Что такое аппаратное обеспечение?

Аппаратное или программное обеспечение? Вечная дилемма в вычислительной технике: что и чем является? Есть люди (немногие), которые никогда даже не слышали об этих понятиях; другие путают их или даже считают, что это одно и то же, потому что, в конце концов, они похожи в лексическом плане, с одним и тем же корнем (ware) и двумя прилагательными одной категории (hard и soft).

В любом случае, после объяснения этих терминов далее мы углубимся в понимание первого из них, чтобы увидеть разницу между ними и понять, что именно представляет собой эта пара слов, принесенная из другого языка и так актуальная сегодня.

Что такое аппаратное обеспечение? Определение и примеры

Аппаратное обеспечение (или физическое оборудование) – это физические элементы компьютера, то есть те части, которые мы можем потрогать, которые занимают определенное пространство. Они варьируются от монитора, который вы используете для просмотра информации, до чипов во внутренних “картах”, проводки или вентиляторов; все, как мы говорим, физическое и материальное, что объединяет оборудование и поддерживает его.

Самая простая и наиболее наглядная классификация включает в себя:

• Основное или главное оборудование: Это компоненты, которые необходимы для работы устройства и для того, чтобы его использование было эффективным и результативным. Речь идет о материнской плате, оперативной памяти, процессоре, мониторе…
• Дополнительное оборудование: С другой стороны, у нас есть то, что не является необходимым, но облегчает взаимодействие с оборудованием. Это внешние запоминающие устройства, веб-камеры, принтеры…

Хотя эта концепция в основном используется в компьютерной сфере, правда в том, что она не ограничивается только этим. Это понятие также используется в промышленности, робототехнике, мобильной телефонии и во всех электронных устройствах.

Компьютерная шина – это система, с помощью которой различные компоненты персонального компьютера передают и связывают данные, которыми они обмениваются друг с другом.

Происхождение

Это понятие было создано для того, чтобы иметь возможность обрабатывать, хранить и обмениваться числовыми значениями, полученными в результате вычислительных процессов. Учитывая то, что мы знаем сегодня, и то значение, которое мы придаем этому понятию, невозможно поверить, что это нечто, возникшее еще во времена письменности, но это так.

Самым ранним зарегистрированным аппаратным средством является счетная палочка – мнемонический инструмент, используемый для учета количества, в данном раннем случае зерна или скота. Его использовали в коммерческих целях, чтобы упорядочить процессы путем подсчета товаров и валюты.

Эволюция

Другие революционные приспособления десятков веков назад – это абак, весы, Антикитерский механизм, планисфера, финикийская глина, кости Напьера… Словом, множество изобретений (закрепленных и использовавшихся веками, пока не изобрели другое, более простое или более соответствующее потребностям), ставших первыми калькуляторами.

Именно в 17 веке был создан первый механический цифровой калькулятор, наиболее близкий к вычислительному устройству, каким мы его считаем сегодня. Он произвел революцию в области астрономии.

Эволюция этого элемента, вписывающегося в контекст компьютера, на протяжении всей истории была обусловлена четырьмя фундаментальными вехами, которые привели к огромным изменениям и которые различают аппаратные средства по поколениям компьютеров.

• Первое поколение: Первые машины, которым удалось привести в движение электромагнитные компоненты, – термоионные вентили. Эта веха была успешно представлена и разработана между 1945 и 1956 годами.
• Второе поколение: транзисторы используются в качестве движущих элементов, реагирующих на входной сигнал. Его логика схожа с уже известной, но значительное уменьшение размеров оборудования привело к тому, что область исследования была полностью изменена, а клапаны были практически изгнаны и использовались только в особых случаях.
• Третье поколение: Аппаратная часть устройств теперь основана на интегральных схемах. Это означает, что большее количество элементов интегрируется в небольшие пространства, а такие аспекты, как потребление, размер и стоимость оборудования уменьшаются, в то же время они становятся быстрее, надежнее и способнее. Это происходило с 1964 года и продолжается по сей день.

Любопытно, что создание микропроцессоров (первый из них датируется 1971 годом) не считается вехой поколений. Это связано с тем, что, несмотря на свою революционность, оно не означало исчезновения (или отхода на второй план) предыдущих технологий, а было интегрировано как еще один элемент, параллельно.

