanymi i posiadają ogromną moc przetwarzania informacji. W jednym układzie umieszcza się kilka rdzeni, dzięki czemu procesor może jednocześnie wykonywać kilka programów, co dodatkowo zwiększa jego moc obliczeniową.

Komputery posiadają kilka rodzajów pamięci operacyjnej:

Program startowy znajduje się zatem w pamięci ROM lub FLASH twojego komputera. Do czego służy ten program? Program startowy testuje i uruchamia składniki komputera takie jak: karta graficzna (generuje obraz na monitorze), pamięć RAM, dyski twarde, karta sieciowa itp. Po inicjalizacji, jeśli wszystko działa, program startowy próbuje załadować z dysku twardego komputera (lub z karty pamięci w przypadku urządzeń bezdyskowych) inny program, który nazywa się systemem operacyjnym. System operacyjny przejmuje następnie kontrolę nad komputerem i pozwala użytkownikowi w wygodny sposób korzystać z jego zasobów. Wynika z tego, iż start komputera wygląda następująco:

Dlaczego tak? Czy nie możnaby wszystkiego umieścić w ROM/FLASH komputera? Możnaby i tak właśnie dawniej robiono. Np. wszystkie stare komputery domowe posiadały system operacyjny w pamięci stałej. Po włączeniu zasilania, komputer po krótkiej chwili był gotów do pracy. Jednak rozwiązanie to ma kilka wad. Współczesne komputery są bardzo skomplikowane i program je obsługujący również jest bardzo skomplikowany. Wymagałby pamięci o dużej pojemności. Co więcej, współczesne komputery mogą składać się z elementów produkowanych przez różne firmy i wymagających specyficznej obsługi. Trudno byłoby umieścić w pamięci ROM/FLASH wszystkie warianty oprogramowania. Dlatego zrezygnowano z tego i system operacyjny umieszczono w pamięci zewnętrznej, która ma bardzo dużą pojemność. W czasie startu komputer wczytuje tylko te składniki systemu, które są mu konieczne do obsługi urządzeń obecnych w komputerze. Reszta pozostaje w pamięci zewnętrznej i w razie konieczności może zostać załadowana do pamięci operacyjnej. Zwiększa to elastyczność systemu operacyjnego.

Niektóre urządzenia komputerowe (aparaty fotograficzne, kamery, drukarki) posiadają wbudowane systemy operacyjne jak za dawnych czasów. Po włączeniu są one od razu gotowe do pracy.

Opracowano bardzo wiele systemów operacyjnych. Na komputerach PC powszechnie stosuje się dwa podstawowe systemy operacyjne:

Windows 10	Linux Ubuntu

System Windows stosowany jest zwykle przez użytkowników domowych oraz w biurach. System Linux używany jest zwykle przez użytkowników bardziej zaawansowanych, ponieważ wymaga więcej umiejętności. Na innych urządzeniach komputerowych możesz spotkać inne systemy operacyjne:

Mac OS - komputery Apple Macintosh	Android - tablety, smartfony, tvboxy, itp.

Jakie funkcje spełnia system operacyjny? Jest ich wiele. Jedną z nich jest organizowanie danych na dyskach. Dane są przechowywane w postaci plików, grupowanych w katalogach (folderach). Dzięki temu możesz szybko odnaleźć pożądany plik. W systemie Windows dostęp do danych na dyskach uzyskujesz poprzez aplikację Eksploratora Plików:

System operacyjny pozwala ci uruchamiać aplikacje, które masz zainstalowane w swoim komputerze:

System operacyjny daje ci dostęp do sieci, w której pracuje twój komputer.

System operacyjny pozwala na jednoczesne uruchomienie wielu programów, co zwiększa efektywność wykorzystania komputera.

W Windows programy mogą pracować w niezależnych oknach (stąd nazwa systemu: Windows po angielsku to okna). System operacyjny pozwala tym programom wymieniać dane, np. poprzez schowek.

System operacyjny udostępnia środowisko graficzne, dźwiękowe i sieciowe. Wymusza to jednolitość obsługi aplikacji - nie musisz wszystkiego uczyć się od nowa z każdym nowym programem. Wszystko to nazywa się nazywa się interfejsem użytkownika, czyli łączem pomiędzy fizycznymi składnikami komputera a użytkownikiem, który z nich korzysta.

Instrukcja:

POWODZENIA.