Vad är en PC?

Ordet dator syftar på ett objekt som kan acceptera viss input och producera viss output. Faktum är att den mänskliga hjärnan i sig är en sofistikerad dator, och forskare lär sig mer om hur den fungerar för varje år som går. Vår vanligaste användning av ordet dator är dock att beskriva en elektronisk enhet som innehåller en mikroprocessor.

En mikroprocessor är en liten elektronisk enhet som kan bearbeta data på ett ögonblick. Du kan hitta mikroprocessorer i många enheter du använder varje dag, till exempel bilar, kylskåp och tv-apparater. Den mest kända enheten med en mikroprocessor är persondatorn, eller PC. Faktum är att begreppet dator har blivit nästan synonymt med termen PC.

När du hör talas om en PC föreställer du dig förmodligen en sluten enhet med en ansluten videoskärm, tangentbord och någon typ av pekdon, som en mus eller pekplatta. Du kan också tänka dig olika former av persondatorer, såsom stationära datorer, torn, bärbara datorer och handdatorer. Termen PC har förknippats med vissa märken, såsom Intel-processorer eller Microsofts operativsystem. I den här artikeln definierar vi dock en PC som en mer allmän datorenhet med dessa egenskaper:

• designad för att användas av en person i taget
• kör ett operativsystem för gränssnitt mellan användaren och mikroprocessorn
• har vissa vanliga interna komponenter som beskrivs i den här artikeln, som en CPU och RAM
• kör mjukvaruapplikationer utformade för specifika arbeten eller lekaktiviteter
• gör det möjligt att lägga till och ta bort hårdvara eller programvara efter behov

Inledningsvis var datorer enorma och tog upp stora rum med anslutna terminaler som gav åtkomst för flera användare. På 1970-talet började en man vid namn Ed Roberts sälja datorkit baserade på ett mikroprocessorchip designat av Intel. Roberts kallade sin dator för Altair 8800 och sålde de omonterade satserna för $395. Popular Electronics skrev en berättelse om satsen i sitt januarinummer 1975, och till nästan allas överraskning blev satsen en omedelbar hit. Därmed började den personliga datorns era

Medan Altair 8800 var den första persondatorn, var det lanseringen av Apple II ett par år senare som signalerade starten för PC:n som en eftertraktad hushållsapparat. Apple II, från uppfinnarna Steve Jobs och Steve Wozniak, bevisade att det fanns en efterfrågan på datorer i hem och skolor. Kort därefter hoppade väletablerade datorföretag som IBM och Texas Instruments in på PC-marknaden, och nya märken som Commodore och Atari hoppade in i spelet.

I den här artikeln tittar vi inuti datorn för att ta reda på dess delar och vad de gör. Vi kommer också att kolla in den grundläggande programvaran som används för att starta och köra en PC. Sedan kommer vi att täcka mobila datorer och undersöka framtiden för PC-teknik.

Core PC-komponenter

För att se hur en PC fungerar, låt oss börja med de delar som sammanställer maskinen, alias datorhårdvaran. Följande är de komponenter som är vanliga för datorer i den ordning de vanligtvis sätts ihop:

Fodral: Om du använder en bärbar dator innehåller datorfodralet tangentbord och skärm. För stationära datorer är höljet vanligtvis någon typ av låda med lampor, ventiler och platser för att ansluta kablar. Storleken på höljet kan variera från små bordsskivor till höga torn. Ett större fall innebär inte alltid en kraftfullare dator; det är vad som finns inuti som räknas. PC-byggare designar eller väljer ett fodral baserat på vilken typ av moderkort som ska passa inuti.

Moderkort: Det primära kretskortet inuti din PC är dess moderkort. Alla komponenter, inifrån och ut, ansluts via moderkortet på något sätt. De andra komponenterna som listas på den här sidan är borttagbara och kan därför bytas ut utan att byta ut moderkortet. Flera viktiga komponenter är dock anslutna direkt till moderkortet. Dessa inkluderar den komplementära metalloxidhalvledaren (CMOS), som lagrar viss information, till exempel systemklockan, när datorn stängs av. Moderkort finns i olika storlekar och standarder, de vanligaste när detta skrivs är ATX och MicroATX. Därifrån varierar moderkort beroende på vilken typ av flyttbara komponenter de är designade för att hantera internt och vilka portar som finns tillgängliga för att ansluta externa enheter. För avancerade användare finns även formfaktorn E-ATX, som har mer utrymme för portar och expansionsplatser, men som kräver ett stort PC-fodral för att rymma det.

