Компютър

Компютърът е сложна изчислителна машина, състояща се от отделни модули, чието общо предназначение е обработка на информация (данни), представена в цифров (дигитален) вид. Тази обработка се извършва съгласно някакъв алгоритъм, представен в компютъра като програма. Програмата е последователност от инструкции, които водят до решаването на някакъв конкретен проблем или клас от проблеми.

Приложения

Първите електронни компютри са били много скъпи и големи — с размерите на стая. Това ограничавало тяхната употреба само до научни изчисления, често за военни цели. ENIAC например е бил създаден за балистични изчисления, но по-късно е използван за проверка на конструкцията на водородната бомба. Това изчисление, проведено от 15 декември 1945 до януари 1946, включило над един милион перфокарти с данни, и показало, че водородната им бомба не би работила както трябва. (Много от съвременните суперкомпютри също се използват за симулации, включващи ядрени оръжия.) Британският Colossus пък е използван за разбиване на вражеските кодове през Втората световна война.

С развитието на универсалните компютри приложенията им стават практически неизчерпаеми. Основната им функция си остава обработката на данни, но тя придобива много мащабни размери — особено след създаването на глобалната мрежа Интернет. Информацията става все по-важна част от живота на хората, а с това и самите компютри. Развитието на комуникациите и натрупването на огромни количества информация довежда до необходимостта тя да се систематизира. Самият проект Уикипедия например има за цел да систематизира знанията на човечеството(т.е. на много хора) на едно място и да представи максимално ясно за читателя информацията.

Устройство на компютъра

Почти всички съвременни компютри са изградени съгласно архитектурата, описана от Джон фон Нойман. Според нея компютърът се състои от три основни компонента: процесор, памет и входно-изходни устройства.

Следва кратко описание на основни съставни части на един съвременен персонален компютър:

Процесор 

Сърцето на компютъра е процесорът, наричан още Централен процесор, (ЦПУ) (Central Processing Unit, CPU). Той управлява работата на всички останали устройства и изпълнява самата програма (намираща се в паметта на компютъра). Състои се от аритметично-логическо устройство (АЛУ), управляващо устройство (УУ) и регистров блок (РБ). АЛУ изпълнява целочислените (събиране, изваждане и т.н.), логическите (И, ИЛИ, НЕ) и сравнителните операции.

Управляващото устройство следи къде се намира следващата за изпълнение инструкция в паметта и се грижи разултатът от изпълнението на инструкцията да бъде записан в паметта, ако това е посочено в програмата.

Регистровия блок или бързо достъпни клетки. Използва се за служебни цели на УУ и АЛУ и като свръх бърза памет за съхраняване на получаваните резултати.

Дънна платка

Дънната платка (MotherBoard) е една от основните хардуерни части на компютъра. чрез нея се свързват всички останали части - процесор, памет, входно-изходни устройства. Като цяло архитектурата на всяка дънна платка се състои от 2 основни елемента - северен (North bridge) и южен (South bridge) мост.

Оперативна памет

Оперативната памет е последователност от номерирани клетки с еднаква големина, съдържащи информация. Тази информация може да е инструкция, която процесорът трябва да изпълни, или данни, които трябва да се обработят. Всяка клетка има адрес, чрез който програмата се обръща към необходимото място в паметта. Оперативната памет също така бива наричана памет от 1-во ниво, според отдалечеността от процесора. По принцип тя се дели на ROM (Read Only Memory) и RAM (Random Access Memory).

Най-близка до процесора и най-често вградена в него е малка по-размер памет, наречена кеш памет (процесорен кеш). Времето за достъп до тази памет е най-малко. Кешът най-често е разделен на две части - за данни и за инструкции. Процесорът зарежда в кеша си (на база евристични алгоритми) части от оперативната памет, наречени линии, за да ускори изчислителния процес. Поради факта, че оперативната памет работи със скорост, която е в пъти по-малка от тази на процесора, когато последният трябва да ползва ОП, се налага да изчака, което е продиктувало създаването на процесорния кеш. Процесорният кеш за разлика от ОП не може да бъде директно адресиран от програмиста.

Оперативната памет се различава от външната памет по това, че в нея се съхраняват активните програми, т.е. тези, които се изпълняват в момента от процесора. Чрез техника, наречена суопинг (swapping), външната памет (обикновено твърд диск) може да се използва като оперативна. Външната памет под формата на твърд диск се нарича обикновено памет от 2-ро ниво.

Съществува и понятието памет от 3-то ниво, която се използва при компютри с големи изисквания за количеството на съхранените данни. Такива системи са библиотеките от ленти, които могат да съхранят огромно количество информация, но времето за достъп до нея е огромно, защото самата лента трябва да бъде поставена в четящото устройство от автомат, като бъде физически преместена от мястото на съхранение.

Дънната платка, процесорът, оперативната памет и захранващият блок се намират монтирани в т.нар. системен блок или компютърна кутия, към която се свързват входно-изходните устройства - обикновено твърд диск, флопидисково устройство, монитор, клавиатура, мишка и др.

Периферни устройства 

Периферните устройства увеличават функционалността на компютъра. Повечето от тях улесняват и разширяват връзката им с околния свят, в частност с човека.

Основните от тях са:

Монитор 

Мониторът е устройство за извеждане на информация от компютъра към потребителя. Самият монитор е управляван от видеокартата и визуализира подадената информация.

Клавиатура и мишка

Клавиатурата и мишката са периферни устройства, които служат за подаване на информация към компютъра.

Пълен списък на съществуващите периферни устройства е посочен в статията за периферни устройства.