La persona media che usa un personal computer su base frequente non pensa a cosa succede all';interno di un personal computer una volta accesa l';elettricità. Finché la loro versione di MS Windows viene visualizzata in pochi secondi, la maggior parte delle persone è felice di continuare con quello che vuole fare sul proprio personal computer. Un personal computer passa attraverso molti processi dal momento in cui l';elettricità viene accesa prima che il suo sistema operativo (ad esempio Windows, Linux) sia completamente caricato e prenda il sopravvento. Il sistema operativo è memorizzato sul disco rigido di un personal computer. È memorizzato sul disco rigido perché questo tipo di storage è molto meno costoso e un sistema operativo richiede una grande quantità di spazio di archiviazione. Quindi, al fine di rendere i personal computer più economici, sono progettati per utilizzare una combinazione di ROM, DRAM e dischi rigidi. Un resoconto di ciascuno segue.
Dentro il tuo computer - Bettina Bair
Una volta che l';interruttore elettrico è acceso, inizia il processo di :avvio:. Per :avviare: un personal computer significa semplicemente iniziarlo. L';elettricità passa quindi attraverso tutte le fiche e i loro circuiti. Le istruzioni per ciò che il personal computer intende fare successivamente si trovano nella memoria di sola lettura, sistema di input / output di base (BIOS ROM). La ROM è una memoria che può essere letta solo da e contiene dati che sono permanentemente bruciati. È non volatile e non verrà perso o svanito una volta spenta l';elettricità.
BIOS ROM o solo BIOS, ha lo scopo di iniziare a dare istruzioni non appena riceve elettricità. Il BIOS contiene un intero set di istruzioni, in effetti un programma per personal computer scritto nel chip che gestisce il processo di avvio. Senza il BIOS, il personal computer non saprebbe cosa fare dopo. La prima attività che il BIOS completa è quella di assicurarsi che tutti i componenti hardware funzionino correttamente (ad esempio: unità disco, bus esterni, mouse, stampante). Questo è chiamato un test automatico dell';elettricità (POST). Una volta completato il POST, il BIOS attiva altri chip su diverse schede installate nel personal computer (SCSI e schede grafiche) e fornisce una serie di routine di basso livello che il sistema operativo utilizza per interfacciarsi con dispositivi hardware diversi come la tastiera, mouse, stampante, ecc.
Una volta completato il POST, il BIOS passa la fase successiva del processo di avvio all';unità di elaborazione centrale (CPU). L';unità di elaborazione centrale è un processore a chip singolo o un microprocessore che ha due caratteristiche distintive:
1. La CPU esegue tutte le operazioni matematiche e logiche tra cui matematica di base e confronti di due o più numeri.
2. L';unità di elaborazione centrale ha la capacità di gestire in modo intelligente il flusso di istruzioni e dati che entrano ed escono dai suoi circuiti.
L';ultima istruzione che la ROM invia alla CPU è di andare in una posizione precisa o in un indirizzo per localizzare la sua prossima istruzione. Un indirizzo è una stringa di numeri che fornisce istruzioni su dove trovare qualcosa, proprio come un indirizzo su una busta. I personal computer utilizzano gli indirizzi per tenere traccia dei dati più o meno allo stesso modo in cui li utilizza l';ufficio postale per localizzare residenze e attività commerciali. Maggiore è il numero in un indirizzo, più località a cui può fare riferimento. I personal computer più presenti utilizzano uno spazio di indirizzamento a 32 bit per la memoria, il che indica che ci possono essere oltre quattro miliardi di posizioni separate per contenere i dati.