То же самое можно сказать и о появлении схем VLSI в 1980-х годах. Они значительно улучшили ландшафт, но не привели к немедленным изменениям и не заставили исчезнуть машины, работавшие с предыдущими, более низкими по масштабу интеграции, схемами.

Будущее

Четвертое поколение еще не наступило, но уже известно, как оно будет выглядеть благодаря отраслевым исследованиям и интерпретациям.

Большие изменения произойдут с заменой кремниевых схем на какой-либо другой материал или, более того, на какую-либо другую технологию, не основанную на физических схемах.

Различия между программным и аппаратным обеспечением (физические и логические компоненты)

Мы уже рассмотрели, что такое аппаратное обеспечение. Однако обычный человек может легко спутать его с термином «программное обеспечение».

Программное обеспечение – это код, с помощью которого пользователь может давать компьютеру команды на выполнение задач. Таким образом, это последовательные инструкции, которые интерпретируются и выполняются, нематериальная, а также логическая поддержка.

С точки зрения классификации, мы имеем:

• Системное программное обеспечение: это программное обеспечение, связанное с эксплуатацией и обслуживанием системы оборудования. Сюда входят драйверы, операционная система, инструменты управления…
• Прикладное программное обеспечение: Программы, используемые пользователем для определения и выполнения задач, не связанных с системой. Это, например, мобильные приложения, текстовые процессоры, бухгалтерские программы, программы для проектирования и т.д……

Это означает, что оно не является физическим компонентом. Однако программное обеспечение – это и программы, которые приобретаются в формате компакт-диска и устанавливаются на наше устройство. Таким образом, у нас есть физический компонент – оптический диск, хотя программное обеспечение – это только информация на нем; более того, иногда после установки содержимого компакт-диск не требуется для его использования, диск – это просто контейнер для транспортировки программного обеспечения.

Все программы, которые мы используем, – это программное обеспечение. Они могут быть предоставлены в физическом формате (хотя это уже давно не используется), загружены из Интернета, доступны через облачные вычисления и т. д.

Грубо говоря (или не очень грубо), аппаратное обеспечение – это физические компоненты компьютера, а программное обеспечение – это программа, приложение, утилита. Иногда программное обеспечение встраивается в аппаратное обеспечение для его транспортировки и/или использования.

Классификация и типы аппаратного обеспечения; наиболее важные элементы

Зная определение аппаратного обеспечения, мы уже увидели, что первая классификация позволит нам понять, к какому типу аппаратного обеспечения относится та или иная деталь в зависимости от ее способности заставить работать то или иное оборудование. Таким образом, мы имеем:

• Основное оборудование, которое включает в себя основные компоненты, необходимые для его работы.
• Второстепенное или дополнительное оборудование, которое позволяет выполнять определенные функции. Без них машина работает, даже если ее эксплуатация затруднена (или вообще невозможна).

С другой стороны, мы можем провести классификацию, включающую физические компоненты:

• Входные: это те, которые позволяют машинам получать информацию, обрабатывать ее и оцифровывать.
• Выходные: Напротив, это те элементы, которые позволяют пользователю знать, какая информация интерпретируется, выполняется или воспроизводится.
• Гибридные или смешанные: это те устройства, которые работают в обоих направлениях, позволяя пользователю как «вводить» информацию в оборудование, так и получать ее.
• Устройства обработки: как видно из названия, это элементы, которые отвечают за обработку информации, интерпретацию инструкций каждой программы, выполнение логических и арифметических операций.
• Запоминающие устройства: это устройства, отвечающие за сохранение, запоминание и/или хранение данных любого типа.

Что такое периферийные устройства и какие бывают типы? Примеры

Периферийное устройство – это часть оборудования, не принадлежащая основному блоку компьютера и подключаемая к нему таким образом, чтобы в зависимости от выбранного элемента можно было осуществлять ряд различных взаимодействий. Другими словами, это каждый из объектов, которые мы добавляем к компьютеру или вычислительной машине, чтобы облегчить и сделать его использование более эффективным и полноценным.

