Софтуер, хардуер...

Софтуерът е съвкупността от цялата информация от инструкции и данни, необходими за работата на всеки компютър. Употребява се главно в сферата на информационните технологии. Обикновено инструкциите се задават като съвкупност от алгоритми, групирани като програми с различно предназначение. Освен самите алгоритми, за изпълнението на програмите са необходими и начални данни.

В масовите електронноизчислителни машини (компютри) голяма част от софтуера е разположена на външна памет и може лесно да бъде променяна от потребителите според нуждите им. Инструкциите в централните процесори и специализираните интегрални схеми обаче се задават при програмирането им, и не могат да бъдат променяни директно от потребителя.

По принцип хардуерът е неизползваем без програмно осигуряване или софтуер. Най-ясно разликата между софтуер и хардуер се обяснява така: Хардуерът е всяко едно видимо и осезаемо устройство, както самият компютър, така и всяко едно периферно устройство. Софтуерът е само видим, но не и осезаем, когато работи — това са именно програмите.

Видове софтуер

• Системен

Към системния софтуер се отнасят програми, изпълняващи системни функции и грижещи се за компютърния хардуер и връзката между него и потребителя. Системният софтуер обикновено е обединен в пакет от взаимодействащи си програми, наричан операционна система. Предназначението на системния софтуер е да освободи авторите на приложни програми от пряко взаимодействие с компютърния хардуер, който е много разнороден. Той дава достъп хардуера, който е унифициран и независим от начина на работа на конкретните устройства.

• Приложен

Потребителски приложения и програми, работещи като краен продукт и тясно свързващи потребителя със софтуер от по-ниско ниво. Това са най-известните сред потребителите програми, с който те имат пряк контакт и използват най-често. Пример за такъв софтуер са компютърните игри, текстовите редактори, уеб браузърите и т.н.

• Компилатор

Компилаторът е програма, която съединява фрагментите на разработвания софтуер, за да се получи машинния код, който е разбираем за процесора на компютъра. Това е преводачът от съответния програмен език към инструкции, разбираеми от процесора — който пък от своя страна ще изпълнява програмата.

• Декомпилатор

Това е софтуер, който разединява на съставни фрагменти дадена компилирана програма. Основен инструмент на кракерите.

• Дебъгер

Дебъгерите са специален вид програми, използвани при разработката на софтуер. С тях се проследява поетапно изпълнението на разработвания софтуер, с цел откриване и отстраняване на грешки.

Компютърният хардуер е хардуерът при компютрите, т.е. съвкупността от всички физически компоненти на компютъра, както и от всички периферни устройства като монитор, мишка, принтер, клавиатура и др.

Най-общо хардуерът обхваща всички компютри на дадено място, било то настолни, мобилни или сървърни машини. Състои се от няколко основни компонента, които съставляват всеки един компютър: централен процесор, дънна платка, оперативна памет. Към тях се добавят входно-изходни устройства, които преди години са били в един вид - например четец на перфокарти и принтер - а днес най-често са клавиатура, мишка и монитор, както и всевъзможни други устройства, които разширяват функционалността на компютъра: скенери, принтери, акустични системи, джойстик, таблет, модем и др.

Процесор (CPU)

Процесора представлява нещо като сметало, състоящо се от адски много транзистори. Използвайки ги процесорите взимат решение накъде трябва да продължи изчислението. В него има още много бърз часовник, който отмерва колко време е минало, за да знае колко бързо е свършил дадена операция и кога трябва да започне следваща.

Има много видове архитектури на процесора. Но 2 са основните архитектури: RISC и CISC

• RISC (Reduced Instruction Set Computing) архитектурата е по-разпространена и повечето телефони и по-стари сървъри са с тази архитектура. 90% от ембеддед системите(новите телефони със Симбиан, рутери, пост терминали, таблети, банкоматите, сетъп боксовете, всичко, което изпълнява функциите си без да се нуждае от хиляди периферии(включително и дисплей понякога) може да се нарече ембеддед) са на RICS архитектура. С тази архитектура имаме определени инструкции, които имаме в процесора и за да правим нещо по-сложно ще ни трябва комбинация от тези инструкции. При подаване на заявка, данните ще се сложат на определено място и трябва да се извършат няколко заявки към процесора, за да получим крайния резултат. Тук се разделя процесора на много малки логически части, което ни дава възможност да изпълняваме много паралелни заявки.
• CISC при нея имаме повече инструкции, които могат да правят повече и по-сложни неща. При тази архитектура с една заявка към процесора и даването на данните ще получим резултат. 