Strömförsörjning: Förutom dess CMOS (kompletterande metalloxid-halvledare eller mikrochip), som drivs av ett utbytbart CMOS-batteri på moderkortet, är varje komponent i din PC beroende av dess strömförsörjning. Strömförsörjningen ansluts till någon typ av strömkälla, oavsett om det är ett batteri för mobila datorer eller ett eluttag för stationära datorer. I en stationär PC kan du se strömförsörjningen monterad inuti fodralet med en strömkabelanslutning på utsidan och en handfull anslutna kablar inuti. Vissa av dessa kablar ansluts direkt till moderkortet medan andra ansluts till andra komponenter som enheter och fläktar.

Central processing unit (CPU): CPU, ofta bara kallad processor, är den komponent som innehåller mikroprocessorn. Den mikroprocessorn är hjärtat i all PC:s verksamhet, och prestanda för både hårdvara och mjukvara är beroende av processorns prestanda. Intel och AMD är de största CPU-tillverkarna för PC, även om du också hittar andra på marknaden. De två vanliga CPU-arkitekturerna är 32-bitars och 64-bitars, och du kommer att upptäcka att viss programvara förlitar sig på denna arkitekturskillnad. Moderna CPU-designer innehåller vanligtvis fyra eller fler kärnor för att de ska kunna utföra flera uppgifter samtidigt, effektivt.

Random-Access Memory (RAM): Även den snabbaste processorn behöver en buffert för att lagra information medan den bearbetas. RAM-minnet är till CPU som en bänkskiva är för en kock: Det fungerar som platsen där ingredienserna och verktygen du arbetar med väntar tills du behöver plocka upp och använda dem. Både en snabb CPU och en riklig mängd RAM krävs för en snabb dator. Varje dator har en maximal mängd RAM-minne den kan hantera, och kortplatser på moderkortet indikerar vilken typ av RAM-minne som datorn kräver. DDR-4 är den typ av RAM-chipDD som stöds av de flesta moderkort idag, men vissa system uppgraderar också till den nyare och snabbare DDR-5-standarden.

Enheter: En enhet är en enhet avsedd att lagra data när den inte används. En hårddisk eller solid state-enhet lagrar en dators operativsystem och programvara, som vi ska titta närmare på senare. I många system finns det även utrymme för ytterligare enheter som kan installeras för utökad lagring. Denna kategori inkluderar även optiska enheter som de som används för att läsa och skriva CD-, DVD- och Blu-ray-media. En enhet ansluts till moderkortet baserat på den typ av enhetskontrollteknik den använder, inklusive den äldre IDE-standarden och den nyare SATA-standarden. Nuvarande bärbara datorer och minidatorer kommer sannolikt att använda kompakta NVME SSD:er som ansluts via M.2-kontaktstift monterade direkt på moderkortet.

Kylenheter: Ju mer din dator bearbetar, desto mer värme genererar den. CPU och andra komponenter kan hantera en viss mängd värme. Men om en dator inte kyls ordentligt kan den överhettas, vilket orsakar kostsamma skador på dess komponenter och kretsar. Fläktar är den vanligaste enheten som används för att kyla en PC. Dessutom är CPU:n täckt av ett metallblock som kallas kylfläns, som drar bort värme från CPU:n. Vissa seriösa datoranvändare, som spelare, har ibland dyrare värmehanteringslösningar, som ett vattenkylt system, designat för att klara mer intensiva kylbehov.

Kablar: Alla komponenter vi har nämnt hittills är anslutna med någon kombination av kablar. Dessa kablar är designade för att bära data, ström eller båda. PC-datorer bör vara konstruerade så att kablarna viks snyggt inuti höljet och inte blockerar luftflödet i det.

