Računalnik je elektronska naprava, ki sprejema podatke, izvaja operacije, prikazuje rezultate in po potrebi shranjuje podatke ali rezultate. Gre za kombinacijo strojna in programska oprema vire, ki se integrirajo in uporabniku zagotavljajo različne funkcionalnosti. Strojna oprema so fizične komponente računalnika, kot so procesor, pomnilniške naprave, monitor, tipkovnica itd., medtem ko je programska oprema nabor programov ali navodil, ki jih strojna oprema potrebuje za pravilno delovanje.

Komponente računalnika

V bistvu so tri pomembne komponente računalnika:

1. Vhodna enota
2. Centralna procesna enota (CPE)
3. Izhodna enota

1. Vhodna enota:

Vhodna enota je sestavljena iz vhodnih naprav, ki so priključene na računalnik. Te naprave sprejmejo vhod in ga pretvorijo v binarni jezik, ki ga računalnik razume. Nekatere običajne vnosne naprave so tipkovnica, miška, igralna palica, optični bralnik itd.

dedovanje v c++

• Vhodna enota se oblikuje s priključitvijo ene ali več vhodnih naprav na računalnik.
• Uporabnik vnese podatke in navodila prek vnosnih naprav, kot so tipkovnica, miška itd.
• Vhodna enota se uporablja za posredovanje podatkov procesorju za nadaljnjo obdelavo.

2. Centralna procesna enota:

Ko so informacije vnesene v računalnik z vhodno napravo, jih procesor obdela. CPE se imenuje možgani računalnika, ker je nadzorni center računalnika. Najprej pridobi navodila iz spomina in jih nato interpretira, da ve, kaj mora storiti. Po potrebi se podatki pridobijo iz pomnilnika ali vhodne naprave. Nato CPE izvede ali izvede zahtevano računanje in nato bodisi shrani izhod ali ga prikaže na izhodni napravi. CPE ima tri glavne komponente, ki so odgovorne za različne funkcije: aritmetično logično enoto (ALU), krmilno enoto (CU) in pomnilniške registre.

A. Aritmetična in logična enota (ALU): ALU, kot pove že njeno ime, izvaja matematične izračune in sprejema logične odločitve. Aritmetični izračuni vključujejo seštevanje, odštevanje, množenje in deljenje. Logične odločitve vključujejo primerjavo dveh podatkovnih elementov, da ugotovimo, kateri je večji ali manjši ali enak.

• Aritmetično logična enota je glavna komponenta CPE
• Je temeljni gradnik CPE.
• Aritmetična in logična enota je digitalno vezje, ki se uporablja za izvajanje aritmetičnih in logičnih operacij.

B. Krmilna enota: Krmilna enota usklajuje in nadzoruje pretok podatkov v in iz CPU ter nadzoruje tudi vse operacije ALU, pomnilniških registrov in tudi vhodno/izhodnih enot. Odgovoren je tudi za izvajanje vseh navodil, shranjenih v programu. Dekodira pridobljeno navodilo, ga interpretira in pošilja krmilne signale vhodno/izhodnim napravam, dokler ALU in pomnilnik pravilno ne izvedeta zahtevane operacije.

• Krmilna enota je sestavni del centralne procesne enote računalnika, ki usmerja delovanje procesorja.
• Računalniškemu pomnilniku, aritmetični in logični enoti ter vhodnim in izhodnim napravam daje navodila, kako se odzvati na navodila procesorja.
• Za izvajanje navodil komponente računalnika prejemajo signale iz krmilne enote.
• Imenuje se tudi centralni živčni sistem ali možgani računalnika.

C. Pomnilniški registri: Register je začasna pomnilniška enota v CPE. Ti se uporabljajo za shranjevanje podatkov, ki jih neposredno uporablja procesor. Registri so lahko različnih velikosti (16-bitni, 32-bitni, 64-bitni in tako naprej) in vsak register znotraj CPE-ja ima posebno funkcijo, kot je shranjevanje podatkov, shranjevanje navodil, shranjevanje naslova lokacije v pomnilnik itd. Uporabniški registri programer v zbirnem jeziku ga lahko uporablja za shranjevanje operandov, vmesnih rezultatov itd. Akumulator (ACC) je glavni register v ALU in vsebuje enega od operandov operacije, ki se izvede v ALU.

Pomnilnik, priključen na CPE, se uporablja za shranjevanje podatkov in navodil in se imenuje notranji pomnilnik Notranji pomnilnik je razdeljen na več lokacij za shranjevanje, od katerih lahko vsaka shrani podatke ali navodila. Vsaka pomnilniška lokacija je enake velikosti in ima naslov. S pomočjo naslova lahko računalnik enostavno prebere katero koli pomnilniško lokacijo, ne da bi moral iskati po celotnem pomnilniku. Ko se program izvaja, se njegovi podatki prekopirajo v notranji pomnilnik in se v pomnilniku shranijo do konca izvajanja. Notranji pomnilnik se imenuje tudi primarni ali glavni pomnilnik. Ta pomnilnik se imenuje tudi RAM, to je pomnilnik z naključnim dostopom. Čas dostopa do podatkov je neodvisen od njihove lokacije v pomnilniku, zato ta pomnilnik imenujemo tudi pomnilnik z naključnim dostopom (RAM).

• Pomnilniška enota je primarni pomnilnik računalnika.
• Shranjuje podatke in navodila.
• Podatki in navodila so trajno shranjeni v tej enoti, tako da so na voljo, kadar koli je to potrebno.

3. Izhodna enota:

Izhodna enota je sestavljena iz izhodnih naprav, ki so priključene na računalnik. Pretvori binarne podatke, ki prihajajo iz CPE, v človeku razumljivo obliko. Običajne izhodne naprave so monitor, tiskalnik, risalnik itd.

• Izhodna enota prikaže ali natisne obdelane podatke v uporabniku prijaznem formatu.
• Izhodna enota se oblikuje s priključitvijo izhodnih naprav računalnika.
• Izhodna enota sprejme informacije iz CPE in jih prikaže v uporabniku berljivi obliki.

Značilnosti računalnika

1. Hitrost: Računalniki lahko izvedejo na milijone izračunov na sekundo. Hitrost računanja je izjemno visoka.

2. Natančnost: Ker računalniki delujejo na vnaprej programirani programski opremi, ni prostora za človeške napake.

3. Pridnost: Istočasno in z enako natančnostjo lahko izvajajo zapletene in dolge izračune.

4. Vsestranski: Računalniki so zasnovani tako, da so vsestranski. Izvajajo lahko več operacij hkrati.

5. Shranjevanje: Računalniki lahko v svoj pomnilnik shranijo veliko količino podatkov/navodil, ki jih je mogoče priklicati kadar koli.