Процесор, памет, вход и изход

Как работят компютрите Памет, процесор, вход и изход [Мадисън] Привет, аз съм Мадисън Макси, имам компания на име "Лумиа" и ние се занимаваме с изработка на смарт тъкани за смарт облекло и смарт текстилни продукти. Текстилът предлага безброй възможности. [Даниел] Казвам се Даниел Апълстоун и съм главен изпълнителен директор на Other Machine. Ние строим компактна фрезова машина. Фрезовата машина използва въртящ се инструмент за рязане и го движи по някакъв материал, за да произведе триизмерен предмет. [Мадисън] Под капака всички компютри извършват същите четири основни действия. Те приемат информация, съхраняват я и я обработват и накрая извеждат информация. Всяко от тези действия се извършва от различна част на компютъра. Съществуват входни устройства, които приемат входни данни от външния свят и ги превръщат в двоична информация. Има памет, в която се съхранява тази информация. Съществува централен процесор, или CPU, където се извършват всички изчисления. Накрая, има изходни устройства, които взимат информацията и я превръщат в изходни данни. [Даниел] Нека първо поговорим за входните данни. Компютрите приемат много видове входни данни – от клавиатурата на компютъра, от сензорния екран на телефона, камера, микрофон, GPS... Дори сензорите на автомобил, термостат или дрон са също видове входни устройства. Сега нека видим прост пример за това как входните данни пътуват през компютъра и се превръщат в изходни. Когато натиснеш клавиш на клавиатурата, например "B", клавиатурата превръща буквата в число. Това число се изпраща като двоично – единици и нули, вътре в компютъра. Като започва от това число, компютърът изчислява как да покаже буквата B пиксел по пискел. Централният процесор (CPU) заявява инструкции от паметта за това как стъпка по стъпка да нарисува буквата "B". CPU изпълнява тези инструкции и запазва резултата като пиксели вътре в паметта. Накрая тази информация за пикселите се изпраща в двоичен вид до екрана, който е изходно устройство. Той превръща двоичните сигнали в малки светлини и цветове, които съставят това, което виждаш. [Мадисън] Всичко това се случва толкова бързо, че се усеща като мигновено. Но за да покаже всяка буква, компютърът изпълнява хиляди инструкции, които започват от момента, в който натиснеш клавиш на клавиатурата. В този пример изходното устройство беше екран, но има много различни видове изход, които примат двоични сигнали от компютъра и правят нещо във физическия свят. Например, колонките произвеждат звук, триизмерният принтер ще принтира предмет. Изходните устройства могат да контролират физически движения, като това на роботизирана ръка или на двигателя на колата, или режещият инструмент на фрезовата машина, която произвеждаме. Новите видове входни и изходни устройства позволяват на компютрите да си взаимодействат със света по съвсем нови начини. Това е така благодарение на подобренията в скоростта и размера на паметта и на централния процесор. Колкото по-сложна е една задача и колкото повече информация има на входа и изхода, толкова повече изчислителна мощ и памет са нужни на компютъра. Печатането на букви по екрана може да е лесно, но за създаването на сложни 3D графики или за заснемането на HD филм, съвременните компютри често използват няколко процесора, за да обработят цялата тази информация и имат много гигабайта памет, в която да я съхранят. [Мадисън] Без значение за какво използваш компютъра, всяко едно действие опира до това да се въведе информация от физическия свят, да се съхрани и обработи тази информация, и накрая да се изведе информация обратно във физическия свят.