En PC är vanligtvis mycket mer än dessa kärnkomponenter. Därefter ska vi titta på portarna och kringutrustningen som låter dig interagera med datorn och hur du kan lägga till ännu fler komponenter med hjälp av expansionsplatser.

Relaterade inlägg :/// Vad gör en Radiator?

Portar, kringutrustning och expansionsplatser

Kärnkomponenterna vi hittills har tittat på utgör en PC:s centrala processorkraft. En PC behöver dock ytterligare komponenter för att interagera med mänskliga användare och andra datorer. Följande är PC-delarna som får detta att hända:

Grafikkomponenter: Medan vissa moderkort har inbyggd grafik, inkluderar andra vad som kallas en expansionsplats, där du kan skjuta in ett separat grafikkort, även känt som en GPU (grafikprocessor). I båda fallen bearbetar videokomponenterna i en PC en del av de komplexa grafikdata som går till skärmen, vilket tar en del av belastningen från din CPU. Ett moderkort accepterar grafikkort baserat på ett specifikt gränssnitt, såsom den äldre AGP-standarden eller en av de nyare PCI-standarderna. Moderna grafikkort kan ta upp mycket utrymme inuti PC-fodralet eftersom de behöver dedikerat video-RAM och ytterligare kylfläktar för att kunna leverera hög prestanda.

Portar: Ordet port används ofta för att beskriva en plats på utsidan av din PC där du kan koppla in en kabel. Beskriv en port genom dess användning, till exempel en USB-port eller en Ethernet-port. (Observera att ordet port också används för att beskriva en mjukvaruanslutning när två hårdvara försöker kommunicera.) Många portar är fästa direkt på moderkortet. Några av portarna du hittar på en PC inkluderar följande:

• USB-portar
• nätverksportar, vanligtvis Ethernet
• videoportar, vanligtvis en kombination av VGA, DVI, HDMI eller DisplayPort
• ljudportar, vanligtvis en kombination av analoga miniljudjack eller optiskt ljud. HDMI- och DisplayPort-standarderna har även digital ljudutgång förutom video.
• äldre portar eller portar som följer gamla standarder som sällan används i moderna datorer, som parallella skrivarportar och PS2-portar för tangentbord och mus

Kringutrustning: All hårdvara som inte är monterad inuti en dators hölje kallas kringutrustning. Detta inkluderar dina grundläggande in- och utdataenheter: bildskärmar, tangentbord och möss. Den innehåller även skrivare, högtalare, hörlurar, mikrofoner, webbkameror och USB-minnen. Allt du kan ansluta till en port på datorn är en av datorns kringutrustning. Den nödvändiga kringutrustningen (som bildskärmar) är inte nödvändiga på bärbara datorer, som har dem inbyggda istället.

Expansionsplatser: Ibland vill du lägga till komponenter till en PC som inte har en särskild plats någonstans på moderkortet. Det är därför moderkortet kommer att innehålla en serie expansionsplatser. De löstagbara komponenterna som är designade för att passa in i expansionsplatser kallas kort, förmodligen på grund av deras platta, kortliknande struktur. Med hjälp av expansionskortplatser kan du lägga till extra grafikkort, nätverkskort, skrivarportar, TV-mottagare och många andra anpassade tillägg. Kortet måste matcha typen av expansionskortplats, oavsett om det är den äldre ISA/EISA-typen, de vanligare PCI-, PCI-X- eller PCI Express-typerna eller den nyare M.2-standarden.

Nu när vi har tittat på delarna av en PC, låt oss trycka på strömknappen och se vad som gör att den startar.

Starta en PC

När du startar en dator för första gången går maskinen igenom flera interna processer innan den är redo att användas. Detta kallas uppstartsprocessen eller att starta upp datorn. Boot är en förkortning för bootstrap, en hänvisning till det gamla ordspråket, ”Pull yourself up by the bootstraps”, vilket betyder att starta något från början. Startprocessen styrs av datorns grundläggande input-output system (BIOS).