L';istruzione che il BIOS ROM vuole che l';unità di elaborazione centrale esegua viene inviata attraverso un chip su un bus (una serie di fili) all';indirizzo specificato. Il bus dati è in grado di trasportare dati all';interno e all';esterno del chip all';interno della CPU. I dati non sono disponibili all';interno della CPU, quindi deve cercare altrove. La CPU quindi invia l';indirizzo su un altro bus chiamato bus di indirizzo. Quando la CPU fa questo, si chiama un fetch. Il bus degli indirizzi sta :recuperando: i dati da altrove nel personal computer. Il bus indirizzo è in grado di trasportare istruzioni solo dalla CPU.
Il bus indirizzi recupera i dati dalla memoria del personal computer. La memoria è una sorta di chip di silicio che può contenere istruzioni o dati. Questo tipo di memoria può essere letto o scritto dalla CPU, ma questo tipo di memoria o DRAM (Dynamic Random Access Memory) è volatile. Una volta spenta l';elettricità, la DRAM perde memoria o dati. Poiché la DRAM è fondamentalmente una lavagna vuota, la CPU ha dentro, una serie di istruzioni sequenziali su dove cercare i dati richiesti.
Prima che l';indirizzo bus possa arrivare alla memoria, deve passare attraverso un set di chip chiamato chipset. Il chipset si riferisce a una serie di chip che forniscono un';interfaccia intelligente per il funzionamento principale di un personal computer - unità di elaborazione centrale, memoria, grafica, sistema I / O, descritta come logica di base o logica di colla. Se i dati necessari al chipset non sono in memoria, il chipset lo invia o lo reindirizza al bus Input / Output (I / O). Il bus I / O collega il chipset a luoghi supplementari in cui sono memorizzati i dati, come ad esempio il disco rigido. Il disco rigido consente alla CPU di leggere e scrivere su di esso. Il disco rigido non è volatile, quindi conserva i dati o i dati una volta spenta l';elettricità. Un disco rigido è molto più lento nel recuperare i dati dalla memoria, ma la memoria è molto più costosa.
Una volta che il disco rigido riceve l';indirizzo (tramite il bus I / O e il chipset), recupera i dati e li rimanda attraverso il chipset, quindi lo reinserisce nel bus degli indirizzi nella CPU. Il chipset funziona come un ponte per i due bus; il bus I / O e il bus indirizzo.
L';unità di elaborazione centrale utilizza una sequenza di quattro passaggi: raccolta, decodifica, esecuzione e archiviazione. Poiché la CPU non conserva la sua memoria, deve ottenere i suoi dati o recuperare i dati da altrove nel personal computer. Per aiutare con la velocità del processo di recupero, la CPU ha un';area di precaricamento per rendere i dati disponibili più facilmente.
Una volta che i dati sono stati recuperati, devono essere decodificati. Parte del processo di decodifica della CPU è decidere quali circuiti sono appropriati per l';esecuzione delle istruzioni. Una volta che la decisione è stata presa, la CPU inizia ad eseguire le istruzioni. La parte della CPU in cui avviene l';effettiva esecuzione delle istruzioni è chiamata Arithmetic Logical Unit (ALU). L';ALU include gruppi di transistor, noti come porte logiche, che sono organizzati per eseguire operazioni matematiche e logiche di base. Le porte logiche sono raggruppate in circuiti elettrici che eseguono le istruzioni della CPU come :aggiungi: due numeri o :confronta: due numeri.
Il passaggio finale dell';unità di elaborazione centrale è per memorizzare i dati. Questo passaggio finale ha luogo dopo che l';ALU ha completato i suoi calcoli. I risultati dei calcoli sono memorizzati su un chip che ha un';area chiamata registro. È possibile accedere ai registri più rapidamente di qualsiasi altro tipo di memoria, ma solo per il contenimento temporaneo (archiviazione) dei dati.
