1.08. Схема устройства компьютера
Схема устройства компьютера
Итак, схема устройства компьютера выглядит следующим образом:
Как всё работает?
В главных ролях:
- Компьютер в роли кабинета;
- Блок питания – электричество в кабинете;
- Материнская плата в роли начальника;
- BIOS/UEFI – завхоз;
- Хранилище – архив, а диск - архивариус;
- Процессор – главный работник;
- Операционная система – инструкция для кабинета;
- Оперативная память – рабочий стол;
- Устройства ввода – входная дверь;
- Устройства вывода – выходная дверь;
- Видеокарта – художник, а видеопамять – мольберт;
- Сетевой адаптер – курьер;
- Звуковая карта – музыкант;
- Порты – окна кабинета.
А теперь рассмотрим эту историю как спектакль.
| Спектакль | Реальность |
|---|---|
| В кабинете включили свет, люстры включились, начальник проверил, все ли на месте, завхоз решает, с чего начать работу (с архива). | Блок питания подаёт ток; материнская плата выполняет самотестирование компонентов (POST); BIOS/UEFI решает, с чего начать загрузку (например, с жёсткого диска). |
| Подготовка к рабочему дню: архивариус передал инструкции по работе для всего кабинета, положил работникам на рабочий стол; главный работник сразу ознакомился с правилами; архивариус также оставил руководство на столе, чтобы можно было заглянуть при необходимости. | Загрузка операционной системы: SSD/HDD передаёт ОС в оперативную память; процессор начинает выполнять её инструкции; часть системных данных остаётся в памяти как справочник (например, драйверы, системные библиотеки). |
| Принесли новый документ, занесли через входную дверь №1; работник прочитал, понял задачу, пошёл готовить ответ; для работы ему понадобится дело из архива — он отправляется туда; дело положил на рабочий стол, чтобы было под рукой, но если дел много — будет доставать по частям, так как места на столе не так много. У работника есть блокнотик, куда он записывает краткие тезисы. | Устройство ввода (мышь/клавиатура) сообщает о действии пользователя; процессор ищёт нужный файл на HDD/SSD и загружает его в оперативную память; если данных слишком много — часть остаётся на диске; процессор использует кэш (L1/L2/L3), чтобы хранить часто используемые данные. |
| Подготовка ответа, работа с документом; с текстом работник справляется сам, если нужно нарисовать — зовёт художника; если нужно сыграть мелодию — зовёт музыканта; художник рисует сначала на мольберте, там смешивает цвета, показывает результат главному работнику. Главный работник говорит подчинённым, что делать. | Процессор обрабатывает текстовые данные; для графики передаёт задачу видеокарте (GPU); для звука — звуковой карте; GPU использует видеопамять (VRAM), рассчитывает изображение и передаёт результат; процессор координирует взаимодействие всех компонентов. |
| Уборка в кабинете; после того как работа была завершена, главный работник убирает всё лишнее со стола, убирает обратно в архив; если стол завален, часть документов временно скидывает в ящик; И вот тебе на! Если отключить свет, то кто-то украдёт всё со стола! | Процессор очищает оперативную память, сохраняет важные данные на диск; если ОЗУ переполнена — используется файл подкачки (swap/pagefile); при аварийном выключении все незаписанные данные в ОЗУ теряются безвозвратно. |
| Документ уходит заявителю; картину передают в выходную дверь №1; мелодию передают в выходную дверь №2; также есть возможность передать документы курьеру, чтобы он отвёз к заявителю. Есть ещё куча окон, к которым могут припарковаться разные наёмные рабочие. | Изображение выводится на монитор через HDMI/DisplayPort; звук передаётся на колонки или наушники через аудиовыход; сетевой адаптер отправляет данные по сети; USB-порты и другие интерфейсы позволяют подключать внешние устройства. |
| Конец рабочего дня. Главный работник убирает всё обратно в архив, а начальник по инструкции спрашивает — все всё убрали, закончили? Потом свет выключают и все идут отдыхать. | Завершение работы: процессор и ОС сохраняют системные данные на диск; проверяется, что все процессы завершены; блок питания отключает питание компонентов. Компьютер переходит в состояние покоя. |
Таким образом, компьютер – это целая команда, где каждый играет свою роль. Если кто-то медленный и слабый, остальные его ждут.