Enkonduko en la aŭtomatan daten-prilaboradon

Komputila arkitekturo

El kio konsistas komputilo? Tiu demando estas demandebla kaj respondebla sur diversaj niveloj. Eblas diri, ke komputilo konsistas el cirkvitoj, diskoj, ekrano, klavaro, muso, kesto, ktp.; sed pli utila bildo rezultas, se ni grupigas tiujn elementojn laŭ ilia baza funkcio. Multaj komputiloj havas strukturon similan al la "modelo (aŭ arkitekturo) de von Neumann", nomita laŭ la Hungara matematikisto Johano von Neumann (Neumann Janos), kiu laboris ankaŭ en Germanio kaj Usono. Komputilo tiumodela konsistas el:

• centra procezilo (centra proceza unuo, CPU),
• centra memoro, en kiu estas kaj la prilaborataj datenoj kaj la prilaboranta programo,
• periferiaj unuoj, per kiuj la CPU komunikas kun la ekstera mondo (presilo, modemo, diskiloj, bendiloj, ktp.).

Karakterizaj ecoj de tia arkitekturo estas:

• Ekzistas nur unu aktiva elemento, la CPU, kiu zorgas pri la komunikado inter la ceteraj (pasivaj) elementoj. Tio evidente ŝarĝas la CPU per multe da laboro. kaj oni parolas pri la "malvastejo" aŭ "botel-kolo" de von Neumann, tra kiu devas pasi ĉio prilaborata.
• Datenoj kaj programo(j) dividas inter si reciproke la saman centran memoron. En la unuaj komputaj maŝinoj ofte estis aparta memoro por programoj, eĉ en malsama tekniko, kaj tiu memoro ne estis modifebla de la komputilo (nur de ekstere). La principo de von Neumann ebligas, ke komputilo modifu aŭ eĉ generu programojn; tio ekzemple okazas, kiam ĝi tradukas alt-lingvan programon en maŝinan lingvon. Tio estas granda avantaĝo, sed ankaŭ certa danĝero, ĉar povas okazi damaĝo al programo (ekz. per virusoj).

Modernaj komputilo ofte devias de tiu arkitekturo, ekzemple se ili ebligas rektan komunikadon de memoro al presilo, aŭ havas pli ol unu procezilon. Sed por kompreni la funkciadon de komputilo la modelo de von Neumann estas plu tre utila, ĉar preskaŭ ĉiujn aspektojn de komputiloj oni povas kompreni laŭ tiu modelo.

Aparatojn ligitajn al la komputilo, sed starantajn apud ĝi aŭ iom for de ĝ, oni ofte nomas ĝia periferio aŭ ĝiaj periferiaĵoj. La difino, ke periferiaĵo estas ekster la ujo de la komputilo, estas iom malpreciza, ĉar tre similaj aparatoj povas troviĝi en aŭ ekster tiu ujo. Pli bona difino estas, ke periferiaĵo estas aldona aparato al la komputilo, kiu povus funkcii ankaŭ sen tiu aparato, sed per ĝi ricevas kromajn kapablojn. Tial ekzemple la ĉefa disko de persona komputilo ne estas periferiaĵo, ĉar ĝi enhavas la mastruman sistemon, sed kiu la komputilo ne funkcias. Sed telefona modemo estas periferiaĵo, eĉ se ĝi troviନas en la komputila kesto. Ekzemploj de periferiaĵoj estas:

• diskiloj por eksteraj diskoj (KD, DVD, ktp.)
• ekrano (jes, komputilo povas funkcii sen ekrano)
• kamerao
• klavaro
• kombinaĵo el presilo, skanilo, telekopiilo
• loka-reta adaptilo (por loka daten-reto)
• mikrofono
• muso
• presilo (printilo)
• son-adaptilo kun laŭt-parolilo
• telefona modemo (analoga aŭ ISDN)

Specimenaj demandoj

• El kio konsistas komputilo laŭ la modelo de von Neumann?
• Kiel nomiĝas la parto de la komputilo, kio prilaboras datenojn?
• Kio estas la periferio de komputilo?
• Kiaj aparatoj povas esti en la periferio de moderna persona komputilo?