BIOS är programvara som lagras på ett flashminne. I en PC är BIOS inbäddat på moderkortet. Ibland kommer en PC-tillverkare att släppa en uppdatering för BIOS, och du kan noggrant följa instruktionerna för att ”flasha BIOS” med den uppdaterade programvaran.

Förutom att styra uppstartsprocessen, tillhandahåller BIOS ett grundläggande konfigurationsgränssnitt för PC:ns hårdvarukomponenter. I det gränssnittet kan du konfigurera sådant som ordningen för att läsa enheter under uppstart och hur snabbt processorn ska tillåtas att köra. Kontrollera din dators dokumentation för att ta reda på hur du går in i dess BIOS-gränssnitt. Den här informationen visas ofta när du startar datorn för första gången också, med ett meddelande som ”Tryck på DEL för att öppna inställningsmenyn.”

Följande är en sammanfattning av uppstartsprocessen i en PC:

• Strömknappen aktiverar strömförsörjningen i datorn och skickar ström till moderkortet och andra komponenter.
• Datorn utför ett självtest vid start (POST). POST är ett litet datorprogram i BIOS som kontrollerar maskinvarufel. Ett enda pip efter POST signalerar att allt är okej. Andra pipsekvenser signalerar ett maskinvarufel, och PC-reparationsspecialister jämför dessa sekvenser med ett diagram för att avgöra vilken komponent som har misslyckats.
• Datorn visar information på den anslutna bildskärmen som visar detaljer om uppstartsprocessen. Dessa inkluderar BIOS-tillverkaren och revisionen, processorspecifikationer, mängden installerat RAM-minne och de upptäckta enheterna. Många datorer har ersatt att visa denna information med en startskärm som visar tillverkarens logotyp. Du kan stänga av startskärmen i BIOS-inställningarna om du hellre vill se texten.
• BIOS försöker få åtkomst till den första sektorn på enheten som anges som startdiskett. Den första sektorn är de första kilobytena av disken i sekvens om enheten läses sekventiellt med början med den första tillgängliga lagringsadressen. Startdisken är vanligtvis samma hårddisk eller solid-state-enhet som innehåller ditt operativsystem. Du kan ändra startskivan genom att konfigurera BIOS eller avbryta startprocessen med en tangentsekvens (indikeras ofta på startskärmarna).
• BIOS bekräftar att det finns en bootstrap loader, eller boot loader, i den första sektorn på startdisken, och den laddar boot loader i minnet (RAM). Starthanteraren är ett litet program utformat för att hitta och starta datorns operativsystem.
• När starthanteraren väl finns i minnet lämnar BIOS över sitt arbete till starthanteraren, som i sin tur börjar ladda operativsystemet i minnet.
• När starthanteraren är klar med sin uppgift överlåter den kontrollen över datorn till operativsystemet. Sedan är operativsystemet redo för användarinteraktion.

Nu när vi alla är uppstartade, vad händer härnäst? Mycket av hur datorer fungerar beror på vilket operativsystem du använder. Låt oss i nästa avsnitt undersöka hur operativsystem fungerar på en PC.

PC-operativsystem

Efter att en PC har startat kan du styra den via ett operativsystem, eller OS för kort. När detta skrivs kör de flesta icke-Apple-datorer en version av Microsoft Windows eller en Linux-distribution. Dessa operativsystem är utformade för att köras på olika typer av PC-hårdvara, medan Mac OS X är designad främst för Apple-hårdvara.

Ett operativsystem ansvarar för flera uppgifter. Dessa uppgifter delas in i följande breda kategorier:

• Processorhantering bryter ner processorns arbete i hanterbara bitar och prioriterar dem innan de skickas till CPU:n.
• Minneshantering koordinerar flödet av data in och ut ur RAM och bestämmer när virtuellt minne på hårddisken ska användas för att komplettera en otillräcklig mängd RAM.
• Enhetshantering tillhandahåller ett mjukvarubaserat gränssnitt mellan datorns interna komponenter och varje enhet som är ansluten till datorn. Exempel inkluderar tolkning av tangentbords- eller musinmatning eller justering av grafikdata till rätt skärmupplösning. Nätverksgränssnitt, inklusive hantering av din internetanslutning, faller också in i enhetshanteringssegmentet.
• Lagringshantering styr var data ska lagras permanent på hårddiskar, solid state-enheter, USB-enheter och andra former av lagring. Till exempel hjälper lagringshanteringsuppgifter när du skapar, läser, redigerar, flyttar, kopierar och tar bort dokument.
• Applikationsgränssnitt tillhandahåller datautbyte mellan program och PC. En applikation måste programmeras för att fungera med applikationsgränssnittet för det operativsystem du använder. Applikationer är ofta utformade för specifika versioner av ett operativsystem också. Du kommer att se detta i programmets krav med fraser som ”Windows 10 eller senare” eller ”fungerar bara på 64-bitars operativsystem.”
• Användargränssnittet (UI) ger dig ett sätt att interagera med datorn. Till exempel tillåter ett grafiskt användargränssnitt (GUI) användaren att interagera med datorn eller handenheten via ikoner eller ljud istället för textkommandon. Apple var först med att använda detta, men nu gör alla operativsystem det.

Låt oss nu titta på framtiden för datorer överlag och hur PC-tillverkare har övervunnit portabilitetsutmaningarna för mobil datoranvändning.

Framtiden för PC

Framtiden för datorer har präglats av snabba tekniska framsteg, där nyare modeller snabbt gör äldre föråldrade. Utvecklingen från IDE till SATA och ISA till PCI expansionsplatser exemplifierar denna trend. Centralt för PC-utvecklingen är CPU:n, med Moores lag som förutsäger fördubbling i komplexitet var 18:e månad, driven av kiselmikroprocessorer.

Trots att fysiska gränser närmar sig fortsätter innovationer som mindre transistorer i nanometer att förbättra processorkapaciteten, som Intels 13:e generationens Raptor Lake som använder 10nm transistorer och IBMs prototyp med 2nm transistorer. Utöver kisel framstår kvantberäkning som en potentiell efterföljare, som utnyttjar qubits som kan existera i flera tillstånd samtidigt, och lovar beräkningskraft miljontals gånger större än nuvarande system. Medan nuvarande kvantdatorer fortfarande till stor del är experimentella, kan deras potential revolutionera datoranvändning, även om utbredd användning är fortfarande osäker.

Bärbar persondator

Redan innan PC, datortillverkarna konceptualiserade bärbara datorer. Det var 12-pund (5-kilogram) IBM PC Convertible som förde bärbar datorkonceptet i produktion 1986. Sedan dess har bärbara datorer blivit mindre och lättare, och deras processorkraft har förbättrats tillsammans med stationära datorer.

Idag erkänner datorindustrin andra klasser av mobila datorer. En klass, den bärbara datorn, har nästan blivit synonym med den bärbara datorn. Termen användes ursprungligen för att indikera en mindre, lättare kusin till den bärbara datorn. En annan klass, netbook, är ännu mindre än bärbara datorer, samtidigt som den är billigare och mindre kraftfull. Klassificeringen är förmodligen uppkallad efter sin målgrupp: de som vill ha ett mycket grundläggande gränssnitt för att använda Internet.

Mobil datoranvändning går ännu längre än bärbara datorer och netbooks. Många smartphones och surfplattor har lika mycket processorkraft som bärbara datorer, packade i mindre förpackningar. De viktigaste skillnaderna inkluderar en mindre skärmstorlek och upplösning, färre externa portar, mobiltelefonkapacitet och pekskärmsteknik, förutom eller i stället för ett tangentbord. På grund av det begränsade utrymmet är telefoner vanligtvis också belagda med lägre mängd RAM-minne.

På mjukvarusidan förbättrar PC-operativsystemen också portabiliteten. Till exempel minimerar Google Chrome OS behovet av hårddiskutrymme genom att förlita sig på tillgång till webbapplikationer och molnlagring. Det betyder att en netbook som är begränsad till en 64 GB solid state-enhet har potential att vara lika användbar som en bärbar dator med en 500 GB hårddisk. Naturligtvis är stora applikationer som inte är webbaktiverade undantaget från denna utrymmesbesparande fördel.

PC FAQs

Resources :// Howstuffworks