Danke für die A2A.

Wenn wir über die Elektronik oder Hardware sprechen, sind die Hauptkomponenten die CPU oder der Prozessor, der Speicher und die Peripheriegeräte. Alle diese Komponenten sind mit der Hauptplatine verbunden bzw. auf ihr montiert.

Die CPU ist der wichtigste Teil des Systems und im Wesentlichen für drei Dinge zuständig: Sie führt mathematische Operationen durch, transportiert Informationen von einem Ort zum anderen (zwischen der CPU selbst und den verschiedenen Speichern im System) und entscheidet, welche Operationen ausgeführt werden sollen. Alle Operationen, die ein Computerprogramm ausführt, fallen normalerweise in eine oder mehrere dieser Kategorien.

In dieser anderen Antwort habe ich etwas ausführlicher erklärt, wie die CPU aus physikalischer Sicht funktioniert: Warum verwendet die Informatik das Binärsystem und kein anderes?

Speicher:

Ein Speicher ist einfach ein Ort, an dem die CPU Informationen speichern und extrahieren kann. Aufgrund der verschiedenen verwendeten Technologien und der räumlichen Nähe zwischen dem Speicher und der CPU gibt es verschiedene Speichertypen.

• Cache-Speicher: Der Cache-Speicher wird auf demselben Chip wie die CPU angelegt. Es gibt 3 Ebenen, den L1-Speicher, der sich in der CPU selbst befindet und sehr wenig Platz hat, auf den aber am schnellsten zugegriffen werden kann. L2-Speicher, der sich auf demselben Chip wie die CPU befindet, aber technisch gesehen auf der Seite des CPU-Kerns. L2 ist etwas langsamer, hat aber etwas mehr Platz. Bei Multi-Core-CPUs hat jeder Kern seinen eigenen L1- und L2-Speicher, aber alle teilen sich den größeren L3-Speicher. Der Zugriff dauert etwas länger, hat aber etwas mehr Kapazität. Caches haben nur ein paar KB Speicherplatz. Zum Vergleich: Der Zugriff auf den L1-Speicher dauert etwa 0,5 Nanosekunden, während der L2-Speicher etwa 7 bis 10 Nanosekunden benötigt. L3 hängt davon ab, wo man ihn unterbringt.

• RAM: Die nächste Ebene des Speichers in Bezug auf die Zugriffszeit ist der RAM. Da er physisch weit von der CPU entfernt ist, dauert der Zugriff länger, aber gleichzeitig steht uns mehr Speicherplatz zur Verfügung. Es gibt zwei Arten von RAM, DRAM, das billiger ist und weniger Platz braucht, aber langsamer ist (150-200ns) und SRAM, das teurer ist und mehr Platz braucht, aber eine Zugriffszeit von etwa 90ns hat. Aufgrund seiner Technologie ist der Arbeitsspeicher flüchtig. Das heißt, sobald Sie den Computer ausschalten, löscht der Speicher seine Informationen.
• SSD oder Solid State Disk: Diese Technologie verwendet Flash-Speicher (NAND oder NOR), um Informationen dauerhaft zu speichern, aber die CPU-Zugriffszeit beträgt etwa 0,5 ms (d. h. fast eine Million Mal länger als RAM)
• HDD oder Festplatte: Die traditionelle Form der Speicherung. Sehr langsam, aber billig. Wegen der Zugriffszeit, die sie benötigen, erlaubt das Betriebssystem nicht, die SSD oder die Festplatte zum Ausführen von Programmen zu verwenden.

Peripheriegeräte: Maus, Tastatur, Monitor, Lautsprecher, usw

GPU: Aus elektronischer Sicht muss die CPU Millionen von Multiplikationen und Additionen von Daten in Binärform durchführen, um Grafiken zu erzeugen. Aus diesem Grund wurden die GPUs erfunden. Die GPU verarbeitet alle Informationen, die für die Erstellung von Echtzeitbildern erforderlich sind, und sendet sie an den Monitor.

Software:

Nun spreche ich ein wenig über Software. Die grundlegendste Programmiersprache ist die Maschinensprache und besteht im Wesentlichen aus Binärzahlen, die Transistoren der CPU ein- (1) oder ausschalten (0). Je nach Kombination der Transistoren kopiert Ihre CPU entweder Informationen aus einem der Speicher in ihre internen Register oder führt eine mathematische Operation an den Daten durch, die sich bereits in den CPU-Registern befinden, oder kopiert die Informationen aus dem internen Register in einen der Speicher, oder liest eine andere Anweisung im Programm, und so weiter.