Они классифицируются различными способами (по аналогии с общим аппаратным обеспечением), но основная классификация выглядит следующим образом:

Ввод

Входное периферийное устройство – это устройство, которое вводит информацию в систему. То есть она получает информацию извне и преобразует ее в цифровой формат. К ним относятся:

• Клавиатура: используется для ввода символов, цифр и букв, что позволяет, в частности, легко генерировать информацию. Подключается с помощью кабеля, USB или штекера, или беспроводным способом, для чего также требуется устройство подключения, которое подключается к компьютеру в USB-порт.
• Мышь: Позволяет перемещаться по экрану, направляя указатель. Она также дает команды нажатия для взаимодействия с информацией. Как и выше, бывают проводные и беспроводные.
• Контроллеры: Позволяют быстро перемещать курсор, а также выполнять ранее запрограммированные действия. Это периферийное устройство высшего класса, позволяющее наслаждаться некоторыми играми (особенно теми, которые созданы с ориентацией на игровые консоли).
• Проигрыватель: используется для считывания информации с физических CD или DVD-дисков и воспроизведения ее на компьютере.
• Микрофон: Мы вводим звуковые волны в компьютер в виде крошечных звуковых дорожек, которые переплетаются между собой и образуют сообщение. Мы можем как сохранять эти треки, так и вести потоковый разговор (содержание будет потеряно, если вы не сделаете запись).
• WebCam: аналогично предыдущему, но с целью работы с изображениями и/или видео, которые также могут быть записаны и сохранены или переданы на месте.
• Графические палитры, карандаши и художественные экраны: позволяют создавать цифровые элементы с высоким уровнем детализации, реалистичности и «мастерства».
• Сканер: Оцифровывает физический объект, создавая его плоское изображение и отправляя его на наш компьютер, где оно хранится и откуда мы можем, при желании, изменить его или отправить.

Вывод

С другой стороны, выходное периферийное оборудование – это оборудование, которое подключается для того, чтобы определенная информация могла покинуть компьютер. К ним относятся:

• Монитор: Это экран, на котором отображаются результаты работы компьютера и действия, которые мы выполняем. Вместо этого, если у вас есть необходимые возможности подключения, вы можете подключить к компьютеру проекционные панели или телевизоры, имеющие ту же цель.
• Колонки: они воспроизводят звук, который создается или выполняется в оборудовании. Он передается наружу, наполняя окружающее пространство.
• Наушники: то же самое, что и в предыдущем примере, за исключением того, что звук воспроизводится не в пространстве, а слышен только тогда, когда наушники вставлены в ухо.
• Рекордер: позволяет перенести цифровой контент в физический формат на диск. Можно сказать, что по своему назначению это устройство вывода, хотя на самом деле это гибрид (помимо предложения такого ресурса, как запись и получение записанного диска, он требует обнаружения CD или DVD для записи, так что в минимальной степени он предлагает входную информацию).
• Очки виртуальной реальности: они являются тем же, чем гарнитура является для акустической системы; они показывают нам содержимое компьютера, но в непосредственном контакте с нашими органами чувств, в данном случае со зрением, так что только мы можем знать, что воспроизводится.

Ввод/вывод (I/O) или гибриды

Наконец, есть и другие периферийные устройства, которые представляют собой гибриды, включающие в себя как вход, так и выход.

• Внешняя память: на них хранится содержимое как для того, чтобы избавить ПК от лишнего веса, так и для переноса информации с одного компьютера на другой.
• Принтеры: помимо того, что они предлагают нам физический продукт, полученный в результате преобразования цифрового (таким образом, являясь выходом), с другой стороны, их обслуживание также можно рассматривать как вход, поскольку они будут посылать компьютеру информацию об уровне чернил, о наличии препятствий, отсутствии бумаги и т. д.
• Многофункциональные принтеры: сочетают в себе функции принтера и сканера.
• Микрофон для гарнитуры: с одной стороны, наушники для выхода, с другой – микрофон для входа.
• Плеер-рекордер: эти устройства используются как для воспроизведения внешнего контента, который мы вводим, так и для записи на диск в компьютере.
• Сетевые разъемы: существуют всевозможные сетевые разъемы (роутеры, модемы, беспроводные карты), их функция – преобразовывать сигналы от компьютера и сетевого потока и передавать их в обоих направлениях.

