Хардуер и софтуер

Как работят компютрите Хардуер и софтуер [Ерика] Здравей, аз съм Ерика Гомез и съм инженер-мениджър в amazon.com. Едно от най-хубавите неща в работата с технологии, и по-специално в работата в Amazon, е, че водя кучето си на работа всеки ден. Работата ми е да помагам в публикуването на софтуер а нейната работа е да дреме под бюрото ми и да хърка силно. [Джером] Аз съм Джером Холман и съм програмен мениджър в екип Xbox и имам наистина забавна работа. А тя е да обединявам хардуер и софтуера, така че да можеш да можеш да играеш любимите си игри на Xbox. [Ерика] Когато надникнеш в едно компютърно устройство, виждаш купчина схеми, чипове, жици, високоговорители, щепсели и всякакви други неща. Това се нарича "хардуер". А това, което не виждаш, се нарича "софтуер". Софтуерът са всички компютърни програми, или кодът, който се изпълнява на тази машина. Софтуерът може да е всичко – от приложения и игри до уеб страници и научния софтуер, който използваме в моя екип, за да разберем поведението на клиентите. Но как хардуерът и софтуерът си взаимодействат помежду си? Нека започнем, като разгледаме централния процесор, или CPU. [Джером] CPU е главният чип, който командва всички останали части на компютъра. CPU трябва да може да изпълнява различни неща. Вътре в себе си съдържа малки по-прости части, които отговарят за различни задачи. Има схеми, с които извършва прости математически и логически операции. Други схеми служат за получаване и предаване на информация между различни части на компютъра. Същинската магия на CPU е начинът, по който разбира кои схеми да използва и кога да ги използва. [Ерика] CPU получава прости команди, които му указват коя схема да използва за специфична задача. Например команда "add" ("събери") го инструктира да използва схема "събирач", за да изчисли ново число. Комадна "store" ("съхрани") го инструктира да използва различна схема, за да запази резултата в паметта. Също както при числата, всички тези команди могат да бъдат представени чрез двоичен код с единици и нули или с включени или изключени електрически сигнали. Двоичните команди се съхраняват в паметта, а CPU ги извиква и изпълнява в стриктна последователност – една след друга. Тази последователност от команди е всъщност много проста компютърна програма. [Джером] Двоичният код е най-основната форма на софтуер и контролира целия хардуер на един компютър. В днешно време никой не пише софтуер в двоичен код, защото би отнело ужасно много време. Софтуерът, който пишем днес, изглежда по-скоро така или така, или дори така. Програмни езици като тези ти позволяват да въвеждаш команди, които много наподобяват естествен език. За да начертаеш правоъгълник на екрана, ти трябва просто една единствена команда. Тази команда от по-високо ниво се превръща в стотици и хиляди по-прости двоични команди, които CPU разбира. [Ерика] Софтуерът казва на CPU какво да прави, но когато например слушаш музика и междувременно сърфираш в интернет и си пишеш с приятели, компютърът изпълнява няколко софтуерни програми наведнъж. Как въобще се озовават тези програми в компютъра? И как може CPU да ги изпълни наведнъж? За да разберем, нека разгледаме операционната система. [Бил] Операционната система (ОS) на един компютър е главната програма, която управлява начина, по който софтуерът използва хардуера на компютъра. Например аз създадох операционната система Windows, която се използва в повечето персонални компютри. Операционната система е програма със специални умения, които ѝ позволяват да използва всичкия софтуер на компютъра. Позволява ти да инсталираш нови програми, като ги заредиш в паметта на компютъра си. Решава дали програмата да бъде изпълнена от CPU и дали тази програма да добие достъп до входно-изходните устройства. И когато си мислиш, че компютърът ти изпълнява множество програми наведнъж, всъщност операционната система е тази, която светкавично превключва между програмите, които си споделят достъпа до CPU за части от секундата. [Ерика] Във всеки компютър има операционна система, която управлява софтуер, който контролира хардуера. Софтуерът е серия команди, съставени от прост двоичен код. А двоичният код е просто електрически сигнали, които се носят по милиарди миниатюрни схеми. [Бил] Компютрите имат потенциала да постигат всякакви невероятни неща. Но единственото, което може да направи компютъра умен, си ти. Когато се научиш да пишеш код, ще можеш да дефинираш проблема, който искаш да решиш, и ще можеш да напишеш код, с който да превърнеш идеите си в реалност. Това ти дава силата да създаваш неща, които са важни за теб, за твоята общност и за света.