Um das Lesen zu erleichtern, wurde die Assemblersprache erfunden, die im Grunde für jede dieser Anweisungen Bezeichnungen mit englischen Wörtern wie ADD, MUL, MOV, JMP usw. schafft. Auf dieser Grundlage wurden etwas fortschrittlichere Programmiersprachen erfunden, bei denen ein einziger Befehl mehrere gleichwertige Assembler-Anweisungen ersetzen kann. Das folgende Bild zeigt die Anweisungen zur Erstellung einer einfachen Datenkopie in C und ihre Entsprechung in Assembler und Maschinensprache.

Ein Computer ist also eine Maschine, die, sobald sie eingeschaltet ist, elektrische Signale interpretiert und diese elektrischen Signale in Zahlen umwandelt:

0=bedeutet, dass kein Strom fließt

1=bedeutet, dass Strom fließt

Nachdem dies geschehen ist, erzeugen Kombinationen von Nullen und Einsen alle Symbole, die für eine neue Sprache benötigt werden. Diese Sprache wäre die Programmiersprache (Python, Java, C++ usw.), mit der Programme erstellt werden können, die bestimmte Befehle auf der Grundlage von Ja- oder Nein-Antworten ausführen.

Grob geschätzt handelt es sich um ein Gerät, das alles in binärer Logik (ja, nein oder 0 und 1) oder anders ausgedrückt, mit elementaren Logikfunktionen mit und ohne Rückkopplung verarbeitet. Normalerweise nand-Funktionen (negierte Konjunktion bei TTLs und abgeleiteter Technologie, und nor für MOS-Technologie). Wenn man sie weiter verkompliziert, könnte man arithmetische, mathematische, Algorithmen und Speicherfunktionen haben. Dieselben binären Spannungen oder Impulse würden die Position eines Schrittmotors im Lesekopf einer Festplatte oder die Farbe eines Pixels auf dem Bildschirm oder die Weitergabe von Informationen an das Internet oder alles andere steuern, was ein Computer tun kann. Der Betrieb ist nach dem von Newmann'schen Modell organisiert, während er auf der Turing-Maschine basiert, die etwas allgemeiner ist.

Von Neumanns Architektur - Wikipedia, die freie Enzyklopädie

Turingmaschine - Wikipedia, die freie Enzyklopädie

Enigma (Film) - Wikipedia, die freie Enzyklopädie

Enigma (Film) - Wikipedia, die freie Enzyklopädie

Grob geschätzt ist es ein Gerät, das alle Informationen in numerischer Form verarbeitet und sie in einer für uns interpretierbaren Form wiedergeben kann.

Es kann als ein fast universelles Emulationsgerät eingestuft werden, denn mit der richtigen Programmierung funktioniert es als ein Archiv für unsere Informationen durch Sortieren, Abrufen von gespeicherten Datensätzen, Modifizieren dieser Informationen, um sie zu ergänzen oder zu korrigieren, es kann in diesem Fall als ein Buchhalter, eine Schreibmaschine fungieren, ein Kontoblatt, ein Taschenrechner, er kann so raffiniert programmiert sein, dass er sowohl triviale Dinge als auch Spielmaschinen nachbilden kann und sogar die Berechnungen durchführt, die notwendig sind, um uns Bilder davon zu präsentieren, wie der Weltraum heute oder zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit oder Zukunft von einem bestimmten Punkt der Erde aus gesehen aussieht.

Es ermöglicht auch die Aufnahme und Übertragung von Informationen über große Entfernungen durch Drähte oder elektromagnetische Signale, so dass es sich um eine drahtlose Kommunikation handelt, das Ziel dieser übertragenen Informationen wird von einem ähnlichen Gerät empfangen, um gespeichert und anschließend von anderen Personen konsultiert zu werden, unabhängig davon, ob sie sich kennen oder ein gemeinsames Interesse haben.

Versuchen Sie, die Erklärung so weit wie möglich zu abstrahieren, denn es ist eine extrem allgemeine Frage, was Sie brauchen, ist, wie es intern funktioniert, ich brauche spezifisches Feedback.