Microsoft PowerPoint - Podstawy działania i budowa logiczna komputera

Co się dzieje po włączeniu komputera

Po wciśnięciu przycisku zasilania komputera (Power supply)

zostaje wysyłany sygnał do zasilacza ATX, który przekształca prąd
zmienny (AC) na prąd stały (DC). Dzięki temu komputer i jego
komponenty otrzymują odpowiednie do ich zasilania napięcia.

Najpierw uruchamia się, zapisany na stałe w pamięci płyty

głównej

program

kontrolujący

sprawność

poszczególnych

elementów systemu – test wewnętrzny POST (power-on self
test).

Co się dzieje po włączeniu komputera

Jeżeli w trakcie tego testu zostanie wykryty błąd, możliwe są

trzy wyjścia, zależne od potencjalnych konsekwencji wystąpienia
błędu, a więc i od tego, które urządzenia już działają:

- zostaje zgłoszony błąd BIOS-u, na przykład Cache Memory

Bad

(błąd pamięci cache) albo Parity Error (błąd parzystości

pamięci, niemożliwy do zlokalizowania błąd pamięci).

- zostaje

wyemitowany kod

dźwiękowy

czyli sygnał

informujący za pomocą określonej sekwencji dźwięków o
charakterze błędu.

- pojawiają się kody POST w razie problemów w trakcie

przeprowadzania testów zainstalowanych urządzeń wysyłane
na ustalony adres wejścia-wyjścia. Aby wyświetlić te kody
potrzebna jest specjalna karta rozszerzeń.

Komunikaty o błędach

( Beep Code)

Zakładając, że do płyty głównej podawane są prawidłowe napięcia

zasilające,  a  głośniczek  jest  sprawny  i  podłączony  do  właściwego
złącza, informacje o występujących błędach mogą być przekazywane
za  pomocą  sygnałów  dźwiękowych.  Kody  dźwiękowe  (Beep  Code)
jak  i  kody  POST  są  zależne  od producenta  BIOSu (Award, Ami,
Phoenix)

Przykładowe kody dźwiękowe BIOS-u Award

- jeden krótki dźwięk - stan normalny, brak błędów

- dźwięk ciągły - uszkodzenie zasilacza

- jeden długi dźwięk – błąd pamięci

- jeden długi i jeden krótki dźwięk - błąd płyty głównej lub

karty rozszerzeń

- jeden długi i dwa krótkie dźwięki – błąd karty graficznej

- trzy długie dźwięki – błąd klawiatury

Co się dzieje po włączeniu komputera

Przy prawidłowo przebiegającym teście wewnętrznym POST:

- Wyświetlony zostaje na ekranie komunikat pochodzący

od karty grafiki.

- Następnie sprawdzany jest procesor, pamięć RAM, dyski i

ewentualnie reszta podłączonych do płyty głównej
elementów.

- Na dole ekranu w pierwszym oknie POST wyświetlana jest

informacja o klawiszu uruchamiającym BIOS (Delete, F2).

- W

drugim oknie POST

wyświetlone są informacje

o urządzeniach i kartach podłączonych do komputera.

Co się dzieje po włączeniu komputera

Po rozpoznaniu urządzeń następuje zainicjowanie procedury

rozruchowej.  Kolejne  urządzenia  (1 st, 2nd .....boot  device)
przeszukiwane  są  pod  kątem  występowania  plików  systemowych
(io.sys, msdos.sys, command.com, config.sys, autoexec.bat  ).  Po
znalezieniu  tych  plików  następuje  zainicjowanie  systemu
operacyjnego WINDOWS.

boot sequence

zazwyczaj istnieje możliwość

konfiguracji kolejności przeszukiwania urządzeń: FDD, CD-ROM,
HDD. Obecnie system można również uruchomić z urządzeń
przenośnych przez port USB np. Pen Drive, USB CD, USB HDD jaki
i z kart pamięci np. Compact Flash czy sieci LAN.

Struktura logiczna komputera

Klasyczny komputer o architekturze podanej przez von

Neumana składa się z trzech podstawowych bloków:

- procesora

- pamięci operacyjnej

- urządzeń wejścia/wyjścia

W pamięci przechowywane są przetwarzane dane oraz

program dla procesora. Urządzenia wejścia/wyjścia
umożliwią wymianę informacji pomiędzy komputerem a
użytkownikiem. Procesor umożliwia przetwarzanie danych.

Struktura logiczna komputera

Osoba posługująca się komputerem (operator) ma bezpośredni

dostęp tylko do urządzeń we/wy. Korzystając z urządzeń
wejściowych operator może zapisać do pamięci komputera
program oraz dane potrzebne do jego wykonania.

Po załadowaniu programu do pamięci komputera może on

zostać w dowolnej chwili wywołany przez operatora. W tym celu
musi on wydać polecenie rozpoczęcia wykonywania programu
przez wymuszenie odczytania pierwszego polecenia.

W czasie wykonywania programu procesor odczytuje kolejne

rozkazy,  które  następnie  musi  rozpoznać.  Po  zdekodowaniu
rozkazu, w zależności od treści tego rozkazu, procesor podejmuje
odpowiednią akcję.  Akcja  ta  polega  na  wykonaniu  odpowiedniej
operacji.  Między  innymi,  z  treści  rozkazu,  może  wynikać
konieczność odczytania argumentów dla niego.

Struktura logiczna komputera

Jeżeli argument znajduje się:

w pamięci, to dalsza akcja polega na odczytaniu adresu tego

argumentu.

w rejestrach procesora to wówczas rozkaz musi wskazywać

adres

odpowiedniego rejestru. Po skompletowaniu całej

instrukcji procesor wykonuje ją, a dalej pobiera następny rozkaz i
cała akcja się powtarza.

w kodzie programu, to odczytane będzie następne słowo(a) z

kodu programu stanowiące ten adres.