La CPU ha anche un orologio al suo interno per mantenere il tempo di tutto il flusso di dati e processi del personal computer. Questo orologio è vitale per la sincronizzazione di tutti i processi del personal computer. Questo orologio CPU controlla tutte le operazioni sul proprio chip. I processi della CPU possono anche essere interrotti da un chip del controller di interrupt esterno che fa parte del chipset. Il chipset contiene un piccolo database di vettore di interrupt (tabella numerica). Quando un segnale di interruzione arriva sul chip, la CPU salva ciò che sta facendo e va al vettore di interrupt per localizzare l';indirizzo dell';istruzione che l';interrupt sta dicendo di eseguire invece. Una volta terminato con l';interrupt, torna a ciò che stava facendo. La CPU individua ciò che stava facendo in un registro chiamato stack. Se gli interrupt non fossero possibili, la CPU dovrebbe completare un task prima di poterne avviare un altro causando una notevole riduzione della velocità.
Ora che l';unità di elaborazione centrale ha trovato il sistema operativo, caricato in memoria, il sistema operativo subentra e il personal computer è ora pronto per essere utilizzato dal suo proprietario. L';utente può ora controllare la posta elettronica, giocare a un gioco o fare qualsiasi cosa vogliano fare quando ha avviato il personal computer. Come funzionano i computer I computer si sono sviluppati così velocemente da essere incredibili, i computer avevano funzionalità limitate, questi erano coperti da un software molto limitato, quindi una società chiamata Microsoft è nata, portando tutte le cose (alcune persone dicono male?) Al industria informatica.
I programmatori hanno creato un software, consentendo ai produttori di computer di costruire computer più veloci, che erano molto più piccoli, se si è abbastanza vecchi da ricordare i computer degli anni ';70, ogni computer occupava un intero ufficio, ora i computer sono piccoli in confronto.
Ora, nel 2008, sempre più produttori utilizzano il computer standard che usiamo a casa, per uso industriale. Il problema è che il computer è stato progettato per essere utilizzato in un ambiente fresco o in un ambiente domestico, non in un pavimento polveroso o sporco.
Quando prendi un computer standard o anche una stampante laser standard e lo metti in un ufficio, questo è l';ideale, ma se dovessi metterli in aree pericolose ha diverse cose da tenere in considerazione.
# 1. Come verranno raccolte le informazioni sulla fabbrica? Quindi sorge il problema che la rete di dati aziendali deve essere estesa all';officina, ora il problema è che qualsiasi interferenza delle radiofrequenze prodotte dalle macchine influenzerà il monitor.
# 2. Come verrà alimentato il computer? La soluzione è che il circuito elettrico deve essere esteso per incorporare i computer, questo allora causa un problema se i cavi corrono negli stessi cavi di cablaggio dei cavi dati, come si troverà trasferendo i dati molto lentamente, a causa della presenza di cavi di alimentazione.
La soluzione consiste nell';avere i dati e i cavi di alimentazione in vassoi separati, a condizione che siano distanti almeno 8 pollici. Se i cavi si trovano nel vuoto sul tetto, possono incrociarsi tra loro, purché si trovino al 90% l';uno rispetto all';altro.
# 3. Danni al monitor del computer? questo potrebbe essere costoso e pericoloso, se l';area elabora alimenti o alimenti.
# 4. Se polvere o fluidi entrano nel disco rigido, questo si tradurrà in una perdita di dati, quindi immagini la frustrazione del direttore di produzione, scoprendo i record di quei giorni la produzione è andata persa, potrebbero essere necessarie altre 8 ore in produzione persa per scoprire quali lavori sono stati completati.
Ora i programmatori di software hanno creato, consente alle aziende di vedere in tempo reale? quanto è redditizio il business e mette la Direzione in totale controllo della propria attività. Permettendo loro di vedere quale membro del personale è il più produttivo e quale membro del personale crea la maggior parte degli scarti!
La maggior parte dei produttori ha deciso che, come parte dell';investimento nella soluzione di raccolta dati in officina, è necessario proteggere i computer da polvere e liquidi, oltre a proteggerli da atti di vandalismo da parte dello staff di produzione.
Ora installano computer standard in custodie per PC che li proteggono da polvere, liquidi e personale!