Как устроен компьютер? Первый и второй уровни - физический и виртуальный

В прошлой статье была рассмотрена общая идея вычислительного устройства — объекта метафизического мира. В этой мы рассмотрим воплощение компьютера в физическом мире.1-й уровень — физический

На физическом уровне компьютер работает как набор устройств: процессор и память — основное устройство, звуковая плата — другое, принтер — третье, и т. д. Устройства между собой обмениваются байтами через центральную шину. Причем, в зависимости от устройства, один и тот же байт будет вызывать различные действия. Например, принтер напечатает символ, а звуковая карта издаст определенный звук, никак не связанный с символом из принтера.

Какую букву и какой звук сгенерируют устройства, будет зависеть от прошивки, которая хранится в ПЗУ — специальной памяти устройства. Здесь мы приходим к пониманию, что в одном корпусе находится сразу несколько устройств. Подобно тому, как человеческое тело состоит из органов, выполняющих обособленные функции.

В принтере, например, есть печатающая головка, выполняющая печать; знакогенератор, сопоставляющий каждому коду символа определенный графический знак; буферная память, хранящая поступившие коды символов… И так далее.

Звуковая карта также состоит из нескольких устройств: микшера каналов, MIDI-синтезатора, цифро-аналогового преобразователя, усилителя выходного сигнала, аналого-цифрового преобразователя микрофонного входа и др.

Каждый такой набор устройств управляется встроенной в ПЗУ программой — прошивкой. Именно она определяет, что принтер будет печатать русские буквы, а не греческие; а MIDI- синтезатор генерирует звуки рояля, а не виолончели. Соответственно, меняя прошивку, можно менять некоторые функции составного устройства или исправлять ошибки в его работе. 2-й уровень — виртуальное устройство, драйвер

Если в готовом сложном устройстве все простые блоки связаны между собой жестко и нет нужды определять его состав каждый раз при включении, то компьютер — дело иное.

Разные устройства могут быть подключены к компьютеру и отключены от него как в моменты его выключения, так и во время работы. Заранее неизвестно, какие устройства и в какой разъем будут подключены. Эту неизвестность разрешают драйверы — они описывают, какое устройство куда подключено и как обрабатывать данные.

Для примера очень упрощенно можно представить воспроизведение музыки с CD на звуковую карту так:

— луч лазера считывает очередной кусок данных с поверхности диска и передает их в порт CD;

— драйвер CD считывает данные из порта, отделяет полезную информацию от служебной, передает «чистые данные» в память и дает указание считать следующий кусок данных;

— драйвер звуковой карты берет данные из памяти, наделяет их управляющими командами, нарезает на куски и передает их в звуковую карту;

— по переданным данным звуковая карта генерирует звук.

Это очень упрощенный вариант с понятными устройствами.

А пока задумаемся вот о чем: к компьютеру, в принципе, может быть подключено несколько CD-приводов. Возникает проблема их идентификации. А если на звуковую карту попытаются выводить звук несколько программ, то как быть в этом случае? Вот тут-то и приходит на помощь виртуальное устройство.

Виртуальное устройство — это программа, типа драйвера. Она занимает некоторое промежуточное место между драйверами и «решает», какое устройство и как задействовать. Например, звук из нескольких источников для одной реальной звуковой карты виртуальная замикширует (смешает). Виртуальный принтер примет данные для печати и будет хранить их, пока реальный принтер занят. Если к компьютеру подключено несколько однотипных принтеров, то пул (pool) принтеров распределит, какой документ на какой принтер отправить так, чтобы они не перемешались. И так далее. То есть в рамках вышеописанной модели определит, какую обработку произвести над данными, передаваемыми из одного драйвера в другой.

Обращаю внимание на то, что, начиная со 2-го уровня, мы уходим из физического уровня в программный. Программа, как информация, более относится к миру идей. И далее все рассматриваемые уровни будут программными.


01:44 02.11.2017



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Читаемые

Быстровозводимые автомойки

Особенности модульного строительства Модульное строительство на сегодняшний день является наиболее ...

Проект театра: услуги по постройке и реставрирован

Постройка или реставрация объектов культуры, будь то филармония или клуб, подразумевает комплекс сло...

Современные методы продвижения, распространение га

Мало просто создать рекламный ход. Кроме того, его требуется как следует донести до людей быстро и я...

Литовская кухня: какая она? Цеппелины, ведаряй, ку

Литовская кухня, как и все прочие, несет в себе отпечаток географических и исторических особенностей...

Как удачно выйти замуж?

Бывают браки по любви и по расчету. Если в былые времена великим счастьем считалось выйти замуж за л...

Memory Stick: прошлое, будущее, настоящее

Рынок карт памяти для различных цифровых устройств на данный момент насыщен носителями информации м...

Услуги таможенного брокера

Таможенный брокер выполняет функции посредника, он может быть физлицом или юрлицом. Этот специалист ...

Как правильно обставить детскую комнату?

Детская комната — это одно из самых главных помещений, которому родители уделяют максимум...

Поддельные flash носители

Последнее время к нам в компанию на восстановление данных все чаще стали приносить различные fl...

Мобильный телефон Nokia 6300

Nokia 6300 - еще одна новинка среди линейки имиджевых аппаратов данного популярного производителя мо...



О информационном портале:

Наш веб-сайт создан для читателей, желающих без остановки совершенствоваться во всех сферах жизни. Каждый для себя найдет что-то интересное и подчеркнет из статьи полезные вещи. На сайте описано огромное количество моментов, которым в повседневной жизни вы найдете практическое применение. Отсутствие навязчивой рекламы, политики и новостных лент, наличие легкого юмора и полезных рассказов делает наш веб-портал приятным для чтения.

Интересная и познавательная информация, которая сосредоточена на нашем веб-портале дает возможность ответить на отдельно интересующие вас вопросы. Для того, чтобы каждый посетитель на нашем портале смог в кротчайшие сроки отыскать нужную, для него информацию, мы максимально упростили интерфейс и улучшили систему поиска необходимой статьи. Теперь нет причины тратить солидное количество времени для поиска ответа на необходимый для тебя вопрос.