Fizyczna reprezentacja informacji w

komputerze

Komputer

jest urządzeniem elektronicznym, więc wszelkie

informacje, jakie do niego docierają reprezentowane są przez
sygnały elektryczne. Wszystkie dzisiejsze komputery rozróżniają
jedynie dwa stany elektryczne:

- 1 – gdy sygnał elektryczny dochodzi do komputera o wartości

od 2V do 5V,

- 0 – gdy sygnału brak lub napięcie jest bardzo niskie od 0V do

0,8 V

BIT

BIT  - (w  ang.  kawałek,  skrót  od binary  digit,  czyli  cyfra  dwójkowa)  – najmniejsza
ilość  informacji  potrzebna  do  określenia,  który  z  dwóch  równie  prawdopodobnych
stanów przyjął układ. Bit przyjmuje jedną z dwóch wartości, które zwykle określa się
jako  0  (zero)  i  1  (jeden),  choć można  przyjąć dowolną inną parę wartości,  np.
prawda i fałsz, tak lub nie czy -1 i +1.Oznaczenie tej jednostki to mała litera b.

Szybkość transmisji danych i przepustowość kanału transmisji mierzy się w bitach
na sekundę (bps, b/s, bit/s), kilobitach na sekundę (kb/s), megabitach na
sekundę (Mb/s) czy w gigabitach na sekundę (Gb/s).

BAJT

(dop.

bajtu

lub bajta) –

najmniejsza adresowalna jednostka
informacji

pamięci

komputerowej,

składająca się z bitów.

Słowo  "bajt" (ang. byte)  powstało
od  angielskiego  "bite"  (gryźć),  jako
najmniejsza  porcja  danych,  które
komputer  może  "ugryźć"  za  jednym
razem

(czyli

pobrać,

zapisać,

przetworzyć).

W praktyce przyjmuje się, że jeden
Bajt to 8 bitów. Oznaczanie literowe
tej jednostki to duża litera B.

256

dy bit

to 2 mo

liwe

informacje: 0 lub 1

bit

Wielokrotności jednostek informacji

Podobnie

jak

wypadku

jednostek

fizycznych,

możemy

tworzyć

wielokrotności jednostek informacji.

Faktycznie, w powszechnym użyciu są wielokrotności jednostek informacji będące
potęgami dwójki. Pewną analogię do wielokrotności jednostek fizycznych pozwala
zachować właściwość mówiąca, że

= 1024 ≈ 1000

Wielokrotności bajta

1 kB = 2

B = 1024 B ≈ tysiąc (małe „k”) /kilobajt/

1 MB = 2

B = 1024 kB = 1048576 B ≈ milion (duże „M”) /megabajt/

1 GB = 2

B = 1024 MB = 1073741824 B ≈ miliard (duże „G”) /gigabajt/

1 TB = 2

B = 1024 GB = 1099511627776 B ≈ bilion (duże „T”) /terabajt/

1 PB = 2

B = 1024 GB = 1125899906842624 B ≈ biliard (duże „P”) /petabajt/

1 EB = 2

B = 1024 PB = 1152921504606846976 B ≈ trylion (duże „E”) /eksabajt

Wielokrotności bita

1 kb = 1 kbit =10

= 1 000 bitów

zwykle: 1 kb = 125 bajtów 8 kb = 1000 bajtów

1 Mb = 1 Mbit = 10

= 1000 kb = 1 000 000 bitów

zwykle: 1 Mb = 125 000 bajtów 8 Mb = 1MB

1 Gb = 1 Gbit = 10

= 1000 Mb = 1 000 000 000 bitów

1Gb = 1024 Mb 8 Gb=8192 Mb(1024 MB)

System binarny dwójkowy

Dwójkowy system liczbowy (inaczej binarny) to pozycyjny

system liczbowy, w którym podstawą jest liczba 2. Do zapisu
liczb potrzebne są więc tylko dwie cyfry: 0 i 1.

Kodowanie w systemie binarnym opiera się na wyznaczaniu reszt

w wyniku kolejnych dzieleń liczby przez 2:

A więc 1984

= (11111000000)

Zamiana z systemu dwójkowego

na dziesiętny

Zamiany z systemu dwójkowego

na dziesiętny można

wykonać poprzez zapisanie liczby jako sumy potęg liczby 2
pomnożonych przez wartość cyfry.

(10100)

= (1*2

) + (0*2

) + (1*2

) + (0*2

) =20

(01011)

= (0*2

) + (1*2

) + (0*2

) + (1*2

) =11

Szesnastkowy system liczbowy

Szesnastkowy

system

liczbowy

(czasem

nazywany

heksadecymalnym

, w skrócie hex) to pozycyjny system liczbowy,

w którym podstawą jest liczba 16. Skrót hex pochodzi od angielskiej
nazwy hexadecimal. Do zapisu liczb w tym systemie potrzebne jest
szesnaście cyfr.

Szesnastkowy system liczbowy stosuje się w informatyce m.in. w

przypadku programowania, sterowania sprzętem komputerowym w
języku HTML i programach do obróbki zdjęć i grafiki.

W najpowszechniejszym standardzie poza cyframi dziesiętnymi od 0

do 9 używa się pierwszych sześciu liter alfabetu łacińskiego: A, B,
C

, D, E, F (dużych lub małych). Cyfry 0-9 mają te same wartości co w

systemie dziesiętnym, natomiast litery odpowiadają następującym
wartościom: A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14 oraz F = 15.

Np. liczba zapisana w systemie szesnastkowym jako 3E8 to 1000 w
dziesiętnym systemie liczbowym: