Procesor, paměť, vstup a výstup

(rocková hudba) Zdravím, jmenuji se Madison Maxey. Mám firmu zvanou Loomia, která je zaměřena na výrobu chytrého textilu pro chytré oblečení a jiné chytré textilní produkty. Když jde o textil, nejsou žádné hranice. Mé jméno je Danielle Applestone a jsem ředitelka firmy Other Machine Company. Vyrábíme stolní frézovací stroj. Frézovací stroj je zařízení s rotujícím řezacím nástrojem, který z nějakého materiálu vyřezává trojrozměrný objekt. Všechny počítače vlastně dělají stejné čtyři úkoly. Berou nějaký vstup, uloží ho, zpracují ho a pak vytvoří nějaký výstup. Každý z těchto úkolů dělá jiná část počítače. Existují vstupní zařízení, která z okolí vezmou vstup a převedou ho do dat ve dvojkové soustavě. Tato data se ukládají v další části – v paměti. Dále máme procesor (CPU), kde se provádějí veškeré výpočty. A nakonec máme výstupní zařízení, která informace převádějí do fyzického výstupu. Nejdříve něco ke vstupu: Počítače umí přijmout mnoho různých typů vstupu, jako třeba počítačovou klávesnici, dotykovou obrazovku na mobilu, fotoaparát, mikrofon nebo GPS. Ale i třeba senzory na autě, termostatu nebo dronu jsou také vstupní zařízení. Ukážeme si jednoduchý příklad, jak vstup putuje skrz počítač a stane se z něj výstup. Když klepnete na klávesu, třeba na písmeno B, klávesnice převede písmeno na číslo. Toto číslo se pošle ve dvojkové soustavě, v jedničkách a nulách, do počítače. Podle tohoto čísla procesor spočítá, jak zobrazit písmeno B pixel po pixelu. Procesor si vyžádá instrukce z paměti, které říkají, jak napsat písmeno B. Procesor tyto instrukce spustí a uloží výsledek ve formě pixelů v paměti. Nakonec se tato „pixelová data“ ve dvojkové soustavě pošlou do obrazovky. Obrazovka je výstupní zařízení, které převádí data ve dvojkové soustavě do malých světel a barev, která tvoří to, co vidíte. Toto se děje tak rychle, že se to zdá okamžité, ale k zobrazení každého písmene spouští počítač tisíce instrukcí hned od okamžiku, kdy stisknete klávesu. V tomto příkladu je výstupním zařízením obrazovka, ale existují mnohé typy výstupu, které na základě signálu z počítače provádějí fyzickou činnost. Například reproduktor přehraje zvuk a 3-D tiskárna vytiskne nějaký objekt. Výstupní zařízení také dokáží ovládat fyzický pohyb, jako třeba robotické rameno, motor v autě, nebo řezací nástroj frézovacího stroje, který vyrábí moje firma. Nové typy vstupu a výstupu umožňují počítačům komunikovat se světem zcela novými způsoby. Tomuto napomohlo i zlepšení rychlosti a velikosti pamětí a procesorů. Čím složitější je nějaký úkol a čím více je vstupů nebo výstupů, tím více výpočetního výkonu a paměti bude počítač potřebovat. Psát písmena na obrazovku může být jednoduché, ale ke složitým úkolům v oblasti 3-D grafiky nebo k nahrávání filmu s vysokým rozlišením, mívají moderní počítače často více než jeden procesor, aby mohly zpracovat tolik dat a také mnoho gigabytů paměti, aby je měly kam uložit. Je jedno, co chcete dělat s počítačem, každý úkol znamená poskytnout vstup z okolí, tyto informace uložit a zpracovat a potom poslat nějaký výstup zpět.