С другой стороны, мы также можем создать типологии в зависимости от типа услуг, которые они предлагают:

Хранилище

Это дополнения к компьютеру, предназначенные для хранения информации; вспомогательная память. Как мы уже видели, они являются внешними и включают в себя CD-приводы, DVD-приводы, Blu-ray-приводы, накопители для ручек, внешние жесткие диски, флэш-память, магнитные ленты…

Коммуникации

Они обеспечивают взаимодействие между компьютерами или между компьютерами и другими периферийными устройствами. У нас есть сетевые карты, карты Bluetooth, беспроводные карты, коммутаторы, маршрутизаторы, факсы…

Части и компоненты компьютерного оборудования

Для функционирования компьютеров, как мы уже видели, требуется ряд аппаратных элементов (включая некоторые, в свою очередь, программные).

Базовая пластина или печатная плата

Она выполняет функцию цепи, соединяющей остальные части. Она может включать в себя другие встроенные аппаратные элементы, такие как графические или сетевые карты.

Процессор или CPU

Процессор – это элемент, который выполняет команды, находящиеся в памяти, и запускает все типы программного обеспечения.

Оперативная память

Это хранилище инструкций для процессора. Оперативная память очень важна и, без сомнения, является основополагающим элементом при сборке персонального компьютера. Другой вариант – использовать для этой цели флэш-память, хотя это и не самый целесообразный, но все же вариант.

Графическая карта или GPU

GPU или Graphics Processing Unit – это микросхема, которая выводит на экран обработанную визуальную информацию. Он может быть встроен в материнскую плату или поставляться отдельно, в последнем случае он обладает большей мощностью и производительностью.

Сетевая карта

Это микросхема, отвечающая за определение возможностей подключения к сети. Сетевая карта, сетевая плата или, что то же самое, но не совсем то же самое, сетевой адаптер – это часть компьютерного оборудования, которая устанавливается или подключается к компьютерам. Она обеспечивает подключение к Интернету. Это происходит не потому, что на ней есть сигнал, а потому, что этот элемент отвечает за работу компьютера по связи с провайдером сети.

Блок питания

Блок питания компьютера – это устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный.

Жесткий диск

Функция жестких дисков заключается в хранении информации. Наиболее распространенными являются SATA, SAS и SSD. RAID отвечает за объединение всех этих жестких дисков, чтобы они выглядели как один HD. Это позволяет повысить безопасность данных, особенно тех, которые действительно важны и не могут быть потеряны, а также увеличить скорость доступа.

Радиатор

Устройства, снижающие температуру, которую приобретают детали при использовании. Бывают пассивные, с воздушным и жидкостным охлаждением.

Шасси

Это корпус ПК, в котором распределены и соединены все элементы, входящие в состав оборудования, а также разъемы для подключения периферийных устройств.

Разъемы и кабели

Интерфейсы, функция которых заключается в соединении различных устройств с помощью кабелей.

Периферийные устройства

Периферийные устройства компьютера – это элементы, которые, как мы видели, позволяют пользователю взаимодействовать с оборудованием.

Что такое микропрограмма (прошивка)? Посредник между аппаратным и программным обеспечением

Одним из последних понятий, связанных с предыдущими, является микропрограмма (прошивка). Проще говоря, это посредник между физическим и материальным и логическим и нематериальным. Фактически, мы уже вводили его, мимоходом, на протяжении всего текста, говоря о том, что физические элементы нуждаются в логике, чтобы функционировать.

В тех случаях, когда приказы поступают извне, нет никакой тайны: аппаратура, программное обеспечение и все. Однако когда мы обнаруживаем, что логическая составляющая является частью физической, мы сталкиваемся с микропрограммой, которая все чаще встречается в нашем обществе.

Мы могли бы дать ему другое определение, точно соответствующее тому социальному моменту, в котором мы находимся, и сказать, что это «программа», которая обеспечивает работу электронных устройств, таких как умные телевизоры, термостаты или смартфоны, осуществляя контроль над их схемами.

Само собой разумеется, что в эпоху постоянной эволюции эта память может быть перезаписана, она всегда стремится к простоте установки создаваемых обновлений, поэтому устройство не устаревает и не подлежит замене, но производители модернизируют его в соответствии со своими исследованиями и решениями.

Читайте полный курс “Основы информатики”:

Бесплатный онлайн-курс по основам информатики