CPU Caches

"Кеша" представлява памет, която се слага в процесора, за да може да се запълнят повече регистри така, че да свърши повече работа наведнъж. Обслужва микропроцесора чрез предвижване на заявки за данни, които се доставят без забавяне. Също така, когато връща дадена информация той трябва да я запише някъде. Може да я изпрати в оперативната памет и да я прочетем направо с операционната система, обаче това е бавно, защото паметта е далече. За да може да се забързат сметките и изчисленията в процесорите, ние връщаме резултата от кеша и взимаме следващата задача оттам. Съответно имаме няколко слоя на кеша.
Layer 1 - е най-близкия до процесора. Това се регистри с които процесора може да работи. Той е много малък и затова работи много бързо. Ако при заявка дадени данни не са в слой 1, процесора проверява в слой 2, който е малко по-голям и съответно по-бавен
Layer 2 -памет организирана в нишки така. че да можете да пълните отделни нишки в процесора.
Layer 3 -  работи заедно с L1 и L2 заедно за подобряване производителността на компютъра. той може да е по-голям от L1 и L2, въпреки, че и той е сравнително бавен, все пак операциите се извършват доста по-бързо отколкото ако се извличат от оперативната памет.

Архитектурите на процесорите се разделят на броя битове, които могат да обработват в една операция. Стандарта в момента е 32/64bit архитектури, тоест един регистър има големина 32бита. Разликата е че когато имате 64 битов регистър можете да достъпите адреси, които са повече от числото 4,294,967....което важи за 32 битова архитектура.

Паметта се дели на 2 типа:

• Volatile - примерно, когато спре тока тя няма да помни какво е записвано на нея.Тя може да бъде SRAM/DRAM и съответно SDRAM, DDR...
• Non Volatile - е паметта, която е вътре в BIOS чипа. Тя се използва да държи софтуера за много контролери. Тя не се изтрива при изключване на тока. Тя може да бъде NVRAM/FLASH/ROM. 

 Така изглежда една дънна платка. BIOS е един чип със записана програма на него. Когато стартирате вашия компютър, неговата работа е да инициализира всички чипове и устройства,  които имате на тази дънна платка. Следващата стъпка е да намери какви устройства има на дънната платка. Всички дънни платки са разделени на 2 отделни части, "северна" и "южна". В северната част(Northbridge) имаме процесор, които се грижи за комуникацията между процесора, паметта и останалата част от дънната платка. Южната(Southbridge) се грижи за комуникацията между периферните устройства(серийни портове, usb портове, портове за мишка, клавиатура и др.) BIOS след като намери всичко у-ва, прави списък и ги подава на информационната система, за да знае тя кои драйвери да зареди. BIOS има за задача да намери операционна система, която да зареди в паметта и да я стартира оттам.

Най – популярните слотове и сокети, които се намират на стандартната дънна платка са:
• PCI (Peripheral Component Interconnect)- интерфейс за голям набор от устройства, като видеокарти, мрежови адаптери, звукови карти и пр.
• AGP (Accelerated Graphics Port) – за видео карти.
• IDE (Integrated Drive Electronics) – за твърди дискове, CD – ROM-и и пр.
• USB (Universal Serial Bus) и Firewire (IEEE1394, DV) – за външни периферни устройства като принтери, скенери и пр.
• Слотове за RAM
Някой по-скъпи модели имат и по-нови технологии:
• RAID (Redundant Array of Independent Discs) контролери, използвани за различни storage решения.
• PCI Express – най–новият PCI стандарт, които отменя дори необходимостта от AGP слот.
Голяма част от новите дънни платки имат вградени видео, звукови, мрежови и пр. карти.

След като имаме дънна платка, памет, процесор и всички др. у-ва т.е. цял компютър, трябва да  имаме и Storage. Той е свързан с две неща: Controller и място където ще сложите вашите данни. Много хора мисля, че ОС пише на хард диска. ОС не пише на хард диска. Всички ОС дават инфо на контролера и му казват на кое устройство да я запише. Контролера предава информацията от ОС на съответното устройство.

PATA/IDE е от първите най-разпространени кабели за Storage устройствата. С този кабел можете да включите 2 устройства едновременно.

Кабелите на SCSI(Скъзи) поддържат повече от 2 устройства. Този тип кабели са ограничени по разстояние, което може да измине информацията от контролера, съответно SCSI устройствата не могат да бъдат много далече. Ето така изглежда един SCSI контролер