Digitala datorer är byggda från en hierarki av byggstenar, allt från de mest grundläggande fysiska komponenterna till komplexa mjukvarusystem. Här är en uppdelning från botten upp:
1. Fysiska komponenter (hårdvara):
* Semiconductors: Längst ner finns material som kisel, som används för att skapa transistorer och integrerade kretsar (ICS). Transistorer fungerar som elektroniska switchar, de grundläggande byggstenarna för all digital logik.
* Transistorer &logikgrindar: Transistorer kombineras för att skapa logiska grindar (och, eller inte, NAND eller, XOR, XNOR), som utför grundläggande booleska operationer.
* Integrerade kretsar (ICS): Miljontals eller miljarder transistorer och logikgrindar är integrerade i ett enda kiselchip (även kallad en mikrochip). Dessa IC:er utgör grunden för mer komplexa komponenter.
* mikroprocessorer (CPU): Central Processing Unit (CPU) är en komplex IC som hämtar instruktioner, avkodar dem och utför aritmetiska och logiska operationer. Det är datorns "hjärna".
* Memory (RAM &ROM): Slumpmässigt åtkomstminne (RAM) är flyktigt minne som används för att lagra data och instruktioner som för närvarande används av CPU. Skriv only minne (ROM) lagrar permanenta instruktioner som behövs för att datorn ska starta upp.
* Lagringsenheter: Dessa inkluderar hårddiskar (HDD), solid-state-enheter (SSD) och optiska enheter (CD/DVD), som ger långvarig lagring för data.
* Input/Output (I/O) -enheter: Dessa gör det möjligt för datorn att interagera med omvärlden, inklusive tangentbord, möss, bildskärmar, skrivare och nätverksgränssnitt.
* Moderkort: Ett tryckt kretskort som ansluter alla hårdvarukomponenter tillsammans.
* Strömförsörjning: Ger den elektriska kraften som behövs för alla komponenter.
2. Arkitektoniska komponenter:
* bussystem: En uppsättning elektriska ledare som ansluter olika komponenter på datorn och gör att de kan kommunicera med varandra.
* Systemklocka: Genererar timingpulser som synkroniserar operationerna för olika delar av datorn.
* Instruktionsset Architecture (ISA): Definierar uppsättningen instruktioner som CPU kan utföra.
3. Programvarukomponenter:
* Operativsystem (OS): Hanterar datorns hårdvaru- och mjukvaruresurser, ger ett användargränssnitt och gör det möjligt för applikationer att köra.
* Systemprogramvara: Inkluderar OS, verktyg, förare och firmware.
* Applikationsprogramvara: Program utformade för att utföra specifika uppgifter, till exempel ordbehandling, kalkylblad, spel etc.
* Programmeringsspråk: Används för att skapa programvara, allt från lågnivåspråk som montering till språk på hög nivå som Python, Java och C ++.
I huvudsak bildar byggstenarna en skiktad hierarki. De fysiska komponenterna är grunden, på vilken arkitektoniska komponenter bygger, och slutligen ger programvarukikt den funktionalitet som användare interagerar med. Varje lager förlitar sig på skikten under det.
